Выбор расчётного режима

Режим работы характеризуется температурами кипения t₀, конденсации t_к, переохлаждения t_по, всасывания t_вс., и температурой нагнетания t_пе.

Температура кипения , где

- температура рассола, уходящего из испарителя, ⁰С;

- минимальный температурный напор в испарителе, 5-7 ⁰С.

Охлаждение рассола в испарителе, ⁰С

.

при аммиаке 5-6 ⁰С, при хладоне 6-8 ⁰С.

Температура конденсации, ⁰С

Зависит от количества и температуры воды, подаваемой в конденсатор

, где

- температурный напор в конденсаторе 3-5, ⁰С.

Температура воды после конденсатора

, где

-температура воды, поступаемой в конденсатор, ⁰С;

- нагрев воды в конденсаторе, ⁰С.

Температура переохлаждения жидкого хладагента

t_по = ⁰С.

Рассмотрим цикл парокомпрессорной холодильной установки

1. н а диаграмму наносятся изотермы, определяющие режим работы установки: t₀, t­_k, t_по, t_вс;

2. строятся изобары р_о и р_к, соответствующие t_о и t_к;

3. на пересечении линии t_вс и р_о находим точку 1: точка 1 – состояние всасываемого компрессором пара.

4. через точку 1 проводится адиабата до пересечения с изобарой в точке 2;

5. изобара р_к от точки 2 до точки 3^/ - процесс в конденсаторе: 2 – 2^// - охлаждение пара до состояния насыщения, 2^// - 3^/ - конденсация;

6. пересечение изобары р_к и изотермы t_по – состояние переохлаждённой жидкости – точка 3.

7. состояние влажного пара после дросселирования в терморегулируещем вентиле (ТВР) находится на пересечении линии энтальпии, проходящей через точку 3 с линией давления р_о (t_o).

Выбор типа и количества компрессоров

По стандартной холодопроизводительности:

, где

Q₀ – холодопроизводительность установки, Вт;

q_vст – объёмная холодопроизводительность для стандартных условий принятой группой температур, Дж/м³;

λ_ст – коэффициент подачи компрессора при тех же условиях;

q_v – объёмная холодопроизводительность для рабочих температурных условий, Дж/м³;

λ – коэффициент подачи компрессора, определяемый в зависимости от степени сжатия р_к/р₀ или по формуле: λ = λ_u ·λ_w · λ_пл, где

λ_u – объёмный коэффициент, учитывающий влияние вредного пространства на объёмную производительность компрессора;

λ_w – коэффициент подогрева, учитывающий снижение производительности компрессора из-за теплообмена между хладагентом и стенками цилиндра компрессора;

λ_пл – коэффициент плотности, учитывает снижение производительности компрессора из-за перетекание хладагента из пространства с более высоким давлением в пространство с меньшим давлением, 0,95 – 0,98.

По полученному Q_0ст выбирают тип и количество компрессоров:

, где

Q_0ст¹ – холодопроизводительность единичного компрессора.

Число компрессоров с учетом резерва:

n_общ = n + n_рез , где

n – число рабочих компрессоров;

n_рез – число резервных компрессоров.

Выбор и расчёт конденсаторов

Классифицируются :

• по принципу охлаждения (водяное и воздушное);

• по конструкции (горизонтальные и вертикальные кожухотрубчатые, кожухозмеевиковые, испарительные).

Широко распространены горизонтальные кожухотрубные конденсаторы, которые применяются в холодильных установках различной производительности, работающих на аммиаке и хладоне. Использовать такие конденсаторы целесообразно при наличии оборотного водоснабжения. Вертикальные конденсаторы применяются для крупных холодильных установок, использующих морскую или речную загрязнённую воду. В установках малой производительности применяются агрегаты, каждый из которых имеет собственный конденсатор, при этом выбирается такое число агентов, которое удовлетворяет полной тепловой нагрузке.

Выбор производится по действительной тепловой нагрузке:

, кВт, где

n^* - количество компрессоров, работающих на данный конденсатор, если он общий, то n^* = n;

- количество теплоты, которая отдаёт хладагент при своём переохлаждении, кВт.

Расход охлаждающей воды на конденсатор

, где

С_РВ – удельная теплоёмкость воды;

и -температура воды на входе и выходе в конденсатор, ⁰С;

Коэффициент теплопередачи от конденсирующегося хладагента

, где

α₁ – коэффициент теплоотдачи от хладагента к стенке, Вт/(м² ·К);

δ_ст – толщина стенки, м;

ΣR_ЗАГ – термические сопротивления загрязнений, (м³·К)/Вт;

α₂ – коэффициент теплоотдачи от стенки к воде, Вт/(м² ·К);

Площадь наружной поверхности теплообмена

, где

- коэффициент теплопередачи от конденсирующегося хладагента к воде;

Δt_K – температурный напор в конденсаторе, К.

По площади наружной поверхности выбирают конденсатор.

Выбор испарителя и его расчёт

Выбор типа и количества определяется системой охлаждения, характером тепловой нагрузки.

Площадь теплопередающей поверхности

, где

Q₀ – тепловая нагрузка испарителя, Вт;

К – коэффициент теплопередачи испарителя, Вт/(м² ·К);

Δt_и – среднелогарифмический температурный напор в испарителе, К.

Поверхность теплообмена, отнесённая к внутренней поверхности трубы

Площадь наружной поверхности трубы

, по этой величине выбираем испаритель.

Выбор и расчёт переохладителя

Для уменьшения потерь при дросселировании жидкого хладагента надо понизить температуру его перед регулирующим вентилем. Для этого используют противоточные переохладители.

Площадь теплопередающей поверхности

, м², где

Q_ПО – тепловой поток в переохладителе, Вт;

К – коэффициент теплопередачи переохладителя, Вт/(м² ·К);

Δt_ПО – среднелогарифмическая разность температур между хладагентом и водой, С⁰.

Тепловой поток в переохладителе

Q_ПО = С₀ ·( , Вт.

Переохладитель выбирают по суммарному тепловому потоку для всех машин, включенных в схему.