4.7 Расчет приборов охлаждения для холодильных камер
Подбор испарителя осуществляется по необходимой площади теплообмена Fи, м2, которая находится по следующей формуле
,
(31)
где kи – коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м2 0С).
Испарители имеют следующие коэффициенты теплопередачи, отнесенные к оребренной наружной поверхности:
батареи Ки = 3,5 … 6,0 Вт/(м2 0С);
воздухоохладители Ки = 12 … 14 Вт/(м2 0С).
По типу испарителя и его поверхности теплообмена и размерам камеры подбирается марка и количество испарителей (приложение В).
4.8. Расчет и подбор конденсатора
Количество тепла, переданное от холодильного агента охлаждающей среде через поверхность теплообмена или тепловая нагрузка конденсатора, Qк, Вт, определяется по формуле
.
(32)
Требуемая площадь поверхности теплообмена конденсатора, Fк, м2, рассчитывается по формуле
,
(33)
где kк– коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м2 0С);
-
средняя разность температур между
холодильным агентом и охлаж -
дающей средой, 0С.
Для конденсаторов воздушного охлаждения значение составляет от 8 до 12 0С.
Для конденсаторов водяного охлаждения величина определяется по формуле:
.
(34)
В конденсаторе тепло от холодильного агента переходит к охлаждающей среде – воде или воздуху. Охлаждающую среду насосом или вентилятором необходимо подавать на конденсатор в соответствующем количестве.
Для конденсатора водяного охлаждения расход охлаждающей воды Vвд, м3/с, определяется по формуле
(35)
где свд – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг 0С);
-
разность температур на входе и на выходе
из конденсатора, 0С;
-
плотность воды, кг/м3.
Значения
свд=4186
Дж/(кг 0С),
=1000
кг/м3,
.
Для конденсатора воздушного охлаждения количество охлаждающего воздуха Vвз, м3/с, подаваемого вентилятором рассчитывается по формуле
,
(36)
где 1200 – постоянная воздуха, Дж/(м3 0С);
-
разность температур воздуха на выходе
и на входе в конденсатор,
град.
Значение составляет от 5 до 8 0С.
В зависимости от охлаждающей среды по значению Fк выбрать марку конденсатора (приложение Д).
ПРИЛОЖЕНИЕ А (справочное)
Таблица 1А - Характеристика материалов ограждений
Материал |
Толщина слоя δ,м |
Расчетный коэффициент теплопроводности, λ, Вт/(м К)
|
Кирпичная кладка: |
||
северная зона |
0,64 |
0,9-1,3 |
средняя зона |
0,51 |
|
южная зона |
0,38 |
|
Штукатурка цементная |
0,02 |
0,82 - 0,95 |
Плитка |
0,01 |
0,35 |
Бетон |
- |
1,1-1,4 |
Пенополистирол ПСБ-С |
0,05; 0,1 |
0,04 - 0,05 |
Пенопласт ПХВ-1 |
0,05 |
0,04 |
Минеральная пробка |
0,04; 0,05; 0,06 |
0,06 - 0,08 |
Пенобетон |
0,02 |
0,15-0,17 |
Гравий керамзитовый |
- |
0,17-0,23 |
Битум |
до 0,005 |
0,18-0,2 |
Рубероид, пергамин |
0,002 |
0,14 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
(справочное)
Таблица 1Б – Теплофизические свойства плодов и овощей
Продукт |
Норма
загрузки
|
Теплоемкость Спр, Дж/(кг 0С) |
|
||||
Температура в камере, 0С |
|||||||
0 |
2 |
5 |
10 |
15 |
|||
Абрикосы |
0,339 |
3640 |
71 |
27 |
50 |
102 |
155 |
Виноград |
0,337 |
3635 |
9 |
17 |
24 |
36 |
49 |
Груши |
0,340 |
3600 |
20 |
28 |
47 |
63 |
160 |
Персики |
0,342 |
3680 |
19 |
22 |
41 |
92 |
131 |
Яблоки |
0,336 |
3673 |
19 |
21 |
31 |
60 |
92 |
Черешня |
0,338 |
3650 |
21 |
31 |
60 |
92 |
165 |
Капуста |
0,330 |
3700 |
33 |
36 |
51 |
78 |
121 |
