Расчет камерного холодильного оборудования

Расчет охлаждающих батарей. Расчет охлаждающих батарей при проектировании холодильников заключается в определении их теплопередающей поверхности.

Теплопередающую поверхность батарей находят по формуле

, (47)

где F - теплопередающая поверхность батарей, м²;

Q_0бат - количество тепла, которое требуется отводить из камеры через рассчитываемые батареи, Вт;

k - коэффициент теплопередачи батарей, Вт/(м²·°С);

∆t_m - средняя разность между температурами воздуха в камере и кипения холодильного агента (при непосредственном охлаждении) или между температурами воздуха в камере и рассола (при рассольном охлаждении), ºС.

Величина Q_0бат определяется калорическим расчетом.

Коэффициент теплопередачи k аммиачных и рассольных батарей из оребренных труб диаметром 57×3,5 мм можно принимать по табл.13.

Таблица 13

Коэффициенты теплопередачи батарей

Тип батареи	k, Вт/(м2·°С)
	Температура воздуха в камере, °С	аммиачных батарей	рассольных батарей
Потолочная однорядная Потолочная двухрядная Пристенная однорядная	0 -10 -20 0 -10 -20 0 -10 -20	6,5 5,8 5,2 6,0 5,4 4,8 4,9-4,4* 4,3-3,9 3,8-3,4	6,2 5,6 4,9 5,8 5,2 4,5 4,6-4,0 4,0-3,6 3,5-3,1

* Меньшие значения коэффициентов теплопередачи относятся к батареям с большим числом труб по высоте.

Приведенные в табл.13 значения коэффициента теплопередачи относятся к наружной поверхности батарей при перепаде температур между воздухом и аммиаком или рассолом ∆t=10°С и даны с учетом термического сопротивления слоя снеговой шубы в 6 мм. Для определения коэффициента теплопередачи применительно к иному перепаду температур можно пользоваться формулой , в которой k₁₀ - коэффициент теплопередачи при ∆t=10°С.

В расчетах фреоновых ребристых батарей для камер с температурой воздуха около 0°С коэффициент теплопередачи k можно принимать равным 4-5 Вт/(м²·°С).

Среднюю разность температур ∆t_m рекомендуется принимать:

для батарей из гладких и ребристых стальных труб 10°С;

для ребристых батарей из медных труб 15°С.

По найденной поверхности батарей с учетом размеров камеры подбирают по каталогу или нормалям наиболее подходящие модели. Настенные батареи при этом следует размещать возможно выше. От потолка они должны отстоять не более чем на 200 мм (только в случае расположения над ними магистральных трубопроводов это расстояние может быть увеличено), а от пола - не менее чем на 0,5 м. От поверхности стены, вдоль которой устанавливают батарею, до осей труб первого ее ряда расстояние принимают обычно при ребристых трубах 160-200 мм, а при гладких 100-120 мм. Отступы от концов труб до поверхности стен с торцовых сторон батарей должны составлять не менее 200 мм, а со стороны присоединения их к магистральным трубопроводам - не менее 400 мм.

Потолочные батареи следует располагать над грузовыми проходами.

Расчет воздухоохладителей и воздушных каналов. Теплопередающую поверхность воздухоохладителей определяют по формуле

, (48)

которая аналогична формуле (47), но здесь Q_0возд представляет собой количество тепла (Вт), которое нужно отводить из камеры через воздухоохладитель. Находят эту величину тоже калорическим расчетом.

Коэффициент теплопередачи k для аммиачных воздухоохладителей с ребристыми .трубами диаметром 38×3 мм при поперечном движении воздуха со скоростью 3-5 м/с принимают в зависимости от температуры кипения холодильного агента:

Температура кипения, °С	-40	-20	-15	0 и выше
Коэффициент теплопередачи k, Вт/(м2·°С)	11,6	12,8	14,0	17,5

Коэффициенты теплопередачи сухих воздухоохладителей рассольного охлаждения принимают в размере 90% от этих значений для соответствующих температур внутри труб.

Среднюю разность температур между воздухом и холодильным агентом или рассолом при расчете воздухоохладителей тоже берут равной 10°С.

Необходимую производительность вентилятора к воздухоохладителю определяют по формуле

(49)

где V - производительность вентилятора, м³/c;

ρ - плотность воздуха при выходе его из воздухоохладителя, кг/м³;

i₁ и i₂ - энтальпии воздуха соответственно при входе в воздухоохладитель и выходе из него, Дж/кг.

Расчет воздушных каналов сводится обычно к определению размеров их проходных сечений и окон.

Площадь проходного сечения воздушных каналов находят по формуле

, (50)

где F_кан - площадь проходного сечения канала, м²;

V_кан - объем воздуха, проходящего через рассчитываемый участок канала, м³/с;

W - скорость воздуха на данном участке канала, м/с; практически ее принимают для магистральных участков каналов от 6 до 8 м/с и для ответвлений от 4 до 6 м/с.

По найденной площади проходного сечения каналов определяют их ширину и высоту. При этом высоту рекомендуется брать не менее 150 мм, а ширина не должна превышать ее более чем в два раза.

Площадь проходного отверстия окон находят по формуле

, (51)

где F_ок - определяемая площадь окна, м²;

V_ок - общий объем воздуха, проходящего через окна, м³/с;

w - скорость воздуха в отверстии окна, м/с, принимают ее равной от 2 до 3 м/с;

n - число окон.