Хладотехника. Расчетные работы

Методика расчета:

2.1. Определение расчетной температуры наружного воздуха

tн= 0.4· tам+ 0.6· tсм,

где tн - температура наружного воздуха, °С;

tам - температура абсолютного максимума (табл.5), °С;

tсм - средняя температура в 13 ч. наиболее жаркого месяца,

°С. (табл.5).

2.2. Определение теплопритоков через ограждения

Теплопритоки через ограждения проникают в камеру холодильника вследствие разности температур снаружи и внутри камеры и в результате солнечной радиации

Теплопритоки, вызванные разностью температур, SQ1т проникают вовнутрь через каждое из шести ограждений камеры (кровлю, стены, пол,).

Теплопритоки через кровлю

Q1т = K· F· (tн - tк),

где K - коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/(м2· К); F - поверхность ограждения, м (см.рис.3);

tн - температура воздуха снаружи камеры, °С; tк - температура воздуха в камере, °С.

По этой же формуле необходимо рассчитать теплопритоки через наружные стены и перегородку между камерами 1 и 2.

Теплопритоки через внутренние стены.

В камере 1 имеется одна внутренняя стена, граничащая с тамбуром 3, в камере 2 - две внутренних стены, причем вторая граничит с компрессорной 4. В тех случаях, когда температура в подобных помещениях неизвестна перепад температур принимают в размере70% от расчетной разности температур для наружных стен, т.е.

Q1т = 0.7· K· F· (tн - tк),

где K - коэффициент теплопередачи внутренней стены, Вт/(м2·

K);

F - поверхность внутренней стены, м2.

Теплопритоки через по,л лежащий на грунте, для камер с нулевой и положительной температурой не определяют.

Теплопритоки через пол, имеющий систему обогрева в виде воздушных каналов, определяют по следующей формуле

Q1т = K· F· (3 - tк)

Теплопритоки, вызванные солнечной радиацие,й проникают через кровлю и наружные . стеныПри определении теплопритоков через стены, обычно учитывают только одну стену, которая подвергается наибольшему облучению солнцем. Такой, как правило, является стена, имеющая максимальную поверхность или наиболее невыгодно ориентированная по отношению к солнцу. В данном случае - это юго-западная стена.

Теплопритоки от солнечной радиации равны:

Q1т = K· F· Dtс,

где F - поверхность ограждения, подвергающаяся действию солнечных лучей, м2;

Dtс - избыточная разность температур, °С (определяется по таблице 6).

Тепловую нагрузку на компрессор Q1км определяют как алгебраическую сумму теплопритоков, т.е. Q1км = Q1.

Тепловую нагрузку на камерное оборудованиеQ1об определяют как сумму только положительных теплопритоков.

2.3. Определение теплопритоков от продуктов и тары

Теплопритоки от продуктов и тары равны:

Q2 = SQ2n + SQ2т,

где Q2 - теплопритоки от продуктов и тары, Вт;

SQ2n - тепло, отводимое от продуктов при их охлаждении,

Вт;

SQ2т - тепло, отводимое от тары, Вт.

Тепло, отводимое от одного вида продукта

Q2n = G· (iн - iк)/86.4,

где G - количество охлаждаемого продукта, кг;

iн, iк - энтальпия продукта до и после охлаждения, кДж/кг (определяют по таблицам 7, 8, 9).

Тепло, отводимое от одного вида тары

tн, tк - температура продукта до и после охлаждения, °С.

Массу тары следует определять в процентном отношении от количества продуктов. Для стеклянной тары принимают100 %, для металлической - 30 %, для картонной и деревянной - 10 %.

Теплоемкость стекла - 0,83 кДж/(кг·К), стали - 0,46 кДж/(кг·К), картона - 1,46 кДж/(кг·К), дерева - 2,5 кДж/(кг·К).

Тепловая нагрузка на компрессор Q2км = Q2.

Тепловая нагрузка на камерное оборудование Q2об=1.3·Q2.

2.4. Определение теплопритоков с наружным воздухом при вентиляции камер

Теплопритоки при вентиляции определяют для камер с нулевой и положительными температурами

Q3 = V·a·r· (iн - iк)/86.4,

где Q3 - теплопритоки при вентиляции, Вт; V - объем вентилируемой камеры, м3;

a - кратность обмена воздуха в сутки, a=1;

r- плотность воздуха при температуре и относительной влажности воздуха в камере, кг/м3 (табл.10);

iн, iк - энтальпия наружного воздуха и воздуха камеры, кДж/кг (табл.10).

Тепловая нагрузка на компрессор Q3км и на оборудование Q3об учитывается полностью, т.е. Q3км = Q3об = Q3.

2.5. Определение эксплуатационных теплопритоков

Эксплуатационные теплопритоки Q4 (Вт) возникают при освещении камер - q1, от пребывания людей в камере - q2, при работе электродвигателей - q3, при открывании дверей в камере - q4.

