Расчет необходимой поверхности испарителя

Тепловоспринимающая поверхность испарителя определяется:

(12)

где K_u - коэффициент теплопередачи испарителя Вт /( м² К)

t_ср - средняя логарифмическая разность температур в цикле (° С)

Она определяется как :

(13)

где t₁ и t₂ - разность температур воздуха и поверхности испарителя

вначале и в конце работы компрессора в цикле (° С)

Расчет ведется на две поверхности испарителя.

В практических расчетах средне логарифмическая разность температур заменяется среднеарифметической

(14)

где t ₁ - температура поверхности испарителя в начале работы компрессора (°С )

t₂ - температура поверхности испарителя в конце работы компрессора (° С )

Тепловая нагрузка испарителя выразится так:

(15)

Q_о = Q_н+Q_вн

где Q_н - теплоприток к наружной поверхности испарителя (Дж)

Q_вн - теплоприток к внутренней поверхности испарителя

Тогда воспользовавшись формулой (12) запишем:

(16)

где

(17)

где

tˆ_ср.в - средняя температура в морозильном отделении холодильника заданная по ТУ

Коэффициент теплопередачи K_u - лежит в пределах (5—9) Вт /( м² К)

По данным зарубежных источников (8—8,2) Вт /( м² К)

На основании формул 15, 16, 17 получим:

(18)

Тепловой расчет конденсатора

Теплоотдающая поверхность конденсатора определяется из формулы:

(19)

где Q_кон - тепловая нагрузка конденсатора Дж

К_к – коэффициент теплопередачи конденсатора Вт /( м² К)

t_ср - средний температурный напор (°С)

Тепловая нагрузка конденсатора определяется из выражения:

(20)

Где W - мощность электродвигателя компрессора Вт

Теплоотводящими элементами холодильного агрегата являются конденсатор и компрессор. Причем, компрессором отводятся 30—40 % тепла.

С ледовательно, конденсатор отводит 60—70 % всего тепла. Поэтому в выражении (19) стоят коэффициенты 0,6  0,7

Средний температурный напор t_ср конденсатора принимает близким к разности температур конденсирующего хладагента и воздуха омывающего конденсатор t_ср =(t_ср-t_вз)

Во всех расчетах t конденсирующего хладагента принимается постоянной + 55 °С

Экспериментально установлено, что для ребристо трубных конденсаторов

t_ср =0,9 (t_ср –t_вз)

В инженерных расчетах ребристо трубных конденсаторов коэффициент теплопередачи К_к определяется как:

Таким образом:

(23)

Пример

1. Определяем необходимую площадь теплопередающей поверхности конденсатора:

F_КД = Q_КД / ( К_КД · ∆t_КД ) , м²

где Q_КД – тепловая нагрузка конденсатора, Вт;

К_КД – коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/ м²· К;

∆t_КД – средний температурный напор, ^оС.

Q_КД = 0,7 ( Q_о/ m + 0,6 W ),

где m – коэффициент рабочего времени холодильника, m = 0,8;

W – мощность, потребляемая электродвигателем компрессора, W =

= 400 Вт;

Q_о – суммарные теплопритоки в шкаф холодильника, Q_o = 192,72

Вт.

Q_КД = 0,7 ( 192,72 / 0,8 + 0,6 · 400 ) = 337 Вт

К_КД = 4,78 ⁴√ 65 - 55 = 27,7 Вт/м²· К, t_КД = ⁴√ t_К - t_ОС ,

где t_К = 65 ^оС – температура конденсации;

t_ОС = 55 ^оС – температура окружающей среды.

t_КД = 0,9 (t_К – t_ОС ) = 0,9 ( 65 – 55 ) = 9 ^оС

F_КД = 337 / ( 27,7 · 9 ) = 1,35 м²

40% площади конденсатора приходится на предконденсатор

F_ПК = 0,4 · 1,35 = 0,54 м²

Площадь оребрения листа конденсатора составляет 30% площади конденсатора:

F_ТР.пк = 0,54 · 0,7 = 0,378 м²

F_Тро = 1,35 · 0,7 = 0,945 м².

L_ТР = F_{ТР. ОБЩ} / ПD = 1,32 / ( 3,14 · 0,003 ) = 10,1 метров.

Длина каналов конденсаторов L_ТР = 10,1 м.

Длина каналов предварительного конденсатора составляет:

L_ТР.ПК = 4,04 м.

Длина каналов конденсатора составляет:

L_ТР.КД = 6,06 м.