STABILIREA GROSIMII IZOLATIEI FRIGORIFICE SI CALCULUL COEFICIENTULUI GLOBAL DE TRANSFER TERMIC k PENTRU SPATIILE RACITE

MATERIALE IZOLANTE

Dupa natura lor,materialele izolante folosite in frigotehnica se pot clasifica astfel :

MATERIALE IZOLANTE DE NATURA NEORGANICA-caracterizate prin aceea ca nu sunt inflamabile,sunt durabile si nu sunt atacate de ciuperci si rozatoare :

izolanti minerali(vata de sticla, vata de zgura, beton spumos, sticla spumoasa, pluta minerala) ;

izolanti metalici(alfol- alcatuit din folii foarte subtiri de aluminiu)

MATERIALE IZOLANTE DE NATURA ORGANICA :

izolanti naturali(pluta,turba) ;

izolanti sintetici(ampora, spuma de poliuretan, spuma de clorura de polivinil, spuma de polistiren, velitul).

Dintre materialele izolante mentionate, se utilizeaza mai des :

1.Placile de pluta, caracterizate prin conductibilitate termica redusa,greutate specifica aparenta mica, foarte putin higroscopice, rezistenta a actiunea ciupercilor si mucegaiurilor, aprindere grea, montare usoara.

2.Velitul este un material izolant format din straturi multiple de carbon ondulat lipite intre ele si bituminate, cu canalele de aer rezultand din ondulatii dispuse -n paralel.Este caracterizat prin coeficient de conductivitate termica si greutate specifica aparenta reduse, rezistenta la umezire si cost relativ redus.

3.Sticla spumoasa,obtinuta din deseuri de sticla, roci naturale si un spumant.Se utilizeaza la constructia peretilor si a plafoanelor fara alt element de rezistenta ;are un domeniu larg de utilizare(temperaturi intre -260⁰C si +430⁰C) si rezistenta mare la comprimare, la foc si la umezeala.

4.Rasinile sintetice 

-Spuma de polistiren, obtinuta prin expandarea perlelor de polistiren.Se prezinta sub forma unei spume solide, elastice, de culoare alba, avand urmatoarele avantaje : coef. de conducivitate termica si greutate specifica aparenta reduse sirezistenta la umiditate ,iar ca dezavantaje : punct de topire relativ scazut(+ 80⁰C), rezistenta redusa la comprimare si coef. ridicat de dilatare termica.

-Spuma de poiuretan, obtinuta din reactia a doi componenti ce se expandeaza sub actiunea freonului 11 inglobat.Se prezinta sub forma unei spume solide, slastice, de culoare galbuie .Are ca avantaje : coef. de conductivitate termica si o greutate specifica aparent reduse, rezistenta mecanica si la umiditate ridicata.

-Spuma ureoformaldehidica(ampora, mipora).Se prezinta sub forma unei spume solide, elastice, de culoare alba, fragila.Avantaje : coef. de conductivitate termica si o greutate soecifica aparenta reduse, dar poseda o rezistenta mecanica si la umiditate foarte redusa.

POLISTIREN : r 25 kg / m³

l = 0,03 kcal /m ⁰C

t⁰_max = 85 ⁰C

J_C 2 kgf / cm²

PLUTA EXPANDATA SI IMPREGNATA : r 160 kg / m³

l 0,035 kcal / m ⁰C

t_max = 150 ⁰C

J_C 5 kgf /cm²

r - densitatea materialului ;

l - conductibilitatea termica a materialului termoizolant ;

J_C - rezistenta admisibila la compresiune ;

PARAMETRII UTILIZATI IN CALCUL:

1.Conductibilitatea termica a materialului termoizolant ( l

2.Coef. partial de transfer de caldura de la aerul din camera perete (a_i

a_i = 7 kcal / m² h ⁰C ( pentru pereti si plafon) ;

a_i = 5 kcal / m² h ⁰C (pt pardoseala );

3.Coef. partial de transfer de caldura de la aerul exterior perete (a_e

a_e a_i cand suprafetele exterioare sunt alte camere;

a_e = 25 kcal /m² h ⁰C (pt pereti exteriori spalati de vant ) ;

a_e = 15 kcal / m² h ⁰C (pt pereti exteriori ce separa camerele frigorifice de culoare ) ;

a_e (pt pardoseli plasate pe sol ) ;

4.Diferenta de temperatura ( Dt_c) luata in calcul

Dt_c= Dt_e = t_ex - t_i (pt pereti exteriori si plafoane ce sunt si acoperis ) ;

Dt = ( 0,7 Dt_c ( pt pereti si plafon ce separa camera frigorifica de camera nefrigorifica ce comunica direct cu exteriorul ) ;

Dt = 0,6 Dt_c ( pt pereti si plafon ce o separa de spatiul nefrigorific ce nu comunica cu exteriorul ) ;

Dt = 0,4 Dt_c (pt pereti si plafon ce o separa de alte camere frigorifice la care nu se cunosc temperaturile interioare ) ;

5.Coeficientul total de transfer termic admis ( k_a ) :

k_a = q_a / Dt ;

q_a = 8 kcal /m² h (pt polistiren expandat );

q_a = 10 12 kcal / m² h (pt pluta expandata si impregnata ) ;

Conditie :k_a = 0,3

6.Se determina d_iz care se standardizeaza la valoarea imediat superioara

d_{iz stas} = 2;4;6;8;10;12;14 cm

d_iz - grosimea izolatiei;

d_iz =2;4;6;8;10;12;14 cm

7.Se calculeaza k_real cu relatia:

