7. Расчет потребных площадей поверхности испарителя, конденсатора и экономайзера

Потребная площадь поверхности испарителя определяется по формуле: м²

где – тепловая нагрузка, Вт;

– коэффициент теплопередачи в испарителе (воздухоохладителе), Вт/(м²ּК);

∆Т_и – средняя логарифмическая разность температур, К.

Средняя логарифмическая разность температур и коэффициент теплопередачи в оребренном испарителе рассчитывается по формулам:

;

где Т_вх – температура воздуха в начале цикла охлаждения для испарителя и температура воздуха на входе для воздухоохладителя;

Т_вых – температура воздуха в конце цикла охлаждения для испарителя и температура воздуха на выходе для воздухоохладителя;

Расчет потребной площади поверхности конденсатора

Потребная площадь поверхности конденсатора определяется по формуле

, м²

где – тепловая нагрузка конденсатора, Вт;

=7,5 - перепад между температурой конденсации (Т_к) и температурой воздуха окружающей среды (Т_ос), град;

К_к – коэффициент теплопередачи в конденсаторе, Вт/(м²ּК).

Потребная площадь поверхности экономайзера определяется по формуле

, м²

8. Выбор типа трв для испарителя

Провести выбор типа ТРВ для своего варианта хладагента и значений Q₀, t₀, t_к, приняв расположение испарителя н 5 метров выше жидкостного ресивера, а длину жидкостных трубопроводов – 15м, считая, что удельные потери давления в трубопроводах, потери давления в распределителе и потери давления в различных органах, установленных на жидкостной магистрали будут такими же как в ниже приведенном примере.

Дана холодильная установка, работающая на хладагенте R12, с холодопроизводительностью Q₀ = 30 кВт при температуре кипения(испарения) t₀ = -10 ⁰С, температура конденсации t_к=40 ⁰С и переохлаждении ∆t_{переохл}=6 ⁰С.определить с помощью каталога изготовителя наиболее подходящий тип ТРВ, зная, что испаритель расположен на 5 м выше жидкостного ресивера, длина жидкостного трубопровода равна 15 м (удельные потери давления 0,003 бар/м), потери давления в распределителе 0,7 бар и потери давления в различных органах, установленных на жидкостной магистрали (смотровое окно, осушитель, ручные запорные вентили), в сумме равны 0,5бар.

Если через Q обозначить номинальную производительность ТРВ, через Q₀-холодопроизводительность установки, К_∆р- поправочный коэффициент для учета потерь давления в ТРВ и К_t – поправочный коэффициент для учета разности значений температур испарения и переохлаждения, то будем иметь

Q=Q₀*K_∆р *K_t ,Вт.

Обратившись к табл. 2.2 можно заметить, что при температуре кипения (испарения) t₀= -35⁰С давление насыщенного пара R12, т.е. давление кипения равно Р₀ = 1,317 бар, а при температуре конденсации t_к=38 ⁰С давление конденсации Р_к = 14,5 бар. Следовательно, теоретический перепад давления на ТРВ равен

∆Р_теор= Р_к- Р₀=9,66-2,18=7,48 бар.

Для того, чтобы найти действительное полное падение давления в ТРВ, необходимо из этой величины вычесть потери давления между конденсатором и испарителем, а именно:

• Потери давления на трене в жидкостном трубопроводе

∆Р_тр=15*0,003=0,045бар;

• Местные потери давления в органах, установленных на жидкостном трубопроводе:

- в смотровом окне, осушителе и запорном вентиле

∆Р_{м(см+осуш+вент)}=0,5 бар;

- в распределителе

∆Р_{м(распр)}=0,7 бар;

• Гидростатические потери давления, обусловленные разницей уровня между испарителем и жидкостным ресивером

∆Р_гидр=0,7 бар.

При анализе наших положений и потерях давления можно заметить, что в них отсутствуют потери давления между рапределителем и секциями испарителя. Если допустить, что они равны

∆Р_{м(распр.исп.)}= 0,5 бар.

Отсюда, полны потери давления в ТРВ будут

∆Р_полн=∆Р_тр+∆Р_{м(см+осуш+вент)}+∆Р_{м(распр)}+∆Р_гидр+∆Р_{м(распр.исп.)}=0,045+0,5+0,7+0,7+

+0,5=2,445 бар.

Таким образом, действительное падение давления на ТРВ будет

∆Р_дейст=∆Р_теор - ∆Р_полн=7,48 – 2,445=5,035 бар.

Поправочный коэффициент К_∆Р для этой величины, согласно таблице округленно равен К_∆Р=1,07.

Что касается поправочного коэффициента К_t, то он приведен в той же таблице. Для температуры кипения (испарения) t₀= -10 ⁰С и температуры переохлажденной жидкости t_п = t_к - ∆t_п =38-6=40⁰С находим К_t = 0,99.

Следовательно, нужно предусмотреть ТРВ с номинальной производительностью Q= Q₀* К_∆Р* К_t = 30*0,99*1,07=43,7 кВт

Согласно таблице, выбираем модель TI(E) 6 FW