12. Расчет и подбор основного холодильного оборудования

Выбор типа и числа холодильных машин.

Расчётные нагрузки на компрессор по каждой температуре кипения, полученные при расчёте тепло притоков, являются исходными для определения необходимой мощности холодильных машин (установок) при рабочих условиях.

На основании сводной таблицы теплопритоков определяют холодопроизводительность компрессора по каждой температуре кипения. При расчёте компрессоров, кроме теплопритоков в камеры, установленных теплотехническим расчётом, учитывают дополнительные теплопритоки через стенки трубопроводов и аппаратов низкого давления, расположенных вне охлаждаемого помещения. Эти теплопритоки составляют при непосредственном охлаждении 5-7 %, а при рассольном — 10-12%; в мелких торговых установках до 50 % теплопритоков, установленных теплотехническим расчётом для каждой температуры кипения в отдельности. Потребная холодопроизводительность компрессора в рабочих условиях

Q_op = K-ΣQ_км, Вт [2] с.37 (33)

где К – коэффициент, учитывающий дополнительные теплопритоки;

ΣQ_км, - суммарный теплоприток на компрессор по отдельным температурам кипения, Вт.

При проектировании подбираю однотипное оборудование, чтобы обеспечить простоту ремонта и монтажа.

Основные технические характеристики и габаритные размеры подобранного оборудования заношу в таблицы.

12.1. Расчет и подбор компрессоров

Для расчёта компрессоров следует предварительно изобразить теоретический цикл холодильной машины в диаграммах Т – S или lq Р – i и составить таблицу параметров узловых точек цикла. После расчёта производится подбор компрессоров по объему, описываемому поршнями.

T

S

Узловые точки цикла для 0 ⁰С заношу в таблицу 11

Узловые точки цикла Таблица 11

Параметры	1’	1	2	2’	3’	3	4
t оС	-15	5	65	40	40	37	-15
Р Мпа	0,35	0,35	1,9	1,9	1,9	1,9	0,35
ϑ м3/кг	0,06	0,04	0,012	0,01	0,002	0,86∙10-3	0,77∙10-3
i кДж/кг	360	375	418	385	265	250	250

Узловые точки цикла для 2 ⁰С заношу в таблицу 12

Узловые точки цикла Таблица 12

Параметры	1’	1	2	2’	3’	3	4
t оС	-14	6	65	40	40	37	-15
Р Мпа	0,36	0,36	1,9	1,9	1,9	1,9	0,36
ϑ м3/кг	0,055	0,03	0,012	0,01	0,002	0,86∙10-3	0,77∙10-3
i кДж/кг	362	378	418	385	265	249	249

Расчёт для камеры 1 0⁰С

1. Удельная массовая холодопроизводительность на 1кг холодильного агента

q₀=i₁^’- i₄, КДж / кг [2] c.39 (34)

q₀= 360-250=110 КДж / кг

2. Удельная работа сжатия в компрессоре

l_т=i₂- i₁, КДж / кг [2] c.39 (35)

l_т =418-375=43, КДж / кг

3. Удельная тепловая нагрузка на конденсатор

q_к = i₂- i₃^’ [2] c. 39 (36)

q_к=418-265=153 КДж / кг

4. Требуемая холодопроизводительность компрессора

Q_от=К∙Q_км, Вт [2] c. 39 (37)

К =1,07∙ [2] c.39 для мелких торговых установок

Q_от=12276∙1,07 =13135Вт

5. Требуемый массовый расход холодильного агента

М_т = Q_от / q₀ [2] c.39 (38)

М_т = 13,135 / 110=0,12 кг /с

6. Требуемая теоретическая объёмная производительность компрессора

V_T= М_т ∙ϑ₁ / λ, м³/с [2] с.39 (39)

(значение X принимается по графику, по значению Р_к/ Р₀)

Р_к/ Р₀ = 1,9/0,35 = 5,4

λ= 0,68 [1] c.97

V_т= 0,12∙ 0,04 / 0,68 = 0,007 м³/с = 25,2 м³/ч

7. По найденному значению "V_T" выбирают один или несколько компрессоров с теоретической объёмной производительностью "Q_км^и больше требуемого, что обеспечивает работу компрессоров с рекомендуемым коэффициентом рабочего времени.

