Определение потребной мощности холодильного оборудования

Определение потребной мощности холодильного оборудования РПС

Требуется.

• 1. Построить теоретический и действительный циклы работы паровой компрессионной холодильной машины на диаграмме в координатах «Р-i» .
• 2. Выполнить расчет потребной мощности холодильно-отопительной установки для заданных условий.

Наибольшее распространение для холодильной обработки пищевых продуктов получили паровые компрессионные холодильные машины с одноступенчатым и двухступенчатым сжатием паров холодильного агента. Для построения теоретического и действительного циклов работы паровой холодильной машины необходимо выбрать заданный в курсовой работе СПГ, с установленным температурным режимом перевозки (tВ), заданный тип подвижного состава, температуру наружного воздуха tНВ.

Основные параметры цикла определяются в следующем порядке:

а) температура кипения хладагента t0, °C, в испарителе при непосредственном охлаждении.

;

• 0С
• б) температура всасывания паров хладагента,

;

• 0С
• в) температура конденсации паров хладагента,

;

• 0С
• г) температура переохлаждения жидкого хладагента в конденсаторе,

;

По полученным значениям температур производится построение цикла работы холодильной машины по диаграмме в координатах «p-i» (прил.1) в следующей последовательности:

• — откладываем на правой пограничной кривой (x = 1) температуру или по изотерме (изотермы со значениями температур нанесены в 3-й области на диаграмме штрихпунктирными кривыми линиями) от оси абсцисс до пересечения с правой пограничной кривой паросодержания. Это точка 1 теоретического цикла;
• — через точку 1 проводим изобару параллельную оси абсцисс, соответствующую давлению кипения, значение которого указано на оси ординат;

• — точка 1Р действительного цикла находится в области перегретого пара (справа от кривой x = 1) на пересечении изобары и изотермы. Ей соответствует энтальпия — i1 (значения энтальпии указаны на оси абсцисс) и удельный объём пара при всасывании в компрессор V1 (изохоры на диаграмме показаны штриховыми линиями);
• — затем откладываем температуру конденсации на правой пограничной кривой. Это точка а;
• — аналогично через точку, а проводим линию постоянного давления, в соответствии с температурой конденсации. Изобару покажем в виде прямой линии параллельной оси абсцисс от левой пограничной кривой и далее;
• — затем из точки 1Р проводим адиабату до пересечения с изобарой. Это будет точка 2 Р и ее энтальпия i2 Р;
• — точка 3 находится на пересечении изобары с левой пограничной кривой x= 0;
• — в области переохлажденной жидкости (слева от кривой x=0) на пересечении изобары с изотермой (температуры переохлаждения жидкого хладагента) находим точку 3Р и энтальпию i3Р;
• — для нахождения точек 4 и 4Р необходимо провести из точек 3 и 3Р прямые линии по соответствующим изоэнтальпиям до пересечения с изобарой. Это перпендикуляр на ось абсцисс;
• — прямая 4 — 1 характеризует процесс кипения жидкого хладагента в испарители (аналогично 4Р -1Р).

Теоретический и действительный цикл работы паровой компрессионной холодильной машины приведены на рис. 1.

Рис. 1 — Теоретический и действительный цикл паровой компрессионной холодильной машины

Таблица 1 — Параметры действительного цикла работы холодильной машины.

• — жидкий хладагент переохлаждается в конденсаторе, переохладителе или теплообменнике (процесс 3 — 3 Р) для обеспечения стопроцентного содержания жидкости перед регулирующим вентилем и увеличения полезной холодопроизводительности;
• — имеются потери на трение, как в компрессоре, так и вне его; сжатие паров в компрессоре происходит не при постоянной энтропии.

Основной характеристикой одноступенчатого компрессора является его холодопроизводительность. Под ней подразумевается холодопроизводительность установки, в составе которой работает этот компрессор. величина непостоянная и зависит от температурного режима работы холодильной машины, т. е. от рабочих условий работы машины.

