Camera Frigorifica

Camera Frigorifica

Acest articol prezinta notiunile elementare privind elementele unei camere frigorifice, factorii ce influenteaza costurile cu investitia si cele de exploatare. Daca aveti intentia de a realiza o astfel de investitie, va oferim posibilitatea de a obtine gratuit calculul camerei frigorifice si oferta aferenta.

Camera frigorifica este o incapere sau un container montata in interiorul unei incinte sau in exterior cu rolul de a pastra diverse produse la temperaturi de refrigerare sau congelare.
Vitrinele comerciale sunt echipamente similare camerelor frigorifice cu diferentele:

  1. costuri mai mari decat o camera frigorifica
  2. spatiu de depozitare mic
  3. consum mare de energie – vitrinele frigorifice au vitrina din sticla si deschidere in spatele acesteia. Acestea favorizeaza pierderea frigului, implicit un consum mai mare de energie electrica

Vitrinele frigorifice au avantajul ca prezinta spatiu de expunere a marfii pentru a putea fi vazuta de clienti.
In momentul in care un magazin are in stoc o cantitate mare de produse alimentare care necesita mentinerea la frig, e recomandat ca stocul sa fie depozitat intr-o camera frigorifica deoarece randamentul unei camere frigorifice este mult mai ridicat decat al unei vitrine frigorifice.

NOTIUNI GENERALE DESPRE FRIGUL ARTIFICIAL

Racirea este procesul termodinamic de scadere a temperaturii, caldura „orientandu-se” spre zona/suprafata mai rece.
Procesul de racire consta de fapt in expunerea unui produs la o temperatura mai scazuta decat temperatura proprie iar acesta isi cedeaza propria caldura spre volumul de aer mai rece ce il inconjoara.

Efectul racirii este utilizat cu mai multe scopuri si voi enumera doar cateva:

Frig Artificial

  1. conservare (alimente, apa, medicamente etc) – pentru incetinerea sau stoparea actiunii bacteriilor, actiunea acestora ducand la alterarea produselor
  2. climatizare – cresterea confortului in locuinte, birouri, mijloace de transport, spatii comerciale etc
  3. infrumusetare – crioterapia este actiunea benefica a aerului rece asupra dermei (pielii) si a intregului organism uman

In functie de gama de temperaturi, in frigotehnie procesul de racire este cunoscut sub numele de:

  1. refrigerare – temperatura pozitiva in apropierea valorii de 0°C. In domeniul alimentar temperaturile de refrigerare sunt cuprinse intre +2°C – +8°C, functie de produs
  2. congelare – temperatura obtinuta este mai jos de 0°C (apa ingheata). Frigiderele casnice au temperatura de congelare in jurul valorii de -18°C

In domeniul comercial sau in zona de productie alimentara unde se depoziteaza cantitati mari de alimente, sunt necesare incaperi ermetice, cu pierderi cat mai mici de caldura (foarte bine izolate) pentru pastrarea pe perioade scurte sau lungi a produselor (carne, preparate din carne, preparate din lapte etc). Aceste incaperi se numesc camere frigorifice.

Necesarul de putere

  1. puterea frigorifica – este necesarul de energie calorica pentru a putea realiza temperatura dorita. Se masoara in kcal/h sau W frigorifici
  2. puterea electrica – este necesarul de energie electrica consumata pentru a se obtine puterea calorica dorita. Se masoara in W

Recomandare

Pentru a va asigura ca produsele sunt consumate sau livrate proaspete se aplica regula FIFO (First In First Out = Primul Intrat Primul Iesit). Cu alte cuvinte, produsele care au intrat primele, acelea vor fi scoase primele din depozit pentru a fi consumate sau comercializate.

