Appunti Tecnica del freddo - Settima parte

TECNICA DEL FREDDO PT.7

Carichi termici di un magazzino frigorifero

Per dimensionare gli impianti necessari a ottenere e mantenere le condizioni

richieste per la conservazione dei prodotti all’interno di celle e magazzini

frigoriferi bisogna conoscere il loro carico termico, ovvero la quantità di calore

da sottrarre per realizzare il microclima desiderato. Le cause che

contribuiscono al carico termico di un magazzino frigorifero sono:

1. Rientrate di calore per trasmissione (perdite attraverso pareti, tetto,

pavimento)

2. Rientrate per ventilazione

3. Carichi di raffreddamento del prodotto

4. Calore latente

5. Carichi interni (ventilatori, illuminazione, macchinari, persone)

Rientrate di calore per trasmissione Q1

Il primo termine da considerare riguarda il calore che fluisce in cella attraverso

pareti, pavimento e soffitto. Tale quantità si calcola con la seguente formula:

Q1=UA∆T

È importante notare per spessori elevati di isolante il contributo alla resistenza

delle due adduttanze, in e out, diventa minimo e può essere trascurato. Per la

Tout si assume un valore tra 25°C e 40°C mentre per la T del terreno si ha un

valore compreso tra 10°C e 15°C. Se una o più pareti sono esposte al sole è

importante aggiungere il contributo dovuto alla radiazione solare si aggiunge



al un valore tabellato in base all’orientazione (N,S,E,O) e al colore della

T

superficie.

Rientrate per infiltrazione d’aria Q2

Questo elemento è molto importante nel calcolo del carico termico totale;

tuttavia, è difficile calcolarlo nel caso di infiltrazioni d'aria dall'esterno, cioè nel

caso di ventilazione naturale e non forzata. La portata d’aria esterna da

introdurre in cella dipende dal tipo di prodotto da conservare e va da 1 a 5 il

volume totale della cella nelle 24 ore. La quantità Q2 si calcola nel seguente

m

modo: Q2 = m dove è la portata in massa d’aria esterna e ∆h è la

h

differenza entalpica tra aria esterna e aria alle condizioni della cella.

È difficile calcolare esattamente quanta aria entra durante l'apertura delle

porte, per cui si usano formule empiriche che permettono di calcolare n cioè il

numero di volte in cui l'intero volume d'aria nella cella è ricambiato nelle 24

ore. Un altro metodo empirico per il calcolo di Q2 è quello di assumerlo pari al

10% del carico termico totale, anche se in genere si sottostima. “n” è

influenzato anche da porte azionate automaticamente o manualmente,

presenza di zona di carico, rapporto tra volume di cella e la superficie totale

delle porte.

Proprio le porte, rappresentano un punto delicato per i carichi termici, perché

l’aria all’interno della cella ha una densità maggiore di quella all’esterno della

cella (si trova a T minore). Di conseguenza nella luce della porta si stabilisce

una differenza di pressione tra esterno ed interno, con sovrappressione in

basso dalla parte della cella e sovrappressione in alto dalla parte esterna.

Quindi dall'alto entra aria calda e dal basso esce aria fredda. Esiste un punto, a

quota Z, in cui le pressioni si equivalgono e quindi non c'è flusso d'aria.

Carico dovuto al raffreddamento del prodotto Q3

Le fonti primarie del carico frigorifero dovuta al raffreddamento dei prodotti

introdotti e mantenuti nello spazio refrigerato sono:

1. Il calore da rimuovere per ridurre la temperatura del prodotto dal livello

di introduzione fino a quello di immagazzinaggio Q’3

2. Il calore generato dal metabolismo dei prodotti freschi, soprattutto frutta

e vegetali Q’’3

Quindi questo carico dipende dalla T iniziale del prodotto, dalla T di

immagazzinaggio del prodotto e dal calore generato dal metabolismo dei

prodotti freschi. A seconda che il prodotto sia fresco o congelato il carico

dovuto al raffreddamento del prodotto Q’3 prende in considerazione termini

diversi.

Nel caso di prodotti FRESCHI: Il prodotto viene raffreddato a una T superiore a

quella di congelamento ma comunque inferiore a quella iniziale. Il calore da

sottrarre dipende da: T introduzione in cella, T finale del prodotto

Nel caso di prodotti CONGELATI: il processo si articola in 3 step:

1. Inizialmente il prodotto viene raffreddato fino alla Tf di congelamento

(siamo in monofase). Il calore da sottrarre sarà: (è Q2 non Q1)

2. Nel secondo step, invece, si sottrae calore per congelare il prodotto

(siamo in cambiamento di fase). La formula sarà: dove è il

hf

calore latente di fusione del prodotto

3. Il terzo step, invece, riguarda la fase finale di congelamento (siamo in

monofase): dove T3 è la T finale al di sotto del punto di

congelamento (-18°C)

Q