skip to Main Content
+90 262 658 98 92 paneks@panekspanel.com
Patates Soğuk Oda Depolama Yük Hesaplama

Patates Soğuk Oda Depolama Yük Hesaplama

NHB 01: 2010 Standardına Göre Patates Soğuk Depolama Yükü Hesaplamaları

Yüklenicinin veya son kullanıcının soğutma yükünü kendisinin hesaplamasını kolaylaştıracak ayrıntılı yük hesaplamaları yapılarak hazırlanmıştır. Bu, aynı zamanda, başka bir malın soğutma yükünü, oda sıcaklığı, depolama kapasitesi ve pozitif soğuk hava depoları için yalıtım tipi gibi farklı şartlara ve parametrelere göre hesaplamasına yardımcı olacaktır.

1.Giriş

NHB (Hindistan Ulusal Bahçe Bitkileri Kurulu) Standard 01: 2010, soğutma yükü hesaplamasının bir özetini vermektedir.

1)   5-A: Yükleme ve sıcaklık her oda için 15 °C’ye kadar düşürülür.

2)   5-B: Günlük 0,5 °C oranında azaltılarak +3°C’ye kadar düşürülür – her oda tam yüklenir.

3)   5-C: + 3 °C’de muhafaza süresince her oda tam yüklenir.

Standart, 5000 MT (milyon ton)’luk bir patates soğuk hava deposu varsayımları verir ve tipik oda düzeni önerir.

Soğutma yükü yükleme sırasında maksimumdur ve her biri 50 kg ağırlığındaki 1000 torba/gün patates için 15 °C’ye, her oda için 50 ton/gün (1250 ton %4’lük) ve soğutma yükü 85,32 kW veya her oda için 24,37 ton soğutma (TR) bulunur. Bu değerlerden gelen detaylı hesaplamalar Standartta verilmez.

Standartta verilen hesaplama formatı, planlanan her yeni soğuk depo için sıcaklık düşürme ve muhafaza periyodu sırasında yük hesaplama özetini talep eder ve müşteri veya yüklenicinin, formu doldurmak için soğutma yüklerini hesaplamak üzere bir soğutma danışmanı bulundurması gerekir.

Yük hesaplarının sunulması için Standartta belirtilen varsayımlar dikkate alınmıştır.

Varsayımlar:

  1. Ürün: Patates
  2. Yer: Uttar Pradesh (Hindistan’ın büyük patates üretim alanı)
  3. Dış sıcaklık: + 45°C maksimum KT (kuru termometre), + 30°C YT (yaş termometre)
  4. Ürün yükleme sıcaklığı: maksimum 20°C-25°C
  5. Her bir poşetin ağırlığı: 50 kg
  6. Toplam depolama kapasitesi: 5000 ton
  7. Her oda depolama alanı: 1250 ton (1250×3,4 = 4250 m3)
  8. Oda boyutu (her biri): (LxWxH )21m x 16m x 13,7m (hacim = 4603 m3, taban alanı = 336 m2)
  9. Yükleme oranı: Toplam kapasitenin %4’ü/gün = 1250×0,04 = 50 ton veya 50000 kg/gün
  10. Sıcaklık düşürme süresi: 24 saat içinde 15°C’ye düşürülecektir.
  11. Kompresör çalışma saatleri: Sıcaklık düşürme sırasında 20 saat/gün
  12. Havalandırma gereksinimleri: Günde 2 ila 6 hava değişimi (sayfa 4-2-h)
  13. İzolasyon: Poliüretan Köpük (PUF) (32 kg/m3yoğunluk, K değeri = 0,023 W/mK (ASHRAE Soğutma El Kitabı 2014, Sayfa 24.1, Tablo 1). PUF yoğunluğu 32 kg/cm2, en az 38 kg/cm2kullanılması önerilir)
  14. Kalınlık (duvarlar, çatı, zemin): 100 mm (NHB Standart 01: 2010, sayfa 10)
  15. Dondurmanın üstündeki özel patates sıcaklığı: 3,433 kJ/kgK (NHB Standart 01: 2010, sayfa 51)
  16. Solunum ısısı (+3°C’de): 0,018 W/kg (ASHRAE Soğutma El Kitabı 2014, sayfa 19.22)
  17. Yükleme yoğunluğu: 3,4 m3/ton (NHB Standart 01: 2010, Sayfa 44)
  18. Emniyet faktörü %10 olarak dikkate alınırken, eş zamanlılık faktörü dikkate alınmamıştır.