Теплопритоки от освещения камеры

q1 = A· F,

где q1 - теплопритоки от освещения камеры, Вт;

A - количество тепла, выделяемого освещением на 1 м2 пола камеры, Вт/м2 (A=4,5);

F - площадь пола камеры, м2.

Теплопритоки от пребывания людей

q2 = 350· n,

где q2- теплопритоки от пребывания людей, Вт;

n - число людей, работающих в камере.

Теплопритоки от работы электродвигателей

q3 = 1000· N,

где q3 - теплопритоки от работы электродвигателей, Вт; N - мощность электродвигателей, кВт.

Теплопритоки через открытые двери

q4 = B· F,

где q4- теплопритоки через открытые двери, Вт;

B - теплопритоки на 1 м2 пола камеры, Вт/м2 (определяются по табл.11).

Эксплуатационные теплопритоки

Q4 = q1 + q2 + q3 + q4

Тепловая нагрузка на компрессор Q4км = 0.75· Q4

Тепловая нагрузка на оборудование Q4об = Q4.

2.6. Определение теплопритоков от фруктов при "дыхании"

Q5 = G(0.1 Qп + 0.9 Qхр)/1000 ,

где Q5 -количество тепла, выделяемого фруктами при "дыхании", Вт;

Qп - тепловыделение фруктов при температуре поступления, Вт/т (определяют по таблице 12)

Qхр - тепловыделение фруктов при температуре хранения, Вт/т.

Тепловая нагрузка на компрессорQ5км и на оборудование Q5об учитывается полностью, т.е. Q5км = Q5об = Q5.

Общая нагрузка на компрессор по камере

Qкм = Q1км + Q2км + Q3км + Q4км + Q5км.

Общая нагрузка на оборудование камеры

Qоб = Q1об + Q2об + Q3об + Q4об + Q5об.

Ввод данных в ПК

РАСЧЕТ ТЕПЛОПРИТОКОВ В ОХЛАЖДАЕМЫЕ ПОМЕЩЕНИЯ

Исходные данные:

2.Энтальпия, кДж/кг

-наружного воздуха. ...............…..….... ........................80

3. РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ АММИАЧНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Произвести тепловой расчет одноступенчатой аммиачной холодильной машины. Подобрать компрессор и выписать его марку.

Вариантные данные

Таблица 1

Таблица 2

1.Определение термодинамических параметров аммиака

Спомощью термодинамических диаграмм i - lgP или s - T для аммиака определяют следующие параметры холодильного агента: энтальпию (i) в точках 1, 2, 3, 4, удельный объем (v1) в точке 1.

По таблице 3 можно точно определить давление кипения

Таблица насыщенных паров аммиака

Таблица 3

2. Тепловой расчет холодильной машины

Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг, qo = i1 - i4.

Удельная объемная холодопроизводительность,кДж/м3, qv = qo/v1,

где v1 - удельный объем всасываемого пара (в т.1), м3/кг.

Количество холодильного агента, кг/с,

G = Qо/qо.

Объем всасывающего пара, м3/с,

V = Gv1.

Удельная тепловая нагрузка конденсатора, кДж/кг, qк = i2 - i3.

Удельная работа сжатия, кДж/кг,

l = i1 - i2.

Количество тепла, отведенного в конденсаторе (тепловая нагрузка)

Qк = G·qк.

Коэффициент подачи

l = lw·li·lпл,

где lw - коэффициент подогрева; li - объемный коэффициент;

lпл - коэффициент плотности (lпл=1).

Коэффициент подогрева

lw = (273 + to)/(273 + tк) .

DPo - депрессия при всасывании, МПа (0,005);

DP - депрессия при нагнетании, МПа (0,01);

C - величина мертвого пространства (0,06).

Объем, описываемый поршнями компрессора, м3/с,

Vh = V/l.

По расчетной величинеVh подбирают (по табл.13) компрессор и выписывают его марку. Если расчетные значения Vh не совпадают с табличными, то принимают ближайшую большую величину.

Индикаторный к.п.д.

hi= lw+ bto,

где b - коэффициент (b=0,001).

Теоретическая мощность, затраченная в компрессоре, кВт,

Nт = G·l

Индикаторная мощность, кВт,

Ni = Nт/hi

Эффективная (полная) мощность, кВт,

Nе = Ni/hм,

где hм - механический к.п.д. (hм=0,85).

Мощность электродвигателя, кВт,

Nэл = Nе/(hп·hэл),

где hп - к.п.д. передачи (0,95);

hэл - к.п.д. электродвигателя (0,9).

Теоретический холодильный коэффициент

eт = Qо/Nт.

Эффективный холодильный коэффициент

ee = Qo/Ne.