 |
Тепловой расчет холодильной машины
|
|
|
|
Расчет производится в следующей последовательности:
1. Удельная весовая холодопроизводительность холодильного агента, кДж/кг:
q0 =i1' – i4 =421,5-230=191,5 кДж/кг
2. Теплота, отводимая от 1кг холодильного агента в конденсаторе и теплообменнике, кДж/кг:
Qx = i2 – i3/ = 444-230=214кДж/кг
или
qk=q0 +l =191,5+(444-421,5)=214 кДж/кг
l -Теоретическая работа сжатия в компрессоре, кДж/кг: (l=i2 – i1/)
3. Холодильный коэффициент цикла:
Подбор оборудования холодильной машины
Подбор компрессора
Расчет и подбор компрессора производится в следующей последовательности:
1. Находят степень сжатия паров в компрессоре: (по графику)
.= 
2. Определяют коэффициент подачи поршневого компрессора:
l=l1´l2´l3´l4 =0,923* 0,877*0,95*0,97=0,74
где l1 - объемный коэффициент, учитывающий влияние объема мертвого пространства, который равен:
l1=1- с´ 
= 1- 0,05´ 
=0,923
с – коэффициент вредного пространства, для мелких компрессоров с =0,05;
m – показатель политропы, для хладонов m =(0,9¸1,1); принимаем =1
l2 – коэффициент подогрева, равный: l2 = (273+tн)/(273+tк)=(273+24,3)/(273+66)=0,877
l3 – коэффициент дросселирования, учитывающий сопротивления в компрессоре. Для температуры испарения tн ³ -30°С l3 = (0,94¸0,97); примем 0,95
l4 – коэффициент плотности, учитывающий утечки, l4 == (0,96¸0,98).примем 0,97
3. Объемная холодопроизводительность холодильного агента, кДж/м3:
кДж/м3
-удельный объём перегретого пара
4. В каталогах приводятся производительности, кДж/ч, холодильных установок при стандартных условиях работы. Поэтому необходимо связать рабочую и стандартную холодопроизводительность. На первом этапе следует пересчитать рабочую холодопроизводительность на стандартную:
Вт
lст =0,67;
|
|
|
qvст = 318 ккал/м3 = 1332,4 кДж/м3.
Qраб принимаем равным Qx
5. Далее по каталогам выбирают холодильную машину с близким к Qст значением. Выбираем компрессор Copeland ZRT122KCE-TFD холодопроизводительностью 32,4кВт
6.Определяем для выбранного компрессора действительную рабочую производительность по холоду и запас производительности:
<15% т.е.холодильную машину выбрали правильно
7. Часовой объем компрессора, м3/ч, для выбранной холодильной машины:
м3/ч
= 
Вт=319565 кДж/ч
7. Количество, кг/ч, циркулирующего фреона:
-удельная весовая холодопроизводительность=191,5 кДж/кг
8. Теоретическая мощность, затраченная в компрессоре:
Расчёт коденсатора.
Расчет конденсатора сводится к определению его теплопередающей поверхности и количества охлаждающей воды.
1. Средняя логарифмическая разность температур Dt между парами хладагента и охлаждающей средой:
=4,56 °С
где Dt1 и Dt2 - разность температур потоков в начале и в конце теплообмена:
Dt1=tк – tw3=30,9-23,4=7,5 °С
Dt2=tк – tw4=30,9-28,4=2,5 °С
2. Определяем тепловую нагрузку конденсатора, Вт:
Qк=Qраб+ Nд =88768+3625=92303 Вт
Nд – тепловой эквивалент мощности, затрачиваемой компрессором на сжатие холодильного агента:
Nд=Nт/h=2,9/0,8=3,625 кВт
Nт - теоретическая мощность, кВт;
h - индикаторный КПД, учитывающий энергетические потери. h определяется по графику или по приближенной формуле:
h= 0,8325- 0,0125(Рк/Ри)= 0,8325- 0,0125*2,54=0,8
3. Требуемая площадь теплопередающей поверхности конденсатора Fк, м, определяется по формуле:
м2
Qk - тепловая нагрузка конденсатора, кДж/ч или Вт;
k – коэффициент теплопередачи конденсатора k =1740 Вт/(м2*°С)
4. Определив значение Qк необходимо выбрать тип конденсатора. Технические характеристики горизонтальных кожухотрубных конденсаторов приведены в табл. 5.7 [7] или в табл.3 и 4
прил.12.
Выбираем конденсатор КТР-12 F=12,8 м2
5. Количество воды W, м3/ч, охлаждающей конденсатор:
м3/ч
|
|
|
сw – удельная теплоемкость воды, сw =4,19 кДж/(кг´ град);
rw –плотность воды (rw =1000кг/м3);
-тепловая нагрузка конденсатора= 92303 Вт=332291 кДж/ч
Расчёт испарителя.
1. Определяем Среднюю логарифмическую разность температур Dt между парами хладагента и охлаждающей средой:
где Dt1 и Dt2 - разность температур потоков в начале и в конце теплообмена:
Dt1=tw2 – tи=9,7-4,35=5,35 °С
Dt2=tw1 – tи=7-4,35=2,65 °С
2. Определим требуемую теплопередающую поверхность испарителя:
м2
Dt - средняя логарифмическая разность между температурами кипящего хладона и нагревающей средой:
k – коэффициент теплопередачи, отнесенный к оребренной поверхности испарителя, k =700 Вт/(м2´°С
Qи= Qраб – тепловая нагрузка испарителя (холодопроизводительность), Вт;
3.Выбираем тип испарителя по [7] или табл. 5 и 6 из прил.12. выбираем испаритель 35ИКР=35 м2
4. Количество воды, прошедшей через испаритель, W, м3/ч, определяется:
м3/ч
Расчет бака-аккумулятора
Для холодильных станций, производительность которых определяется по максимальному часовому потреблению холода, емкость системы холодоснабжения рассчитывается следующим образом. Согласно нормативным данным число включений холодильной машины должно быть не более 4 раз в час. Для обеспечения этого требования минимальная емкость системы холодоснабжения W, м3, определяется:
м3
Qx – расчетная холодопроизводительность одной холодильной машины, тыс.кДж/ч;
сw – теплоемкость воды, кДж/кг´°С;
n – число установленных машин.
-максимальная температура хладагента
-минимальная температура хладагента
Принимают размеры бака-аккумулятора 1000´1000´1000мм.
|
|
|
