Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие 3000557.doc
Скачиваний:
84
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
20.4 Mб
Скачать

6.5. Теоретический расчет цикла холодильной машины. Подбор оборудования системы холодоснабжения

Исходными данными для теоретического расчета цикла холодильной установки являются: расчетная холодопроизводительность машины (определенная по формуле 6.1) Qхуст, Вт, схема теоретического цикла на диаграмме.

По схеме процесса (рис. 6.3) с учетом характеристики хладагента на линии насыщения (табл. 6.1−6.3) определяются:

− энтальпии в точках 1, 2, 3, 3’ и 4i1, i2 , i3, i3, i4;

− давления в точках 1 и 2P1 и P2;

− удельный объем паров в точке 1 (находят из lg Р-i диаграммы, параметры точки 1 (рис. 6.3)) − ν1.

На основании этих данных определяют:

− удельную холодопроизводительность цикла qо, кДж/кг, по формуле

; (6.3)

− удельную работу цикла l, кДж/кг, по формуле

; (6.4)

− удельное количество теплоты, отданное 1 кг холодильного агента в конденсаторе q, кДж/кг, по формуле

; (6.5)

− удельное количество теплоты, отданное в переохладителе qп, кДж/кг, по формуле

; (6.6)

− холодильный коэффициент цикла (количество теплоты, отводимой на единицу затрачиваемой работы), характеризующий экономичность работы холодильной компрессорной машины έ, по формуле

(6.7)

− удельную объемную холодопроизводительность цикла qv, кДж/(кг×м3), по формуле

(6.8)

где ν 1 – удельный объем паров (расход хладагента), м3/кг;

− массовый расход пара – массовую подачу компрессора Мк, кг/с, по формуле

; (6.9)

− объемный расход пара – объемную подачу компрессора Vд, в м3/с, по формуле

(6.10)

− степень сжатия паров в компрессоре по формуле

(6.11)

− коэффициент подачи компрессора λ на практике определяют, используя графическую зависимость , составленную по данным испытаний однотипных машин (рис. 6.4) [8];

Рис. 6.4. Графическая зависимость коэффициента подачи :

1 – для компрессоров с часовым объёмом, описываемым поршнем от 100

до 250 м3/ч; 2 – для компрессоров с часовым объёмом,

описываемым поршнем от 300 до 1250 м3

− описываемый объем компрессора или объёмная производительность компрессора Vкомп, м3/с, по формуле

. (6.12)

Теоретический цикл фреоновых холодильных машин рассчитывают аналогично. Различие заключается лишь в том, что индекс 1 заменяется на индекс 1", индекс 2 − на 2".

Ориентируясь на рассчитанный описываемый объем компрессора (объёмная производительность компрессора) Vкомп, м3/с, подбирается один или несколько компрессоров соответствующего размера.

В табл. 6.4 в качестве примера представлены характеристики спиральных компрессоров «Копланд».

Версия электродвигателя определяется индивидуально для каждой модели по каталогам фирмы – изготовителя компрессора.

Таблица 6.4

Характеристики спиральных компрессоров «Копланд»

Модель

Номинальная мощность

привода, л.с.

Холодопроизводительность, кВт,

при работе на хладагенте

Объемная

производительность,

м3

Количество масла, л.

Вес Брутто, кг

R407C

R134a

R22

ZR 18 K/E

1,5

3,8

2,5

4,4

4,4

0,7

21

ZR 22 K/E

1,8

4,6

3,2

5,4

5,3

1,0

26

ZR 28 K/E

2,5

5,9

4,2

7,0

6,8

1,0

29

ZR 34 K/E

3,0

7,0

4,9

8,3

8,0

1,1

30

ZR 40 K/E

3,5

8,2

5,7

9,8

9,4

1,1

31

ZR 48 K/E

4,0

10,2

6,9

11,9

11,5

1,4

33

ZR 49 K/E

4,0

10,1

-

11,8

11,7

1,9

40

ZR 61 K/E

5,0

12,5

8,9

14,5

14,4

1,9

41

ZR 72 K/E

6,0

14,8

10,5

17,6

17,0

1,7

44

ZR 81 K/E

6,5

16,7

11,8

19,9

19,2

1,7

45

ZR 90 K/E

7,5

18,7

12,8

21,6

20,9

4,1

105

ZR 11 M/E

9,0

22,7

15,7

26,3

25,1

4,1

107

ZR 12 M/E

10

26,3

18,2

30,5

28,8

4,1

111

ZR 16 M/E

13

32,0

22,4

37,5

35,5

4,1

114

ZR 19 M/E

15

39,5

26,8

46,0

42,8

4,1

130

ZR 250 K/E

20

52,0

35,5

60,0

56,6

4,7

168

ZR 310 K/E

25

65,0

44,0

74,0

71,4

6,3

188

ZR 380 K/E

30

80,5

55,5

92,0

87,5

6,3

201

Примечание: В спиральных компрессорах «Копланд» серии ZR используются электродвигатели на 50 и 60 Гц.

