2.3 Bestimmung des Kältebedarfs

Transkript

1 2.3 Bestimmung des Kältebedarfs 1 Wärmeeintrag durch Wände, Decken und Fußböden s. Abschn Wärmestrom zur Abkühlung des Kühlgutes [ ΔT + r + c Δ ] Q & = m& c1 1 2 T2 m& = Kühlgutmassenstrom in kg/s c 1 = spez. Wärmekapazität vor dem Erstarren in J/kg K (s. S. 139/ 140) ΔT 1 = Temperaturdifferenz zwischen Beschickungs- und Erstarrungstemperatur in K r = Erstarrungsenthalpie in J/kg (s. S. 139/140) c 2 = spez. Wärmekapazität nach dem Erstarren in J/kg K ΔT 2 = Temperaturdifferenz zwischen Erstarrungs- und Lagertemperatur in K Bei Obst und Gemüse tritt durch Atmung noch eärmestrom auf. 3 Bestimmung des Wärmestromes durch Lufterneuerung Berechnung mittels Verwendung des h,x-diagramms (s. S. 68) & = V & ρ Δh Q V V & = Volumenstrom in m 3 /s ρ = Dichte der Luft in kg/m 3 Δh = Enthalpiedifferenz in J/kg 138

2 4 Beleuchtungswärmestrom τ V = τ = Leistung des Beleuchtungskörpers = Einschaltdauer in h pro h 5 ersonenwärmestrom n q τ & V = n = ersonenzahl τ = Aufenthaltsdauer in h pro h (s. S. 125) q& = Energiestrom pro erson 6 Abtauwärmestrom τ H = = Heizleistung der Abtaueinrichtung τ = Abtaudauer in h pro h (ca. 1,5 h) 139

3 Überschlägiger Gesamt-Kältebedarf für Kühlräume in kj/m 3 Tag bei normaler Isolierdicke und + 25 bis + 30 C Umgebungstemperatur Temperatur C Rauminhalt m über 100 Vorraum für allgemeine Lebensmittel Hauptraum für allgemeine Lebensmittel Kühlraum für Flaschengetränke Vorkühlraum für Fleisch Hauptkühlraum für Fleisch Hauptkühlraum für Fleisch ökelraum Gefrierraum für Fleisch Lagerraum für Gefrierfleisch Gefrierraum für Wild und Geflügel Lagerraum für gefrorenes Wild und Geflügel Kühlraum für Butter Kühlraum für Milch Kühlraum für Bier Kühlraum für Wein Kühlraum für Käse Kühlraum für Eier Kühlraum für Gemüse

4 2.4 Wirtschaftliche Wärmedämmstärke für Kälteanlagen Bei Wärmeanlagen sollten die Wärmedämmstärken stets möglichst genau nach Wirtschaftlichkeit berechnet und ausgeführt werden, wenn nicht betriebstechnische Gesichtspunkte größere Dicken erfordern. Bei kleineren Objekten genügt meist die Benutzung der nachstehenden Tabellenwerte, die aus zahlreichen Berechnungen für mittlere Verhältnisse abgeleitet sind. Kälteschutz 1 Raumtemperatur in C Wärmedämmstärke in cm für eine Umgebungstemperatur von + 10 C (Mitteleuropäisches Jahresmittel im Freien) + 20 C (Jahresmittel in wärmeren Gebieten oder bei angrenzenden im Winter geheizten Räumen) Bei Kühlräumen ist in einem verhältnismäßig weiten Bereich die Abhängigkeit der jährlichen Gesamtaufwendungen für Amortisation und Verzinsung einerseits, für die Betriebsaufwendungen andererseits von der Wärmedämmstärke weniger ausgeprägt, sodass man die theoretisch günstigen Werte ohne Schaden erheblich nach unten abrunden kann, um an Anlagekosten zu sparen. Doch sollte man aus betrieblichen Gründen die obenstehenden Tabellenwerte im allgemeinen nicht unterschreiten, da man nur selten die Verhältnisse von vornherein genau genug übersehen kann. Man hat dann die 1 Tabellarium der Fa. Rheinhold u. Mahla, Mannheim. 2 Wenn auch bei + 10 C Raumtemperatur das Jahresmittel der Außentemperatur gleich ist, so ist doch die angegebene Wärmedämmstärke nötig, um Betriebsschwierigkeiten im Sommer zu vermeiden. Für tropisches Klima kann die empfehlenswerte Dicke durch Extrapolation der Werte für + 10, bzw Außentemperatur entnommen werden. 141

5 Gewähr, dass keine Durchfeuchtungsgefahr für die Isolierung besteht, die Raumerwärmung bei eventuellen Betriebspausen nicht zu stark ansteigt, feuchtigkeitsempfindliche Lagergüter nicht zu stark austrocknen und in einem gewissen Rahmen nachträgliche Änderungen in den Raumtemperaturen ohne Schwierigkeiten möglich sind. 2.5 Berechnung von Verdampfer und Verflüssiger (s. S. 70) Q & = A k Δ o T m A = Verdampferoberfläche in m 2 k = Wärmedurchgangskoeffizient /m 2 K ΔT m = mittlere logarithmische Temperaturdifferenz in K (s. S. 77) 2.6 Formeln zur Verdichter-Berechnung Indizierter Wirkungsgrad η i Der indizierte Wirkungsgrad bildet das Verhältnis zwischen der im Zylinder aufgewendeten Gesamtarbeit zur Nutzarbeit. Er bezeichnet die inneren Verluste, welche zum verlustlosen Arbeitsaufwand zu addieren sind. In die kalte Saugleitung tritt trotz Wärmedämmung Wärme ein, und somit erhöht sich die Sauggastemperatur. Während der Verdichtung erwärmen sich Zylinderwandungen und Kolben. Dadurch wird ebenfalls Wärme an den angesaugten Kältemitteldampf abgegeben. Eine weitere Erwärmung entsteht durch die Reibung der Kolben. Durch die Drosselverluste der Arbeitsventile erfolgt ein Druckabfall. Alle diese Vorgänge wirken sich als innere Verluste aus und bilden den indizierten Wirkungsgrad, welcher erfahrungsgemäß zwischen 0,60 und 0,87 liegt. 142