Увеличиваем на 20 – 40 %

30,2 – 35,3 м³/ч

Принимаю Марки ПБ полу герметичный бессальниковый компрессор фирмы Рефма. Производства Россия.

5ПБ10 - 2 – 024

[5] c.84

Технические характеристики заношу в таблицу 13

Технические характеристики Таблица 13

Марка	Объёмная производительность м3⁄ч	Количество цилиндров, шт.	габаритные р – ры. мм.	масса кг.
5ПБ10 - 2 -024	31	2	615х370х 455	138

8. Коэффициент рабочего времени

В = V_T / V_КМ, [2] с.39 (40)

В = 25,2 / 31 = 0,8

9. Действительный массовый расход холодильного агента

М_км = λ∙V_км ⁄ υ , кг⁄с [2] c. 39 (41)

М_км = 0,68∙0,0083 ⁄ 0,04 = 0,14 кг⁄с

10. Действительная холодопроизводительность компрессора

Q_oд = М_км∙q₀ КВт [2] c. 39 (42)

Q_oд = 0,14∙110 = 15,4 КВт

11. Мощность приводов компрессоров

11.1. Теоретическая мощность

N_T = М_км∙ l_T КВт. [2] c. 39 (43)

N_T = 0,14∙ 43 = 6 КВт.

11.2. Индикаторная мощность

N_i = N_T/η_i КВт. [2] c. 39 (44)

η_i = 0,7 [1] c.96

N_i = 6/0,7 = 8,5 КВт

11.3. Эффективная мощность

N_e = N_i/η_e КВт. [2] c. 39 (45)

η_e = 0,85 [1] c.96

N_e = 8,5/0,85 = 10 КВт

11.4. Электрическая мощность

N_э = N_e/η_э КВт. [2] c. 39 (46)

η_э = 0,85 [1] c.96

N_э = 10/0,85 = 11,7 КВт.

12. Тепловая нагрузка на конденсатор

12.1. Теоретическая

Q_K = M_KM ∙ q_K КВт. [2] c. 39 (47)

Q_K = 0,14 ∙ 153 = 21,4 КВт.

12.2. Действительная

Q_K = Q_oд + N_i КВт. [2] c. 39 (47)

Q_K = 15,4 + 8,5 = 23,9 КВт.

13. Теплота переохлаждения

Q_п = M_KM ( i₃^’ – i₃ ) КВт. [2] c. 39 (48)

Q_п = 0,14 (265 – 250 ) = 2,1 КВт

Принимаю агрегат марки: АК7 -1-2

[5] c.231

Компрессорно-конденсаторный агрегат состоит из:

Конденсатора, нагнетательной линии, шкафа управления, реле низкого и высокого давления, термостата, жидкостной линии, регулятора давления конденсатора, ресивера, всасывающей линии.

Расчёт для камеры 2 + 2⁰С

1. Удельная массовая холодопроизводительность на 1кг холодильного агента

q₀= 362-249=113 КДж / кг

2. Удельная работа сжатия в компрессоре

l_т =418-378=40, КДж / кг

3. Удельная тепловая нагрузка на конденсатор

q_к=418-265=153 КДж / кг

4. Требуемая холодопроизводительность компрессора

Q_от=6773∙1,07 = 7247 Вт

5. Требуемый массовый расход холодильного агента

М_т = 7,242 / 113=0,06 кг /с

6. Требуемая теоретическая объёмная производительность компрессора

Р_к/ Р₀ = 1,9/0,36 = 5,2

λ= 0,7 [1] c.97

V_т= 0,06∙ 0,03 / 0,7 = 0,002 м³/с = 7,2 м³/ч

7. Увеличиваем на 20 – 40 %

8,6 – 10 м³/ч

Принимаю герметичный компрессор Марки МТZ 36 JG фирмы Maneurop. Производство Италия.

