Методические указания тепловой расчет и выбор вспомогательного оборудования компрессионной холодильной установки к выполнению курсового проекта «расчет технологической схемы компрессионной холодильной (стр. 2 из 7)
0 -20
- потолочные 9 ,8 7
- пристенные 9 ,8-14 7-9 ,9
Оребренные батареи Температура воздуха в камере, 0С
0 -20
-потолочные
- однорядные 5,9-5,1 4,7-4,2
- двухрядные 5,6-4,8 4,4-4,0
- пристенные
4 трубы по высоте 4,7-4,1 3,6-3,3
8 труб по высоте 4,3-3,7 3,4-3,0
Большие значения коэффициентов относятся к батареям с шагом ребер 30 мм, меньшие - с шагом ребер 20 мм. По рассчитанной площади теплообмена подбирают секции и составляют из них батареи (Приложения 8, 9). Минимальное количество секции - две; головная и хвостовая, если батарея змеевиковая, или обе коллекторные. Между этими секциями могут быть вварены средние, количество которых зависит от длины камеры.
1.4 Переохладители
Для уменьшения потерь при дросселировании жидкого хладагента необходимо понизить его температуру перед регулирующим вентилем. Для этого обычно используют водяные противоточные пароохладители, включаемые в схему после линейного ресивера. Переохладители следует включать в схему, когда температура воды, поступающей на восполнение потерь в оборотной системе водоснабжения, ниже температуры воды, поступающей в конденсатор. В схемах с испарительным и воздушным конденсатором переохладитель не предусматривается. Расчет переохладителя сводится к определению потребной площади теплообмена по формуле
, (1.6)где Qпо - тепловой поток в переохладителя , Вт;
k - коэффициент теплопередачи переохладителя, Вт/(м2×К). По рекомендациям = 465- 700 Вт/(м2 ×К);
Dt - средний температурный напор между хладагентом и водой,°С.
Тепловой поток в переохладителе для одноступенчатой машины рассчитывается по формуле
, (1.7)Переохладитель подбирают по суммарному тепловому потоку для всех машин холодильной станции. Расход воды на переохладитель определяется по формуле
, (1.8)где Dtпо - нагрев воды в переохладителе.
Свежая вода подается на переохладитель, а затем обычно добавляется к оборотной или используется для охлаждении других объектов (конденсатор, компрессор). Технические характеристики противоточных переохладителей приведены в Приложение 10.
2 ВЫБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.
2.1 Ресиверы
В схему холодильной установки в зависимости от системы охлаждения могут быть включены циркуляционные, линейные, дренажные и защитные ресиверы. Правильный выбор вместимости ресиверов обеспечивает безопасность работы системы. Так линейные ресиверы типа РВ применятся для разгрузки теплообменной поверхности конденсаторов от жидкого аммиака и обеспечения его равномерного поступления к регулирующему вентилю. Технические характеристики линейных ресиверов типа РВ и их габаритные размеры приведены в Приложениях 11, 12.
Расчет и подбор всех типов ресиверов заключается в определении необходимой вместимости сосуда для данной холодильной установки. Подбор линейных ресиверов зависит от способа подачи жидкого хладагента в систему охлаждения. Для насосно-циркуляционной системы с верхней подачей жидкого аммиака вместимость линейного ресивера должна составлять не менее 30% вместимости системы охлаждения. Для насосно-циркуляционной системы с нижней подачей жидкого аммиака и безнасосной системы вместимость линейного ресивера должна составлять не менее 60% вместимости системы охлаждения. Для всех систем сверх указанных объемов расчетная вместимость ресивера должна быть увеличена на 20%.
Вместимость линейных ресиверов для систем с нижней подачей аммиака и для безнасосных систем можно определить по формуле
, (2.1)где Vс - вместимость системы охлаждения;
0,5 - коэффициент, учитывающий норму заполнения ресивера при
эксплуатации, (50% от объема).
Вместимость системы охлаждения складывается из вместимости батарей, воздухоохладителей и сливных трубопроводов. Все ресиверы снабжаются предохранительными клапанами, манометрами или мановакуумметрами, запорными вентилями и указателями уровня.
