2.8 Расчет и подбор теплообменных аппаратов

Хладоновые холодильные машины непосредственного охлаждения поставляются комплексно: компрессор вместе с конденсатором, батареями или воздухоохладителями, приборами автоматики. Поэтому при проектировании достаточно рассчитать и подобрать компрессор нужной производительности. Затем из таблиц или каталогов выписать технические характеристики всех аппаратов, входящих в комплект холодильной машины, поставляемой с выбранным компрессором. Однако в судовой холодильной технике применяются не только холодильные машины, но и холодильные установки, а также холодильные машины, входящие в системы кондиционирования воздуха. Поэтому специалист, изучающий данную дисциплину, должен уметь рассчитать и вести подбор теплообменных аппаратов.

Расчет испарителей

Прежде чем приступать к расчету холодильного оборудования, нужно выбрать конструкцию и количество испарителей, а также их размещение в холодильных камерах. Количество испарителя подбирается отдельно для каждой камеры охлаждения.

В зависимости от тепловой нагрузки на камеру определяется необходимая площадь испарителя или испарителей. Требуемая площадь теплоизолирующей поверхности (в м²) определяют по формуле

(25)

где – тепловая нагрузка на камеру, определенная при расчете теплопритоков, Вт;– коэффициент теплопередачи от хладагента воздуху в камере, Вт/(м²·К) .

При расчете принять.

Значения коэффициента теплопередачи зависит от многих факторов: конструкции теплообменного аппарата, физических свойств теплообменивающих сред, скорости их движения и т.д. Методы расчета рассматриваются в курсах теплопередач. При расчетенеобходимо задаваться конструкцией и предварительными размерами теплообменных аппаратов. Поэтому в первом приближении для выбора размеров теплообменника используют опытные значенияаналогичных конструкций теплообменных аппаратов. Для воздухоохладителей с оребренной наружной поверхностью коэффициенты теплопередачи можно принять в зависимости от температуры кипения:

оС	–40	–20	–15	0 и выше
, Вт/(м2·К)	12	13	14	17,5

На рассчитанной площади поверхности подбирают один или несколько воздухоохладителей с таким расчетом, чтобы распределение температур по всему объему камеры было равномерным. Площадь выбранных испарителей может отличаться от расчетной. Поэтому нужно проверить на температуру кипения хладагента.

, (26)

где – температура воздуха в камере;– площадь поверхности выбранных испарителей для камеры. При значительном отличии полученнойот расчетной необходимо за счет перераспределения поверхности испарителей камер это отличие уменьшить до приемлемых значений.

Расчет и подбор конденсаторов

Требуемая площадь теплоперерабатывающей поверхности, по которой подбирают конденсаторы, определяется по формуле

, (27)

где – коэффициент теплопроводности поверхности конденсатора, кВт/(м²·К); – тепловая нагрузка на конденсатор, кВтможноопределить как средне арифметический температурный напор. (28)

где – температура хладагента в конденсаторе ;– соответственно температура воды на входе и выходе из конденсатора.

Коэффициенты теплопередачи для конденсаторов различного типа

Таблица 6

Конденсатор	, Вт/(м2·К)
Кожухотрубныйфреоновый	1800–2500
Испарительный	200–300
Воздушный	20–25

Объемный расход охлаждающей воды (м³/с) определяют по формуле

, (29)

где – нагрузка на конденсатор, кВт;– удельная теплоемкость воды (=4,19 кДж/(кг·К));– плотность воды (= 1000 кг/м³).

,

где ,– соответственно температура воды на выходе из конденсатора и входе в конденсатор.