Зная требуемую рабочую холодопроизводительность в заданных рабочих условиях, переводят её в стандартную и по ней подбирают компрессор соответствующей холодопроизводительности.

Используя данные, полученные при построении действительного цикла (табл. 1), определим удельную весовую, кДж/кг и объёмную, кДж/м3 холодопроизводительность хладагента в рабочих условиях по формулам.

.

, кДж/м3.

кДж/кг.

кДж/кг.

= 3790,22/239 = 15,85 кДж/ч,.

= 15,85*1,05 = 16,64 кДж/ч.

Стандартная холодопроизводительность установки, кДж/ч, определяется по формуле.

кДж/ч,.

— холодопроизводительность брутто, кДж/час, это — потребная холодопроизводительность установки, которая рассчитывается исходя из общего количества тепла, которое должно отводиться установкой, увеличенного на коэффициент, учитывающий перерывы в работе, вызываемые оттаиванием «снеговой шубы» и производством профилактического осмотра и ухода за оборудованием. Принимаем из курсовой работы (формула 5.9), для перевода используем следующие соотношения между единицами измерения тепловой энергии:

• 1 Дж = 0,239 кал = 1 Вт· сек; 1 кДж = 0,239 ккал = 0,278 Вт· ч;
• 1 кал = 4,187 Дж = 4,187 Вт· сек; 1 ккал = 4,187 кДж = 1,163 Вт· ч;
• 1 Вт = 1 Дж/сек = 0,239 кал/сек; 1 Вт = 3,6 кДж/ч = 0,86 ккал/час.
• — коэффициенты подачи компрессора соответственно в стандартных и рабочих условиях (= 0,67). Коэффициент подачи компрессора в рабочих условиях для малых хладоновых компрессоров определяется по графику в зависимости от отношения давления конденсации к давлению кипения.

Таблица 2 — Техническая характеристика компрессоров.

Примечание: ФВ — фреоновый одноступенчатый компрессор, вертикальный, ФУ и ФУУ — фреоновый одноступенчатый компрессор с угловым расположением целиндров; ФУУБС — фреоновый одноступенчатый бессальниковый компрессор с угловым расположением целиндров.

Количество хладагента, проходящего через КНД и испаритель, кг/ч, находится по формуле: паровой компрессор холодильный машина.

Для двухступенчатых холодильных машин компрессор подбирают полученным объёмам, описываемым КНД и КВД, используя табл. 3.2 или [15, стр. 110 — 111].

Расчет конденсатора сводится к определению его теплопередающей поверхности в зависимости от тепловой нагрузки конденсатора. Тепловая нагрузка конденсатора (кДж/ч) определяется по формуле:

где — действительная мощность компрессора, кДж/час, определяется по формуле:

где — индикаторный КПД компрессора для хладона-12 определяется по рис. 3.15.

Рис. 2. Индикаторный КПД компрессоров

1- работающих на хладоне-12; 2,3 — средних и крупных аммиачных Теплопередающая поверхность конденсатора, м2, находится по формуле:

где — удельная тепловая нагрузка на конденсатор, кДж/(м2•ч), принять 230 — 300 Вт/м2.

Воздухоохладитель (испаритель) установлен непосредственно в грузовом помещении (холодильной камере) и обеспечивает равномерное охлаждение посредством вентиляторов-циркуляторов. Теплопередающая поверхность воздухоохладителя, м2, определяется по формуле.

где — коэффициент теплопередачи аппарата, зависящий в основном от скорости движения воздуха и температурного напора. У хладоновых испарителей равен 15 ч 35 Вт/(м2•град); - средняя разность температур воздуха и кипящего хладагента, град., принимается равной 9 ч 11 градусам.

Теплопередающую поверхность, (м2) можно определить по другой формуле:

где — удельный тепловой поток, Вт/м2, принять 233 — 350 Вт/ м2.

По полученным значениям теплопередающих поверхностей FК и FВ подбирают конденсатор и воздухоохладитель в рабочих условиях.

Таблица 3 — Технические характеристики конденсаторов.

Технические характеристики испарителей.