1

k_real

1/ a_e + S d l + d_{iz stas} l_iz + 1/ a_I

A.   Structura unui perete plan izolat:

l l l l l l

t_e a_i

a_e t_i

d d d d d d

d - grosimea stratului de tencuiala ;

d 20 mm ;

d - grisimea stratului de caramida ;

d 375 mm ;

d - grosimea statului de tencuiala ;

d 20 mm ;

d - grosimea stratului de bitum ;

d 3 mm ;

d - grosimea stratului de izolatie (placi de polistiren expandat ) ;

d d_izolatie 

d - grosimea stratului de tencuiala sclivisita, vopsita ;

d 20 mm;

l kcal / m h ⁰C ; l = 0,75 kcal / m h ⁰C;

l = 0,85 kcal / m h ⁰C ; l (se neglijeaza stratul de bitum ) ;

l kcal / m h ⁰C ; l = 0,85 kcal / m h ⁰C.

B.   Structura unui plafon izolat :

l d

l d

l d

l d

l d

d

l

d - grosimea izolatiei hidrofuge (plafon cu rol de acoperire ) ;

d 20 mm ;

d - grosime placa de beton armat ;

d = 100 mm ;

d - grosime strat de tencuiala ;

d 20 mm ;

d - grosimea barierei de vapori ;

d 3 mm ;

d - grosimea stratului de polistiren expandat ;

d = din calcule ;

d - grosimea stratului de tencuiala aplicat pe plasa de rabit ;

d = 15 mm;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C .

C.Structura pardoselei izolate:

l d

l d

l d

l d

d

l

l d

l d

l d

l l_izol 

l = neglijabil;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C ;

l kcal / m h ⁰C ;

d - grosimea stratului de uzura ; d = 20 mm ;

d - grosimea placii de beton ;    d = 60 mm ;

d - grosimea stratului de izolatie ;

d - grosimea barierei de vapori ;

d - grosimea stratului de egalizare ; d = 20 mm ;

d - grosimea placilor de beton ;    d = 80 mm ;

d - grosimea stratului de balast ;    d = 250 mm ;

d - grosimea stratului de pamant compactat ; d = 685 mm .

CALCULUL IZOLATIEI PENTRU DEPOZITUL DE MATERII PRIME

Perete N (spre culoar)

t_ex = 26,6 ⁰C;    t_i = 1 ⁰C;

Dt Dt_c;

Dt_c = t_ex- t_i ;

Dt_c = 26,6 - 1 = 25,6 ⁰C T Dt = 0,6 25,6 = 15,36 ⁰C ;

k_a = q_a / Dt T q_a = k_a Dt

q_a - flux termic unitar ( densitate de flux termic)

q_a = 8 kcal / m² h (pt polistiren expandat)

k_a = 8 / 15,36 = 0,521 kcal / m² h ⁰C

a_i = 7 kcal / m² h ⁰C;    a_e = 15 kcal / m² h ⁰C;

d_iz l_iz 1/k_a - a_e S d_i l_i a_i

a_e S d_i l_i a_i

1

k =

_n

1/ a_i + S d_i l_i a_e d_iz l_iz

^{i =1}

_n

S d_i l_i d l d l d l d l

^{i = 1}

= 0 /0,85 + 0,375/0,75 + 0,02/0,85 + 0,02/0,85

0,015 + 0,319 + 0,015 + 0,015

T

0,638

d_iz

d_{iz STAS} = 0,06 m;

1

k_real = =

_n 0,45 + 0,21 + 1,796 + 6,3

a_i d_iz l_iz a_e S d_i l_I   

^{i =1}

k_real = 0,360 kcal / m² h ⁰C

Perete S

t_ex= 26,6 ⁰C; t_i = 1 ⁰C;

a_i = 7 kcal / m² h ⁰C;

a_e = 7 kcal / m² h ⁰C;

Dt_c = t_ex - t_i =26,6 - 1 = 25,6 ⁰C

Dt = 0,4 Dt_c = 0,4 * 25,6 = 10,24 ⁰C

k_a = q_a / Dt_c = 8 / 10,24 = 0,781

a_i S d_i l _i a_e

d_iz /0,781 - 0,86 ) = 0,0126

d_{iz STAS} = 0,02 m

1

k_real = 0,654

Peretii E, V (identic)

Plafon

t_i = 1 ⁰C; t_ex = 26,6 ⁰C T Dt = 25,6 ⁰C ;

a_i = 7 kcal / m² h ⁰C; a_e = 25 kcal /m² h ⁰C;

k_a

_n

S d_i l_i

ⁱ⁼¹

a_i a_e S d_i l_i

d_{iz STAS}

1

k_real = 0,231

1/7 + 1/25 + 0,144 + 0 / 0,03

Pardoseala

t_i = 1 ⁰C ; t_ex = 13 ⁰C T Dt = 12 ⁰C

a_i = 5 kcal /m² h ⁰C; a_e

_n

S d_i l_i

ⁱ⁼¹ + 0,685/0 = 1,525

q_{a pluta} 12 kcal /m² h ;

_n

a_i a_e S d_i l_i

ⁱ⁼¹

k_a

d_iz /0,833 - 1,668 ) = - 0,016 T nu se izoleaza

1

k_real = 0,580 kcal / m² h ⁰C

_n

1/a_i S d_i l_i

ⁱ⁼¹

X = 1/a_i+ 1/a_e + S d_i/l_i