Картофель |
0,336 |
3710 |
20 |
22 |
24 |
26 |
36 |
Лук репчатый |
0,331 |
3712 |
20 |
21 |
26 |
34 |
31 |
Томат |
0,337 |
3705 |
17 |
20 |
28 |
41 |
87 |
Бананы |
0,335 |
3725 |
- |
- |
58 |
116 |
242 |
Лимоны |
0,339 |
3760 |
9 |
13 |
20 |
33 |
47 |
Апельсины |
0,339 |
3774 |
10 |
13 |
19 |
35 |
50 |
Слива |
0,337 |
3756 |
21 |
35 |
65 |
126 |
184 |
Дыня |
0,338 |
3764 |
20 |
23 |
28 |
43 |
76 |
Морковь |
0,339 |
3721 |
28 |
34 |
38 |
44 |
97 |
Огурцы |
0,333 |
3779 |
20 |
28 |
34 |
60 |
116 |
Свекла |
0,335 |
3754 |
17 |
20 |
28 |
41 |
87 |
Чеснок |
0,332 |
3736 |
22 |
31 |
47 |
71 |
128 |
,
т/м3
,
Вт/т
Таблица 2Б – Расчетные параметры наружного воздуха
Город |
Среднегодовая температура воздуха, tсг, 0С |
Расчетные летние параметры воздуха |
Удельная энтальпия воздуха iн, кДж/кг |
|
Температура, tн, 0С |
Температура по мокрому термометру, tмт, 0С |
|||
Астрахань |
9,3 |
33 |
23,5 |
17,5 |
Баку |
14,4 |
33 |
25,7 |
17,8 |
Батуми |
14,3 |
30 |
26,0 |
16,9 |
Белгород |
6,3 |
33 |
24,8 |
17,2 |
Брянск |
4,7 |
28 |
21,0 |
15,8 |
Воронеж |
5,6 |
33 |
24,5 |
17,51 |
Владивосток |
4,0 |
30 |
26,8 |
16,7 |
Волгоград |
7,7 |
34 |
23,1 |
17,6 |
Горький |
3,6 |
29 |
22,3 |
16,4 |
Донецк |
8,4 |
31 |
23,7 |
16,9 |
Душанбе |
14,6 |
36 |
22,6 |
17,2 |
Ейск |
9,8 |
33 |
26,8 |
17,7 |
Казань |
3,6, |
31 |
22,7 |
16,5 |
Калуга |
4,4 |
28 |
24,0 |
15,3 |
Керчь |
10,9 |
30 |
23,2 |
17,1 |
Кишинев |
9,8 |
31 |
22,6 |
16,5 |
Краснодар |
11,1 |
32 |
24,0 |
17,6 |
Махачкала |
11,8 |
32 |
25,0 |
17,5 |
Нальчик |
8,8 |
33 |
25,0 |
17,9 |
Новороссийск |
12,6 |
33 |
25,9 |
17,9 |
Пятигорск |
8,6 |
33 |
24,5 |
17,7 |
Севастополь |
12,2 |
31 |
23,6 |
17,1 |
Сочи |
13,8 |
30 |
25,8 |
16,9 |
Ставрополь |
8,1 |
29 |
22,5 |
16,5 |
Туапсе |
13 ,0 |
31 |
26,2 |
16,7 |
Харьков |
6,7 |
31 |
22,9 |
16,5 |
Ялта |
13,1 |
32 |
24,8 |
17,3 |
Таблица 3Б – Коэффициенты теплопередачи наружных стен и покрытий
Среднегодовая температура наружного воздуха в городе |
Коэффициент теплопередачи kн, Вт/(м2 0С) при температуре в камере |
||
-4 0С |
0 0С |
+4 0С |
|
00 и ниже |
0,41 |
0,47 |
0,47 |
+1 - +8 0С |
0,35 |
0,40 |
0,47 |
+9 0С |
0,27 |
0,30 |
0,34 |
ПРИЛОЖЕНИЕ В
(справочное)
ХОЛОДИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Тип батареи - СК
Тип батареи - СС
Рисунок 1В – Секции оребренные охлаждающих батарей
Рисунок 2В – Подвесной воздухоохладитель ВОП-100 и ВОП-150
Рисунок 3В – Подвесной воздухоохладитель ВОП-50 и ВОП-75
Рисунок 4В – Воздухоохладитель ВОГ-230
Таблица 1В – Охлаждающие батареи
Тип батареи |
Площадь поверхности теплообмена Fи, м2 |
Коллекторные пристенные и потолочные |
15, 22, 34, 52 |
Змеевиковые пристенные |
13, 20, 33, 50 |
Таблица 2В – Воздухоохладители
Марка воздухоохладителя |
Площадь поверхности теплообмена, Fи, м2 |
ВО – 16 |
16 |
ВОП – 50 |
50 |
ВОП – 75 |
75 |
ВОП – 100 |
100 |
ВОП – 150 |
150 |
ВОП – 250 |
250 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное)
Таблица 1Г - Параметры хладагента К.717 на линии насыщения
t , oС |
Р,мПа |
hз, КДж/КГ |
h4, кДж/кг |
V1 ,кг/м3 |
-40 |
0,072 |
319,4 |
1708,3 |
690 |
-35 |
0,0931 |
341 |
1716,0 |
684 |
-30 |
0,1195 |
363 |
1723,5 |
678 |
-25 |
0,1515 |
386,3 |
1730,3 |
672 |
-20 |
0,1901 |
408,8 |
1737,5 |
665 |
-15 |
0,2362 |
431,4 |
1744,1 |
659 |
-10 |
0,2908 |
454,2 |
1750,2 |
652 |