RANDAMENTUL UNEI CAMERE FRIGORIFICE

Camera frigorifica este compusa din:

  1. incaperea propriu-zisa foarte bine izolata
  2. sistemul frigorific

Sistemul frigorific are ca parti componente principale:

  1. agregat frigorific – este un echipament complex care are in componenta sa: compresorul, condensatorul frigorific, rezervorul de lichid, presostatul, suportul pentru toate acestea
  2. vaporizator (cunoscut si sub numele de evaporator sau suflanta) – absoarbe caldura din camera de frig
  3. controler electronic de temperatura (termostat) si iluminat
  4. alte piese: ventil de laminare, teava de cupru, agent frigorific (freon), rezistenta degivrare

Cat de importanta este izolatia la o camera frigorifica

Rolul izolatiei este de a nu permite patrunderea aerului cald in incapere.
Daca izolatia este de proasta calitate sau insuficienta, patrunderea caldurii in incapere va determina porniri mai dese ale compresorului frigorific care conduc la imbatranirea timpurie a acestuia, el fiind de fapt si piesa cea mai scumpa dintr-un sistem frigorific. Pornirile dese ale compresorului cresc si consumul de energie.

Importanta izolatiei – exemplu

Voi prezenta mai jos un exemplu care arata cat este de importanta izolatia unei camere frigorifice. Pentru calcul am utilizat urmatoarele date:

  1. volum incapere (L x l x h): 22,5 mc
  2. incaperea are peretii din caramida iar tavanul si podeaua din beton
  3. produs: carne, neambalata
  4. temperatura dorita trebuie sa ajunga in mijlocul produsului in: 24 ore
  5. degivrare: 6 ore/zi
  6. functionare sistem frigorific: 18 ore/zi

Exemplul contine calculul sistemului frigorific pentru 3 cazuri de izolatie a camerei frigorifice:

  1. cazul 1 (fara izolatie) – pereti din caramida, tavan si podea din beton
  2. cazul 2 (partial izolata)  – are izolatie interioara la pereti si tavan cu polistiren de 10 cm. Podeaua nu este izolata
  3. cazul 3 (complet izolata)  – are izolatie interioara la pereti si tavan cu polistiren de 10 cm si podeaua cu polistiren extrudat de 2 cm
A. Camera frigorifica refrigerare

Ti = 0°C (temperatura din interiorul camerei)
Text = +32°C (temperatura din exteriorul camerei)
Tp = +25°C (temperatura produsului la intrare in camera)

Izolatie
Camera
Putere
frigorifica
[kW]
Putere
electrica
[kW]
Pret
[ % ]
1. fara izolatie 8,3 4,9 100 %
2. partial izolata 2,4 1,6 36 %
3. complet izolata 1,63 1,2 28 %

Spre exemplificare: presupunand ca pretul unei instalatii frigorifice este de 10000 lei pentru cazul 1 (fara izolatie), atunci pentru cazul 2 (camera partial izolata) pretul va fi de ~3600 lei iar pentru cazul 3 (camera complet izolata) pretul va fi de ~2800 lei

B. Camera frigorifica congelare

Ti = -20°C (temperatura din interiorul camerei)
Text = +32°C (temperatura din exteriorul camerei)
Tp = -10°C (temperatura produsului la intrare in camera)

Izolatie
Camera
Putere
frigorifica
[kW]
Putere
electrica
[kW]
Pret
[ % ]
1. fara izolatie 13 8,4 100 %
2. partial izolata 3,5 3,8 31 %
3. complet izolata 1,94 2,4 22 %

Spre exemplificare: presupunand ca pretul unei instalatii frigorifice este de 10000 lei pentru cazul 1 (camera fara izolatie), atunci pentru cazul 2 (camera partial izolata) pretul va fi de ~3100 lei iar pentru cazul 3 (camera complet izolata) pretul va fi de ~2200 lei

Cazurile de mai sus sunt prezentate cu titlu de exemplu tocmai pentru a scoate in evidenta importanta izolatiei. Practic, o izolatie adecvata creeaza economie la:

  1. costul de achizitie a sistemului frigorific
  2. cheltuieli de exploatare – consum mai mic de energie

De cele mai multe ori o izolatie completa a camerei frigorifice este amortizata imediat prin costul de achizitie. In plus, pe perioada de exploatare a camerei frigorifice costurile cu energia electrica sunt optime.

Trebuie mentionat ca intr-un sistem frigorific compresorul frigorific este componenta cea mai scumpa. Din aceasta cauza este foarte important ca regimul sau de functionare sa fie optim nu doar din punct de vedere energetic ci si al protectiei sale.

