5.6 Расчет конденсаторов

При проектировании конденсатора расчет сводится к определению его теплопередающей поверхности и (если он с водяным охлаждением) количества расходуемой воды. Прежде всего подсчитывают действительную теп­ловую нагрузку на конденсатор

(5.6)

где Q_к – действительная тепловая нагрузка на конденсатор, Вт;

Q₀ – холодопроизводительность компрессора, Вт;

N_i – индикаторная мощность компрессора, Вт;

N_е – эффективная мощность компрессора, Вт;

_м – механический к. п. д. компрессора.

В агрегатах с герметичными или бессальниковыми компрессорами тепловую нагрузку на конденсатор сле­дует определять но формуле:

(5.7)

где N_э – электрическая мощность на клеммах электродвигателя компрессора, Вт;

_э – к. п. д. электродвигателя.

Теплопередающая поверхность конденсатора определяется по формуле:

(5.8)

где F – площадь теплопередающей поверхности, м²;

к – коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/(м²К);

t_m – средняя логарифмическая разность между температурами конденсации холодильного агента и охлаждающей воды или воздуха, ⁰С;

q_F – плотность теплового потока, Вт/м².

Среднюю логарифмическая разность определяют по формуле:

(5.9)

где t_в1 – температура воды или воздуха на входе в конденсатор, ⁰С;

t_в2 – температура воды или воздуха на выходе из конденсатора, ⁰С;

t_к – температура конденсации холодильного агрегата, ⁰С.

Коэффициенты теплопередачи различных типов конденсаторов приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1  Коэффициенты теплопередачи конденсаторов

Тип конденсатора	к, Вт/(м2К)
Горизонтальный кожухотрубный: для аммиака для хладонов Вертикальный кожухотрубный для аммиака О Продолжение табл. 5.1 росительный для аммиака Испарительный для аммиака С воздушным охлаждением (при принудительной циркуляции воздуха) для хладонов	800…1000 460…580* 700…900 700…900 465…580 20…45*

Значения к определены для оребренной поверхности.

Глава 6. Холодильники с машинным охлаждением

6.1 Системы охлаждения

Для отвода теплоты и влаги из охлаждаемых помещений и технологических аппаратов в них устанавливают теплообменные аппараты, но носящие название охлаждающих приборов. В этих приборах теплота передается охлаждающей среде. Способы охлаждения (системы охлаждения) в зависимости от вида охлаждающей среды делятся на непосредственные охлаждения и на охлаждения жидким хладоносителем (косвенное охлаждение). Схемы обеих систем охлаждения показаны на рис. 6.1.

Рис. 6.1  Способы охлаждения помещений:

а – непосредственное; б – косвенное

При непосредственном охлаждении (рис. 6.1, а) теплота, воспринимаемая охлаждающими приборами, передается непосредственно кипящему в них хладагенту;  в этом случае охлаждающие приборы, расположенные в охлаждаемом помещении (аппарате), являются испарителями холодильной установки (температура охлаждающей среды ).

При охлаждении хладоносителем (рис. 6.1, б) теплота в охлаждающих приборах передается промежуточной среде – хладоносителю, с помощью которого она переносится к хладагенту, находящемуся в испарителе холодильной установки, обычно расположенном на некотором удалении от охлаждаемого объекта. При этом способе охлаждения отвод теплоты от охлаждаемого объекта вызывает повышение температуры хладоносителя в охлаждающих приборах без изменения его агрегатного состояния (охлаждающей средой является хладоноситель со средней температурой t_s, ).

Охлаждение хладоносителем иногда называют рассольным охлаждением, что не всегда справедливо, поскольку в качестве хладоносителей используется не только рассол.

Система непосредственного охлаждения проще, требует меньше затрат энергии, так как при одинаковой температуре в охлаждаемых помещениях t_пм и равных тепловых нагрузках объектов температура кипения хладагента будет выше, чем в системе с хладоносителем. Кроме того, при охлаждении хладоносителем появляется дополнительный расход энергии, обусловленный не только работой привода насоса, но и дополнительной нагрузкой на компрессор.

По способу подачи хладагента в приборы охлаждения различают:

• безнасосные системы, когда хладагент поступает в прибор охлаждения – батарею или воздухоохладитель – под действием разности давлений (Р_к – Р₀);

• насосно-циркуляционные системы, когда жидкий хладагент подается в охлаждающие приборы насосом из специального циркуляционного ресивера при давлении Р₀.

Безнасосные системы характерны для подавляющего большинства холодильных установок малой и средней производительности (торговое холодильное оборудование, холодильный транспорт, бытовые холодильники и морозильники).

В зависимости от типа используемого испарителя системы с промежуточным хладоносителем делятся на:

• открытые, где используют испарители панельного типа, в которых хладоноситель контактирует с окружающим воздухом;

• закрытые или герметичные, в которых используют герметичные испарители кожухотрубного типа.

В зависимости от вида охлаждающих приборов и способа организации циркуляции воздуха в охлаждаемом помещении бесконтактное охлаждение с передачей теплоты через воздух подразделяют на системы батарейного охлаждения (при использовании батарей – охлаждающих приборов со свободным движением воздуха), воздушного охлаждения (при использовании воздухоохладителей – охлаждающих приборов с вынужденным движением воздуха) и смешанного охлаждения (при использовании батарей и воздухоохладителей).