-5 |
0,3549 |
477,0 |
1756,1 |
645,2 |
0 |
0,4296 |
500,0 |
1761,5 |
639 |
5 |
0,5164 |
523,1 |
1766,6 |
631,7 |
10 |
0,6153 |
546,4 |
1771,2 |
625 |
15 |
0,7288 |
569,8 |
1775,4 |
-617,7 |
20 |
0,8578 |
593,5 |
1779,2 |
610 |
25 |
1,004 |
617,3 |
1782,5 |
602,8 |
30 |
1,1675 |
641 |
1785,3 |
595,2 |
35 |
1,351 |
665,6 |
1787,6 |
587,5 |
40 |
1,556 |
690,2 |
1789,2 |
579,4 |
Таблица 2Г - Параметры хладагента R22 на линии насыщения
t, oС |
Р, мПа |
hз,КДя^КГ |
h4, кДж/КГ |
V1, кг/м3 |
-40 |
0,1053 |
454,6 |
687,6 |
1406 |
-35 |
0,1321 |
460,2 |
689,9 |
1392 |
-30 |
0.164 |
465,7 |
692,2 |
1377 |
-25 |
0,2016 |
471,3 |
694,4 |
1362 |
-20 |
0,2455 |
477,0 |
696,5 |
1347 |
-15 |
0,269 |
482,7 |
698,6 |
1331 |
-10 |
0,355 |
488,4 |
700,6 |
1315,1 |
-5 |
0,422 |
494,2 |
702,6 |
1299 |
0 |
0,4981 |
500,0 |
704,4 |
1282,1 |
5 |
0,5842 |
505,9 |
706,2 |
1265,0 |
10 |
0,6809 |
511,8 |
707,9 |
1248 |
15 |
0,7892 |
517,8 |
709,5 |
1230 |
20 |
0,9097 |
523,9 |
711,0 |
1210,9 |
25 |
1,0435 |
530,1 |
712,4 |
1192 |
30 |
1,1913 |
536,4 |
713,7 |
1172 |
35 |
1,3541 |
542,8 |
714,8 |
1151 |
40 |
1,532 |
549,3 |
715,7 |
1129,9 |
ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное) ХОЛОДИЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
Таблица 1Д - Поршневые холодильные компрессоры
Марка компрессора |
Число цилиндров |
Объем описываемый |
Мощность |
|
|
поршнями, Vh , м3/с |
N, КВт |
Аммиачные и фреоновые |
|||
П14 |
2 |
0.0111 |
6.7 |
П20 |
4 |
0.0154 |
9.1 |
П28 |
4 |
0.0222 |
13.3^ |
П40 |
4 |
0.0289 |
13 |
П60 |
6 |
0.0433 |
19.5 |
П80 |
8 |
0.0578 |
26 |
П110 |
4 |
0,0835 |
39 |
П165 |
6 |
0.125 |
58.5 |
П220 |
8 |
0.1^7 |
78 |
Фреоновые |
|||
ФУ12 |
4 |
0.0171 |
5 |
ФУУ25 |
8 |
0.0342 |
10 |
ФВ20 |
2 |
0.0272 |
8.6 |
ФУ40 |
4 |
0.0544 |
16.8 |
ФУУ80 |
8 |
0.1088 |
32.5 |
Таблица 2Д - Горизонтальные кожухотрубные конденсаторы
Марка конденсатора Аммиачные Поверхность теплообмена, м2 |
|||
КТГ-32 |
36 |
||
КТГ-40 |
40 |
||
КТГ-50 |
53 |
||
КТГ-63 |
67 |
||
КТГ-80 |
95 |
||
КТГ-125 |
120 |
||
КТГ-160 |
151 |
||
КТГ-200 |
190 |
||
КТГ-250 |
269 |
||
КТГ-315 |
322 |
||
КТГ-500 |
494 |
||
КТТ-630 |
635 |
||
КТГ-800 |
850 |
||
КТГ-1250 |
1225 |
||
Фреоновые |
|
|
|
КТР-25 |
|
|
24 |
КТР-50 |
48.3 |
||
К^-110 |
113 |
||
Таблица 3Д - Воздушные фреоновые конденсаторы |
|
Марка конденсатора |
Площадь теплопередающей поверхности, м2 |
КВЗО |
40 |
КВ60 |
70 |
ВК-160А |
162 |
ВК-250А |
250 |
Список литературы
Холодильная техника. / В.Ф. Лебедев, И.Г. Чумак и др. – М.: Агропромиздат, 2006. – 235 с.
Мещеряков Ф.Д. Основы холодильной техники и холодильной технологии. - М.: Пищевая промышленность, 1982. – 199 с.
Свердлов Г.З. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. - М.: Пищевая промышленность, 1998. – 234 с.
4. Холодильные машины и установки. / Е.В. Мальгина, Ю.В. Мальгин, В.П.
Суедов - М.: Пищевая промышленность, 2004. – 292 с.
5. Холодильные машины: учебник для студентов вузов спец. «Техника и фи-
зика низких температур» / Под общ. Ред. Л.С. Тимофеевского. – СПб.:
Политехника, 2006. – 996 с.
6. Холодильные установки: учебник для студентов вузов спец. «Техника и
физика низких температур», «Холодильная, криогенная техника и конди-
ционирование» - 5-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Политехника, 2002.-
576 с.