Cazuri si efecte:

1. Izolatie insuficienta si/sau agregat frigorific subdimensionat (mai mic decat necesarul de putere frigorifica) duce la:

  1. 1.1 porniri dese ale compresorului
  2. 1.2 functionarea pe un interval de timp mai lung decat specificatiile producatorului compresorului

Aceasta situatie cauzeaza imbatranirea timpurie a celei mai scumpe piese dintr-un sistem frigorific, compresorul.

2. Sistem frigorific (agregat frigorific si vaporizator) subdimensionat ca si putere frigorifica cauzeaza:

  1. 2.1 sanse mici pentru a se atinge temperatura dorita in camera frigorifica
  2. 2.2 compresorul agregatului frigorific va functiona continuu ducand la defectarea timpurie a acestuia

In plus, in cazul unei caderi de tensiune, izolatia foarte buna va proteja incaperea si va pastra produsele la temperatura dorita chiar daca instalatia frigorifica nu functioneaza pentru o perioada mai lunga de timp.

PARAMETRII NECESARI PENTRU UN CALCUL CORECT DE CAMERA FRIGORICA

Calculul unei camere frigorifice este un calcul complex care tine cont de toate aspectele care ar putea influenta cresterea temperaturii in camera si implicit consumul si uzura instalatiei frigorifice. Se tine cont ca beneficiarul camerei frigorifice sa pastreze produsele la temperatura dorita cu investitie minima si costuri cat mai mici de exploatare (consum de energie mic).

Temperatura dorita in camera

Functie de produsul/produsele depozitate in camera frigorifica este necesara o anumita temperatura de mentinere.
Temperatura este masurata si controlata prin intermediul unui controler digital (termostat) care da comanda de pornire si oprire a compresorului. Acelasi controler digital poate comanda si alte procese din camera de frig: pornirea-oprirea ventilatorului condensatorului, degivrarea electrica (dezghetarea), iluminatul etc

Tabel generic de temperaturi de refrigerare functie de categoria de produs

Tip
Produs
Temperatura refrigerare
recomandata
[°C]
carne 2 – 4
lapte si
produse lactate
4 – 8
oua 4 – 8
sosuri 5 – 7
legume si fructe 6 – 8

Tipuri de agregate frigorice

  1. agregat frigorific necarcasat – agregatul este standard format din compresor, condensator, presostat, rezervor de lichid. Toate piesele sunt fixate pe placa suport si sunt expuse
  2. agregat frigorific carcasat – agregatul are aspectul exterior al unei unitati de aer conditionat. Componentele agregatului sunt protejate de o carcasa. Sunt mai usor de intretinut
  3. agregat frigorific monobloc – agregatul include tot sistemul frigorific (exterior si interior) iar pentru instalarea acestuia sunt necesare cunostinte minime pentru montaj. Agregatul monobloc se va sprijini pe un perete astfel incat condensatorul frigorific sa fie la exteriorul camerei frigorifice iar vaporizatorul la interiorul acesteia.

Tipuri de alimentari agregat frigorific

  1. monofazata – alimentare la 220V
  2. trifazata – alimentare la 380V

In general echipamentele frigorifice de putere mare necesita alimentare trifazata.

Amplasare camera frigorifica

O camera frigorifica poate fi situata la exterior sau in interiorul unei alte incaperi.
In general pentru exterior se folosesc containere (pentru usurinta montajului). Dezavantajul major al acestora este ca sunt expuse direct la temperatura exterioara si din aceasta cauza necesita o izolatie mai buna si puteri frigorifice mai mari. Apar cheltuieli suplimentare deoarece compresorul necesita rezistenta de carter (aceasta rezistenta incalzeste uleiul din compresor cand temperaturile exterioare sunt scazute pentru a aduce uleiul in starea lichida optima de functionare). Regimul de lucru al compresorului difera de la un anotimp la altul.
Camera frigorifica in interiorul unei incaperi are ca prim avantaj mentinerea aproximativ constanta a temperaturii exterioare iar compresorul va functiona in acelasi regim pe toata perioada anului, indiferent de anotimp.