 

Şekil 1. Hesaplama yapılacak patates muhafaza deposunun projesi

  1. Yük Hesaplamalar

Pozitif soğuk hava depoları için, büyük ısı yükü katkıları şunlardır:

– Duvar, çatı ve döşeme ile ısı kazanımı

– Ürün yükleme sıcaklığı ve depolama sıcaklığındaki farklılık nedeniyle yükten oluşan ürün yükü

– Ürün, depolama sırasında önemli bir süre boyunca nefes almaya devam ettiğinden, solunum yükü

– Havalandırma gereksinimleri ve hava sızıntısı nedeniyle dış hava yükü

– Hava soğutucu fan ısı kazancı ve forklift gibi ekipman yükü

– Odanın içinde çalışan insanlar tarafından sağlanan yükler

– Aydınlatma yükü

Günde Duvar / Çatı / Kat ile İletim Yükü

Q = U x A X TD
= 0,023 / 0,1 x 2 x (21×16 + 2x21x13,7 + 16×13,7) x (45-15)
= 0,23 x1663,4×30
= 11477,46 W yaklaşık 11,5 kW

Burada

U: W / m2K = K / x cinsinden genel ısı transfer katsayısıdır.
K: W/mK ve kullanılan yalıtımın ısı iletkenliği, ‘x’ de m cinsinden yalıtım kalınlığıdır.
A: her odanın m2 cinsinden dış alanıdır (sadelik açısından, ara bölme duvarları dikkate alınmamış ve her oda ayrı bir soğuk oda olarak kabul edilmiştir),
TD: Ortam koşullarıyla soğuk oda sıcaklığı arasındaki sıcaklık farkıdır (K). Doğru metot, her bir duvarın yönüne bağlı olarak tek tek duvar yüklerini hesaplamaktır. Güneş, çatı ve döşeme için ayrı sıcaklık farkları mevcuttur. Bununla birlikte, hesaplamaları basitleştirmek için altı yüzeyin tümünün “TD” ye maruz kaldığını varsayıyoruz. Bu, yalıtımın diğer faktörlere kıyasla daha büyük bir etkiye sahip olması nedeniyle, yük hesaplamasında çok fark yaratmayacaktır.

Ürün Yükü

= 1250 ton x Özgül Isı x TD
= 50000 x 3,433 kJ / kg K x (25-15)
= 1716500 ÷ (24×3600) = 19,87 kW

Formun Üstü

Ürünün 25 ° C’de yüklendiği ve 24 saat içinde 15 °C’ye soğutulduğu varsayılmaktadır.

Solunum Yükü

Kalan (1250-50 = 1200 ton veya 1200000 kg) patateslerin depoda olduğunu ve yükleme son gününde soğutma yükünün dikkate alındığını varsayarsak, solunum yükü şu şekilde olacaktır:
Solunum yükü = 1200000×0,018 = 21600W = 21,6 kW

Toplam ürün yükü 19,87 + 21,6 = 41,47 kW,  yaklaşık 42 kW’dır.

Sızıntı Yükü

4 hava değişimi / gün, 45 C KT ve 30 C YT’de entalpi 99,173 kJ/kg, 3° C’de 13,62 kJ/kg ve % 90 Bağıl Nem, Δh = 85,553 kJ/kg (Bu değerler nemli hava için Psikrometrik özellik tablolarından alınmıştır.)
4603 havalandırma hacmi (oda hacmi, m3) x 4 hava değişimi ÷ (24×3,6) = 213 litre / saniye.
Ve toplam ısı yükü için standart formülü kullanarak 1,2 x l / s x (Δh),
= 1,2x213x85,53 / 1000 = 21,86 kW %70 iyileşme ile 15,3 kW olurdu.

