حساب الطاقة التبريدية - مقدار الكالوري (السعرات الحرارية) الواجب سحبها من المنتجات المراد تبريدها

حساب الطاقة التبريدية:

لتقدير الطاقة التبريدية، أو مقدار الكالوري (السعرات الحرارية) الواجب سحبها من المنتجات المراد تبريدها لابد من الحصول على معلومات دقيقة منها:

1- الحرارة الابتدائية (T1) للفاكهة أو الخضرة.

2- الكمية الداخل إلى غرفة التبريد.

3- الحرارة النهائية (T2) المطلوب الوصول إليها.

4- الحرارة النوعية للمواد المخزونة.

5- سرعة تنفس الأنسجة النباتية وكمية الحرارة الناتجة في الساعة.

مثال:

تم استلام 2000 كغم من الفاصوليا الخضراء بدرجة حرارة 25م (78ف) فإذا أريد تبريدها إلى حوالي 1م (34ف) ما هي كمية الحرارة الواجب التخلص منها؟

كمية الكالوري الواجب التخلص منها = الوزن × (درجة الحرارة الأولى – درجة الحرارة النهائية) (الحرارة النوعية).

= 2000كجم × (25-1) 0.91 كيلو كالوري/كجم = 43776 كيلو كالوري

ملحوظة:

احتسبت الحرارة النوعية حسب المعادلة التي تم ذكرها سابقاً واعتبار نسبة الرطوبة في الفاصوليا الخضراء = 89%.

الحرارة النوعية = (89) (0.008) + 0.2 = 0.91 كيلو كالوري/كجم.

ويضاف إلى هذه الحرارة المقدار الناتج عن عملية التنفس خصوصاً في أول ساعات الخزن. أي عندما تكون حرارة المحصول مرتفعة.

إذ أن الحرارة الناتجة عن عملية التنفس تعتمد بالدرجة الأولى على حرارة المنتوج ونوعيته.

والجدول (45) يبين الكالوري الناتجة عن الكجم الواحد من بعض الخضروات والفواكه خلال 24 ساعة في حرارة مختلفة.

والحرارة الناتجة عن التنفس تكون قليلة في الدرجات القريبة من الصفر ولكنها تكون مستمرة ولذا فإن الحاجة إلى الطاقة التبريدية تكون عالية في بداية التخزين حتى يمكن خفض حرارة الخضروات والفواكه خلال بضع ساعات وقبل أن يتم الذبول وتحدث تغيرات فسيولوجية غير مرغوبة.

كما أنه لابد من معرفة كمية الحرارة التي تمتصها غرفة الخزن من الخارج. أي الفارق الحراري بين الداخل والخارج وطبيعة المواد العازلة المستعملة.

وإذا أردنا أن ننجر هذا الخفض في درجة حرارة الفاصوليا خلال ساعتين أي بمعدل حوالي 12 درجة في الساعة وجب أن تكون طاقة أجهزة التبريد الميكانيكية أكثر من حوالي 31828 كيلو كالوري في الساعة (أي حوالي 10.5 طن تبريد/ساعة) وذلك تبعاً للحسابات التالية:

1- كمية الحرارة الناتجة عن خفض درجة الحرارة = 43776 كيلو كالوري.

2- كمية الحرارة الناتجة عن عملية التنفس خلال ساعتين بمعدل حوالي 8 كيلوكالوري للكيلو الواحد:

خلال 24 ساعة = 2000×8×2÷24 = 1333 

الطن = 1000 كجم  = 79.9 كيلو كالوري

إذن طن التبريد = 12000 BTU

80 كيلو كالوري = 80000 كالوري

حرارة التنفس = 17.5 كيلو كالوري بحرارة 25م

للكيلو الواحد = 10.5 كيلو كالوري بحرارة 15م

خلال 24 ساعة = 2.8 كيلو كالوري بحرارة 4م

الحرارة المحسوسة + حرارة التنفس

43776 + 1333 = 45109 كيلو كالوري/2 ساعة

أي حوالي = 45109 كيلو كالوري ÷ 2 ساعة = 22554 كيلو كالوري/ الساعة

أو 22554 كيلو كالوري ÷ 3024 كيلو كالوري/طن = 7.59 طن تبريد/ساعة على الأقل

دون احتساب الحرارة الممتصة من الخارج وعلى فرض أن كفاءة التبريد هي 100%، أما إذا كانت الكفاءة أقل من ذلك فتزداد سعة أجهزة التبريد.

لنفرض أن الكفاءة = 85% 

إذن يجب أن تكون الطاقة التبريدية مساوية إلى  7.45×100÷85 = 8.76 طن تبريد/ساعة

أو 22554×100÷85 = 26534 كيلو كالوري/ساعة.

طاقة التبريد الميكانيكية:

1 كيلو كالوري = 1000 كالوري

BTU = 252 كالوري

طن تبريد = 12000×252 ÷ 1000 = 3024 كيلو كالوري/ساعة

= 3024×24 = 72576 كيلو كالوري/يوم