2.2 Маслоотделители
Маслоотделители предназначены для улавливания масла, уносимого хладагентом из компрессора. Наиболее эффективно масло отделяется в аппаратах с охлаждением. Охлаждение может осуществляться водой (аппараты типа МСВ) или жидким аммиаком (барботажные аппараты типа 0ММ). Наиболее современными являются маслоотделители циклонного типа. Подбор маслоотделителей производится по диаметру нагнетательного патрубка компрессора. Цифра в обозначении маслоотделителя (например, 125 ОММ) соответствует диаметру нагнетательного патрубка. Маслоотделители типа ОММ представлены в Приложении 13, технические характеристики и габаритные размеры в Приложении 14.
2 .3 Маслосборники
Маслосборники предназначены для перепуска в них масла из аппаратов и последующего удаления его из системы при низком давлении. Они позволяют уменьшить потери хладагента и обеспечить безопасность обслуживания. Перед выпуском масла аппарат отключают от линии высокого давления и подключают к всасывающей линии перед отделителем жидкости. Маслособиратель представляет собой сварной вертикальный цилиндрический сосуд, предназначенный для работы при давлении не более 1,8 МПа, в диапазоне температур от -40°С до + 150°С. Количество маслособирателей, включенных в схему, определяется числом и размерами обслуживаемых аппаратов. На крупных установках целесообразно иметь один маслособиратель на каждую испарительную систему. Маслосборник типа СМ представлен в Приложении 15, технические характеристики и размеры - в Приложении 16.
3 ВЫБОР И РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ
При проектировании холодильной станции необходимо выбрать систему водоснабжения. Наиболее широко используется система оборотного водоснабжения с вентиляторными градирнями. Брызгальные бассейны, ввиду их малой тепловой эффективности, используются значительно реже. Схема оборотного водоснабжения с вентиляторной градирней приведена на рисунке.
Тепло конденсации в градирне отдается воздуху, проходящему через градирню (большая часть - за счет испарения воды, а меньшая - вследствие разности температур между водой и воздухом). В результате теплообмена с разбрызгиваемой водой энтальпия воздуха увеличивается с ів1до ів2 . Уравнение теплового баланса будет иметь вид
Qк = Gвд(tвд1 – tвд2)Cвдrвд = Lвrв(iв2 –iв1), (3.1)
где Qк - тепло конденсации, кВт;
Gвд - количество циркулирующей воды, м3/с;
tвд2, tвд1 - температура воды на входе и выходе из градирни, °С;
Lв - производительность вентилятора градирни, м3/с;
rв - плотность воздуха, кг/м3.
В формуле не учтено тепло, уносимое из градирни с испарившейся водой и мелкими каплями. Унос воды из градирни относительно небольшой (3-10% от количества воды, циркулирующей в системе), однако в схеме предусмотрена подпитка от сети водопровода для компенсации этого уноса.
Количество циркулирующей воды Gвд определяемся при расчете конденсатора (Gвд= Vвд). Охлаждение воды в вентиляторных градирнях обычно находится в пределах Dtвд = 3,5-4,5°С. Температура воды на выходе из градирни tвд1 зависит от совершенства конструкции градирни и температуры воздуха по мокрому термометру. В реальной градирне вода охлаждается до температуры несколько более высокой (на 3-4°С), чем температура мокрого термометра tв1м.
I – градирня; II – конденсатор холодильной машины; III – центробежный насос; 1-8 – запорные вентили; 9 – манометр; 10 – расходомер; 11 – водорегулирующий вентиль.
Рисунок1 – Схема оборотного водоснабжения с применением градирни
Отношение действительного охлаждения воды к теоретически возможному называют коэффициентом эффективности градирни h
, (3.2)Выбор градирни обычно производят по требуемой площади поперечного сечения
(в м2), определяемую по формуле
, (3.3)где qF - удельная тепловая нагрузка.
Для вентиляторных градирен характеристики обычно следующие:
qF = 40¸50 кВт/м2;
qFh =0,75¸0,85.
Задаваясь величиной охлаждения воды в градирне и ее эффективностью, можно вычислить температуру воды на выходе из градирни и на входе в нее:
, (3.4)
, (3.5)По рассчитанной величине площади поперечного сечения градирни
выбирают типоразмер одной или нескольких градирен (Приложение 17).ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ
1. Мальгина Е.В., Мальгин Ю.В. Холодильные машины и установки – М.: Пищ. промышленность, 1973. – 608 с.
2. Свердлов Г.З., Явнель Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха. – М.: Пищ. промышленность, 1978. – 264 с.
3. Холодильные машины: Справочник. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 223 с.