Dimensiuni camera frigorifica

Puterea frigorifica necesara se calculeaza dupa volumul incaperii deoarece aerul trebuie sa aiba aceeasi temperatura in tot volumul. Aerul cald are proprietatea de a se ridica. Daca necesarul frigorific nu este calculat corect vor apare diferente de temperatura de cateva grade intre tavan si podea. Produsele din camera nu vor avea aceeasi temperatura iar diferenta dintre niveluri nu poate fi controlata.

Izolatia camerei frigorifice

Structura peretilor

Fiecare material de constructie: caramida, BCA, placa beton, termopan etc, au un coeficient propriu de izolare termica. Gradul de izolare al acestor materiale este in general scazut.

Izolatie camera

In domeniul frigului artificial izolatia se face la interiorul camerei, pentru a nu permite frigului obtinut sa se piarda in structura peretilor. Izolatia extrioara a unei camere frigorifice nu se ia in calcul.
Izolarea eficienta a unei incaperi de frig este data de:

  1. tipul materialului de izolare (vata minerala, panou sandivici, polistiren, poliuretan etc)
  2. grosimea izolatiei
  3. amplasarea izolatiei (pereti, podea, tavan)

Numarul de deschideri ale usii camerei

De fiecare data cand se deschide usa pentru a se intra si iesi dintr-o incapere frigorifica, automat apare o pierdere de frig. Aerul cald din exteriorul camerei patrunde prin golul de usa incalzind volumul de aer. Acest lucru cauzeaza porniri ale compresorului frigorific pentru a aduce inapoi aerul la temperatura dorita.
Numarul de deschideri ale usii sunt contorizate astfel:

  1. trafic mic – usa camerei frigorifice se deschide de maxim 4 ori/zi
  2. trafic mediu – usa camerei frigorifice se deschide intre 5 – 9 ori/zi
  3. trafic intens – usa camerei frigorifice se deschide de la sau mai mult de 10 ori/zi

In cazul unui trafic mediu sau intens si atunci cand usile sunt lasate mai mult timp deschise pentru a se scoate sau introduce marfa in camera frigorifica, este recomandata instalarea fasiilor de perdea pvc in cadrul usii. Perdeaua PVC are rol termoizolant, minimizand patrunderea caldurii in incinta dar si a insectelor sau prafului.

Produsul pastrat

Este important a se cunoaste tipul produsului pastrat in camera frigorifica deoarece fiecare produs are nevoie de un anumit timp pentru a ceda caldura si difera functie de continutul de apa, densitatea celulara etc

Produsul ambalat

Ambalajul produsului este o bariera izolatoare a acestuia la pierderea caldurii. Fiecare tip de ambalaj – carton, aluminiu etc –  are un anumit grad de izolare  care necesita un timp mai indelungat de racire.

Temperatura produsului la intrarea in camera

Temperatura produsului se traduce intr-o incarcatura de energie calorica care va trebui cedata aerului din camera frigorifica si apoi racit de catre instalatia frigorifica. Puterea frigorifica a instalatiei este mai scazuta pentru cazurile in care temperatura produsului este apropiata de cea de pastrare.

Incarcarea camerei si rulajul produselor

Cu cat este mai mare cantitatea de produse stocate in camera frigorifica cu atat necesarul de putere frigorifica este mai mare. Daca introducerea produselor are loc de cateva ori pe zi, atunci cantitatea de caldura introdusa in camera este mai mare.

Alte surse de caldura

  1. numarul de oamenii care lucreaza in camera. Un om care efectueza o activitate scazuta radiaza caldura de ~350kJ/ora = ~97 W/ora
  2. corpuri de iluminat – valoarea puterii in W (wati)
  3. scule – exemplu: cutite electrice

In concluzie:
Pentru a beneficia de o camera frigorifica eficienta achizitionata la un pret corect este importanta:

  1. izolarea camerei sa fie cat mai bine facuta (la interior)
  2. informarea cat mai corecta in privinta constructiei si utilizarii camerei