Вопросы для самопроверки
1. Дайте определение систем с непосредственным охлаждением.
2. Опишите принцип действия безнасосной прямоточной системы охлаждения.
3. Приведите схему системы охлаждения с отделителем жидкости.
4. Изобразите схему насосно-циркуляционной системы охлаждения.
5. Какие факторы ограничивают применение систем непосредственного охлаждения?
6. Дайте определение систем косвенного охлаждения.
7. Проведите сравнительный анализ закрытой и открытой систем охлаждения.
8. Опишите способы и схемы отвода теплоты от потребителей холода.
4.3. Холодильные машины
Холодильная машина представляет собой сложный инженерный комплекс основных и вспомогательных функциональных блоков, трубопроводов, запорно-регулирующей арматуры, средств контроля, защиты и управления. Параметры, порядок и место размещения блоков определяется на основании большого объема исследовательской работы, опыта производства, эксплуатации их в производственных условиях и знаний о характере происходящих физических и термодинамических процессов.
4.3.1. Определение расчетной потребности в холоде
Отличительной особенностью холодильных машин является сильная зависимость режима работы от параметров окружающей среды – температуры и влажности атмосферного воздуха. Эти параметры влияют на условия работы градирни в системе оборотного водоснабжения и некоторых потребителей холода, например производственных холодильников.
В связи с этим различают расчетный и эксплуатационные режимы работы холодильной установки.
Расчетный режим определяется условиями самого жаркого месяца для данной местности (обычно июля) и используется для подбора холодильного оборудования.
Эксплуатационные режимы зависят от времени года и служат для расчета фактических энергетических затрат на производство холода.
Для определения расчетной потребности в холоде различных промышленных объектов используют удельные нормы теплопритоков qF, qV и qM, отнесенные соответственно к строительной площади охлаждаемого помещения F, к строительному объему V и к массе продукта М.
Расчет потребности в холоде QO выполняется по формулам
QO = qF··F ; (4.1)
QO = qV ·V ; (4.2)
QO = qM ·M ; (4.3)
Иногда тепловую нагрузку на холодильную
машину вследствие теплоты, выделяющейся
при реакции в технологических аппаратах,
рассчитывают исходя из заданной массовой
производительности по сырью G
с учетом степени выхода готового продукта
:
QO = GΔqР , (4.4)
где Δq – удельная теплота реакции.
Точнее расчет потребности в холоде охлаждаемых помещений (холодильников) выполняется на основе уравнения теплового баланса.
По расчетной потребности в холоде определяется необходимая площадь поверхности приборов охлаждения для камер и технологических аппаратов. При децентрализованном способе холодоснабжения по расчетной потребности в холоде подбирается также оборудование холодильной установки.
При централизованном способе холодоснабжения для определения тепловой нагрузки на компрессоры все потребители холода в зависимости от температурного режима в них и способа охлаждения объединяются в группы с одинаковыми температурами кипения (различающимися не более чем на 2-3 К). Оборудование подбирают для каждой такой группы потребителей холода, а следовательно, для каждой температуры кипения.
Расчетная мощность холодильной машины на каждую температуру кипения составляет
Qор = Σ (kп Qок) , (4.5)
где Qок – тепловые нагрузки на компрессор, полученные для каждого объекта охлаждения при данной температуре кипения; kп - коэффициент, учитывающий потери холода в аппаратах и коммуникациях.
Для средних и крупных установок непосредственного охлаждения kп = 1,05 … 1,07, для системы косвенного охлаждения kп = 1,1 … 1,2.
Установленная мощность холодильных машин
Qоу = Qор /b, (4.6)
где b – коэффициент рабочего времени ( b = 0,75 … 0,92, для малых холодильных установок b = 0,7).