Fan Motorlarına Bağlı İç Yük

Her oda için 4 soğutucu, her biri 2 fan 0,75 kW, toplam motor gücü 6 kW güç, motor başına 993W oranında ısı yüküne katkıda bulunmuştur = 8×0,933 = 7,94 kW

Aydınlatma yükü

Yükleme sırasında 10 W/m²’de = 336 m2 x10 W / 1000 = 3,36 kW

İnsan Yükü

Yükleme sırasında soğuk odada çalışan 4 kişi varsayarsak, her bir kişi 250 W katkıda bulunacaktır. Toplam insan yükü = 250 Wx4 = 1 kW

Toplam İç Yük = 7,94+ 3,36 + 1 = 12,3 kW

Toplam yük = transfer ile + ürün + hava sızıntısı + fan motoru + aydınlatma + doluluk

= 11,5 + 42 +15,3 + 12,3 = 81,1 kW x 1,1 güvenlik faktörü = oda başına 89,21 kW

Tablo 1. Oda başına soğutma yükü özeti, 1250 tonluk depolama kapasitesi

No Tanımlama NBH 01: 2010 Standardına Göre Her Oda için Soğutma Yükü [kW/24 h] Örnekteki Hesaplama
1 Transfer yükü 12,12 11,5
2 Ürün yükü 43,16 42
3 İç yükler (insan + aydınlatma) 5,25 4,36
4 Sızıntı ve havalandırma yükü 16,14 15,3
5 Cihaz yükü (fan motorları) 8,65 7,94
6 Toplam yük 85,32 (24,37 Ton Soğutma) 81,1
7 Emniyet Faktörü 1,1
8 Emniyetli Toplam Yük 89,21 kW

20 saatlik kompresör çalışma süresi dikkate alındığında, gereken toplam kapasite her oda için 89,21×24 /20 = 107,052 kW olacaktır. Standart 4 oda ile 5000 ton yük içindir. Bu nedenle, yükleme sırasında gereken toplam tesis kapasitesi 428,208 kW’dır.

NHB Standard 01: 2010’da + 2°C iç sıcaklık ve 38°C dış sıcaklıkta önerilen soğutma sistemi kapasitesi 234,85×2 = 469,7 kW’dır.

Hindistan’da depolamada önemli bir süre bekletmek normal bir uygulama olduğundan ve Standartta belirtilen muhafaza yükü 32,93 kW x 4 = 131,72 kW olduğundan, muhafaza yükünü karşılamak için kompresörü eşit kapasitede iki kompresör seçmek yerine 297,75 kW’lık ikinci bir kompresör seçmenizi öneririm. (429,47-131,72 = 297,75) İlk kompresör başlangıç yükünü ve ikinci kompresör sıcaklık düşürme yükünü karşılayacaktır. Tam yükte bir ana kompresörün çalıştırılması ve yüke bağlı olarak değişken kapasiteye sahip ikincisi, silindir boşaltma veya frekans sürücülü (VFD) kapasite kontrol düzenlemesi, eşit kapasitede iki kompresöre kıyasla daha iyi güç tasarrufu sağlayacaktır.

  1. Sonuç

Bireysel gereksinimlere bağlı olarak, ısı yükü hesaplamalarını gerçekleştirecek varsayımlar değişecektir, ancak hesaplama yöntemi ve formüller aynı kalacaktır. Kullanıcı artık ısı yükü hesaplamalarını yapmak için kendinden emin olacaktır. Bununla birlikte, yukarıdaki formülleri kullanan kişinin makul ölçüde yetkin olması ve soğutma temelleri hakkında bilgi sahibi olması önerilir. Kullanıma hazır bir excel formatında hesaplamaları sunma isteği, formül kullanımıyla ilgili hesaplama yöntemini bilmedikçe, yazılım kullanımının tehlikeli olduğu deneyimlerimden dolayı kaçınılmıştır. Bu, uzmanlaştıktan sonra, hesaplama süresini azaltmak için bir yazılım veya bir excel elektronik tablo kullanabilir. Temel bilgileri bilmemek ve kullanıma hazır araçları kullanmak, bir sorun ortaya çıkana kadar kullanıcının farkında olamayacağı ciddi hatalara sebep olabilir.

Şekil 2. Patates muhafaza soğuk deposunun detaylı projesi

Back To Top