[5] c.91

Технические характеристики заношу в таблицу 14

Технические характеристики Таблица 14

Марка	Объёмная производительность м3⁄ч	Количество цилиндров, шт.	Заправка маслом, л.	масса кг.
МТZ 36 JG	10,52	1	0,95	25

8. Коэффициент рабочего времени

В = V_T / V_КМ, [2] с.39 (49)

В = 7,2 / 10,52 = 0,68

9. Действительный массовый расход холодильного агента

М_км = λ∙V_км ⁄ υ , кг⁄с [2] c. 39 (50)

М_км = 0,7∙0,003 ⁄ 0,03 = 0,07 кг⁄с

10. Действительная холодопроизводительность компрессора

Q_oд = 0,07∙113 = 7,9 КВт

11. Мощность приводов компрессоров

11.1 Теоретическая мощность

N_T = М_км∙ l_T КВт. [2] c. 39 (51)

N_T = 0,07∙ 40 = 2,8 КВт.

11.2 Индикаторная мощность

N_i = N_T/η_i КВт. [2] c. 39 (52)

η_i = 0,7 [1] c.96

N_i = 2,8/0,7 = 4 КВт

11.3 Эффективная мощность

N_e = N_i/η_e КВт. [2] c. 39 (53)

η_e = 0,85 [1] c.96

N_e = 3,1/0,85 = 4,7 КВт

11.4 Электрическая мощность

N_э = N_e/η_э КВт. [2] c. 39 (54)

η_э = 0,85 [1] c.96

N_э = 4,7/0,85 = 5,5 КВт.

12. Тепловая нагрузка на конденсатор

12.1 Теоретическая

Q_K = M_KM ∙ q_K КВт. [2] c. 39 (55)

Q_K = 0,07 ∙ 153 = 10,7 КВт.

12.2 Действительная

Q_K = Q_oд + N_i КВт. [2] c. 39 (56)

Q_K = 7,9 + 4 = 11,9 КВт.

13 Теплота переохлаждения

Q_п = M_KM ( i₃^’ – i₃ ) КВт. [2] c. 39 (57)

Q_п = 0,07 (265 – 249 ) = 1,1 КВт

Принимаю агрегат марки: АК – МТZ36 –Н

[5] c.231

Расчёт для камеры 3 +2⁰С

1. Удельная массовая холодопроизводительность на 1кг холодильного агента

q₀= 362-249=113 КДж / кг

2. Удельная работа сжатия в компрессоре

l_т =418-378=40, КДж / кг

3. Удельная тепловая нагрузка на конденсатор

q_к=418-265=153 КДж / кг

4. Требуемая холодопроизводительность компрессора

Q_от=5750∙1,07 = 6153 Вт

5. Требуемый массовый расход холодильного агента

М_т = 6,153 / 113=0,05 кг /с

6. Требуемая теоретическая объёмная производительность компрессора

V_т= 0,05∙ 0,03 / 0,7 = 0,002 м³/с = 7,2 м³/ч

9. Увеличиваем на 20 – 40 %

8,6 – 10 м³/ч

Принимаю герметичный компрессор Марки МТZ 36 JG фирмы Maneurop. Производство Италия.

[5] c.91

Технические характеристики заношу в таблицу 15

Технические характеристики Таблица 15

Марка	Объёмная производительность м3⁄ч	Количество цилиндров, шт.	Заправка маслом, л.	масса кг.
МТZ 36 JG	10,52	1	0,95	25

Дальнейший расчёт идентичен расчёту по камере 2.

12.2. Расчёт и подбор конденсаторов

Расчёт конденсаторов производят после выбора его конструкции. При подборе конденсатора необходимо учесть, что все холодильные циклы установки, проектируемые на различные температуры кипения, имеют одну (общую) температуру конденсации. Тепловая нагрузка на конденсатор равна сумме действительных тепловых нагрузок циклов холодильной установки.

Требуемую площадь теплопередающей поверхности конденсатора рассчитывают по формуле:

F=∑Q_кд/К∙ m, м² [2] с.43 (58)

Где Q_кд – суммарная действительная тепловая нагрузка на конденсатор, Вт;

К- коэффициент теплопередачи, кДж /м” °С;

= арифметическая разность температур, °С.

К=30 Вт ⁄м²к [1] c.111

θ_m=(18÷12)⁰С [1] c.113

Камера 1 0⁰ С

F=23,9/0,03 ∙15 =53 м²

Принимаю КД марки КВГ – 55

F = 55 м² [5] c.124

Камера 2 и 3, 2⁰ С

F=11,9/0,03 ∙15 =26 м²

Принимаю КД марки КВГ – 23

F = 23 м²

[5] c.124