 |
Основы методики расчета парокомпрессорных холодильных установок
|
|
|
|
Исходными данными к расчету парокомпрессионной холодильной установки, изображенной на рис.37, могут являться требуемый расход рассола в охлаждаемом аппарате (5) или комплекс подобных аппаратов, а также значения температур рассола на входе (
) и выходе (
) из него. Эти данные получают путем предварительного теплового расчета технологического оборудования цеха, потребляющего «холод». Очевидно, что для испарителя, входящего в схему холодильной установки 
= , а 
= , где и - соответственно температуры рассола на входе и выходе из испарителя.
Расчет цикла холодильной установки обычно выполняют с помощью диаграмм Т – S или lqP – i /4/ и начинают его с построения в одной из них. Перед построением цикла в расчетной диаграмме необходимо провести обоснование выбора значений температур в его характерных точках. В /5, 6/ рекомендуется принимать температуру испарения хладоагента в испарителе на 5 °С ниже конечной температуры охлаждаемого в нем рассола, т.е.
. (9.1)
По местным условиям задаются температурой охлаждающей воды, поступающей в конденсатор - 
. Принимают, что вода в кожухотрубных конденсаторах нагревается на 4 – 6 °С, а в оросительных на 2 – 3 °С и определяют конечную температуру охлаждающей воды
(9.2)
для кожухотрубных конденсаторов
(9.3)
для оросительных конденсаторов.
Затем принимают среднюю разность между температурой конденсации хладоагента в конденсаторе и средней температурой охлаждающей воды 5 – 7 °С и вычисляют температуру конденсации хладоагента
. (4)
В случае осуществления холодильного цикла с переохлаждением конденсата, его конечную температуру рекомендуется принимать на 2 – 3 °С выше начальной температуры охлаждающей воды. При использовании цикла с перегретым паром в испарителе, температуру перегретого пара хладоагента перед входом в компрессор можно принять на 3 – 4 °С выше температуры испарения. После обоснования температур в характерных точках цикла его строят в выбранной расчетной диаграмме. По диаграмме находят значения давлений – Р, температур – t, энтальпий – i, энтропий – S, характеризующие состояние хладоагента в отдельных точках цикла и заносят их в специальную таблицу (см. пример расчета). Используя данные этой таблицы приступают к непосредственному расчету цикла и отдельных элементов холодильной установки.
|
|
|
Расчет основных характеристик установки
1. Холодопроизводительность установки определяется по формуле:
, (9.5)
где 
- холодопроизводительность установки, Вт;
- массовый расход рассола, охлаждаемого в испарителе, кг/с;
- массовая теплоемкость рассола, Дж/кг К;
- начальная и конечная температуры рассола, °С.
2. Требуемый расход хладоагента можно рассчитать по уравнению
. (9.6)
В уравнении (9.6):
- расход хладоагента, кг/с;
- удельная теплота, отбираемая в испарителе хладоагентом от рассола, Дж/кг;
и 
- энтальпия хладоагента на выходе и входе испарителя, Дж/кг.
3.1.3. Холодильный коэффициент определяется по формуле:
, (9.7)
где 
- холодильный коэффициент;
- удельная работа, затрачиваемая в компрессоре, Дж/кг;
- энтальпия хладоагента на выходе из компрессора, Дж/кг.
Расчет компрессора
1. Объемная производительность компрессора находится по выражению:
, (9.8)
где 
- объемная производительность компрессора, м3/с;
- удельный объем хладоагента, м3/кг;
- плотность хладоагента, м3/кг.
2. Степень повышения давления хладоагента в компрессоре определяют по формуле
, (9.9)
где 
и 
- соответственно давление хладоагента до и после компрессора.
|
|
|
3. Мощность компрессора рассчитывается по уравнению
, (9.10)
где 
- теоретическая мощность компрессора, Вт.
Действительная мощность компрессора находится как
, (9.11)
В уравнении (11) η – общий коэффициент полезного действия (КПД) компрессора, равный
, (9.12)
где 
- механический КПД компрессора, учитывающий потери энергии, вызываемые трением ( = 0,8 – 0,85);
- КПД передачи (
= 0,9 – 0,95);
- КПД двигателя компрессора ( = 0,9 – 0,95;
- индикаторный КПД компрессора, которым учитывается отличие
действительного рабочего процесса от теоретического.
Индикаторный КПД зависит от степени повышения давления хладоагента в компрессоре и может быть определен из нижеследующей таблицы 28
Таблица 28
|
|
|