Требуемая поверхность нагрева теплообменников Fктр и Fитр, м2, определяется по формуле

- для конденсатора:

(6.13)

- для испарителя:

(6.14)

где Qк – теплопроизводительность конденсатора, кВт, определяемая по разности удельных энтальпий в теоретическом цикле:

  • с учетом переохлаждения в конденсаторе по формуле

; (6.15)

  • без учета переохлаждения в конденсаторе по формуле

, (6.16)

Qи – теплопроизводительность испарителя, кВт, определяется по формуле

, (6.17)

где kз – коэффициент запаса, равный 1,1…1,2; Δtкср – средний температурный напор в конденсаторе, ºС, определяется по формуле

(6.18)

где – температура воды, используемой для охлаждения конденсатора, принимается на 4…6 °С выше tмн, ºС; – температура воды на выходе из конденсатора, принимается на 5…6 ºС ниже tкон, ºС;

Δtиср – средний температурный напор в испарителе, ºС, определяется по формуле

, (6.19)

где – требуемая температура охлажденной воды, принимается равной температуре воды в поддоне камер орошения или в сборном баке отопленной воды, т.е. , ºС; – требуемая температура охлажденной воды из испарителя, для неавтономных СКВ принимается равной 6…7 ºС.

В курсовой работе для одноступенчатых фреоновых холодильных машин коэффициенты теплопередачи в конденсаторах − Кк, Вт/(м2 × ºС), и испарителях − Ки, Вт/(м2׺С), можно приближенно принять равными:

Кк=560+60, Вт/(м2׺С) при водяном охлаждении;

Ки=290+60, Вт/(м2׺С) при охлаждении воды.

По результатам расчета определяется тип и фактическая поверхность нагрева теплообменников при этом запас не должен превышать 15 %.

Приводятся характеристики испарителя кожухотрубного типа Я29-ИКТ и конденсатора кожухотрубного типа Я29-ККТ, представленные в табл. 6.5 и табл. 6.6.

Таблица 6.5

Технические характеристики и размеры испарителей кожухотрубных фреоновых марки Я29-ИКТ/Ф

Марка аппарата

Поверхность

теплообмена, м2

Количество

рядов, шт.

Масса, кг

Я29-ИКТ 25-10-4

4,1

4

163

Я29-ИКТ 25-15-6

6,1

4

210

Окончание табл. 6.5

Марка аппарата

Поверхность

теплообмена, м2

Количество

рядов, шт.

Масса, кг

Я29-ИКТ 25-20-8

8,2

4

254

Я29-ИКТ 30-20-12

14,6

4

413

Я29-ИКТ 30-25-15

18,3

4

488

Я29-ИКТ 30-25-20

21,9

4

562

Я29-ИКТ 40-25-30

25,7

4

683

Я29-ИКТ 40-25-35

32,2

4

802

Я29-ИКТ 40-25-40

38,6

4

920

Я29-ИКТ 50-25-50

50,9

4

1151

Я29-ИКТ 50-25-60

61,1

4

1313

Я29-ИКТ 50-25-80

81,5

4

1653

Я29-ИКТ 60-25-90

86,5

6

1780

Я29-ИКТ 60-25-120

115,3

6

2234

Я29-ИКТ 60-25-140

144,2

6

2667

Таблица 6.6

Характеристики испарительных конденсаторов

типа Я29-ККТ (аналог КГТ)

Марка

испарительного

конденсатора

Номинальный тепловой

поток, кВт

Площадь теплообменной

поверхности, м2

Расход воздуха (общий), м3

Расход воды м3

Количество вентиляторов

Установленная мощность

электродвигателей, кВт

Масса, кг

циркулирующей

свежей

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Я29-ИК-100

260

101,2

16000

28

0,35

1

2,2

1300

Я29-ИК-150

377

154,0

23000

45

0,6

2

3

2200

Я29-ИК-200

520

202,4

33000

56

0,7

2

4,4

2700

Я29-ИК-250

604

270,0

43000

65

0,9

3

4,5

3500

Я29-ИК-300

780

303,6

50000

84

1,05

3

6,6

4200

Я29-ИК-400

1040

404,8

69000

112

1,4

4

8,8

5500

Я29-ИК-500

1300

506,0

85000

140

1,75

5

11

6800

Я29-ИК-600

1560

607,2

100000

168

2,1

6

13,2

7300

По результатам расчета вычерчивается схема холодильной станции. В спецификации указываются количество и технические характеристики подобранного оборудования.