Расчет холодильной камеры

 
 

8. Коэффициент рабочего времени:

                      в = V_T /V_км,

                      в= 0,0042/0,0057=0,74

9. Действительный массовый расход холодильного агента:

М_км = λ • V_KM /V₁,  кг/с,

М_км= 0,72•0,0057/0,082 = 0,05 кг/с

10. Действительная холодопроизводительность компрессора:

                      Q_oд = М_км • q₀, кВт;

                      Q_oд = 0,05 • 158 = 7,9 кВт

11. Мощность привода компрессоров:

            11.1   Теоретическая (адиабатная):

N_T = М_км • l_т,  кВт,

N_T = 0,05 • 46 = 2,3 кВт

            11.2. Индикаторная:

N_i =N/η_i,  кВт,

N_i = 2,3/0,8=2,875 кВт

            11.3. Эффективная (механическая):

N_е= N_i/η_e,  кВт 
 

N_е = 2,875/0,85 =3,38 кВт

            11.4. Электрическая:

N_эл = N_е/ η_эл,  кВт,

N_эл = 3,38/0,86=3,93 кВт

12. Тепловая нагрузка на конденсатор

            12.1. Теоретическая:

Q_к =M_км*q_к,  кВт,

Q_к =0,05*204=10,5 кВт

12.2. Действительная:

Q_к = Q_oд + N_i,  кВт,

Q_к =7,9+2,875 = 10,775 кВт

13. Теплота переохлаждения:

Q_n = M_км(i₃́ – i₃),   кВт,

Q_n =0,05(447 – 441) =0,3 кВт 
 
 

9.3. Расчет и подбор камерного оборудования.

   Требуемую площадь теплопередающей поверхности  испарителей (батарей) и воздухоохладителей рассчитывают по формуле:

   F = Q_обор /K*θ_m,  м²,    [4] c.99

где  Q_обор – тепловая нагрузка на камерное оборудование, Вт;

   К – коэффициент теплопередачи, Вт/м^{2 о}С;

   θ_m – расчётная разность температур между воздухом в камере и

   кипящим хладагентом или рассолом в приборах охлаждения, °С.

   При проектировании холодильных установок  с непосредственным охлаждением  хладоновыми холодильными машинами, которые

   поставляются  комплектно, из каталога или таблицы  для выбранной на основании расчётов холодильной машины выписывают количество испарителей (батарей или воздухоохладителей), входящих в комплект поставки, и площадь их теплопередающей поверхности.

   Затем распределяют испарители по камерам  в соответствии с произведёнными расчётами теплопередающих поверхностей камерного оборудования.

   При распределении комплекта испарителей (воздухоохладителей по камерам) могут  возникнуть трудности из-за несоответствия расчётной площади поверхности  фактической. Если холодильник состоит  из одной камеры, весь комплект поставляемых испарителей размещают в этой камере. Значительно чаще один холодильный  агрегат используют для охлаждения двух, а иногда и больше камер. Поэтому  возможно несколько вариантов размещения испарителей в камерах. Во всех случаях в какой-то камере площадь испарителей превышает требуемую, а в какой-то её не хватает. В этом случае необходимо определить температуру кипения при каждом варианте и выбрать тот вариант, при котором общая температура кипения хладагента (определяется по камере с наиболее низкой температурой) наиболее высокая.

   Расчет:

   Камера 1.

   F = 2457.87/4.6*15 = 35.6 м²

   Камера 2.

   F = 1011,07/4,4*13 = 17,6 м²

   Камера 3.

   F = 1043,58/ 4,2*14 = 17,7 м² 
 
 

   По  данным расчетов подбираю следующие оборудование:

   Таблица 11

№ камеры	Наименование  оборудования	Марка	Количество, шт.
1	Ребристые пристенные батареи 4-х трубные	ИРСН 18	2
2	Ребристые пристенные батареи 4-х трубные	ИРСН 18	1
3	Ребристые пристенные батареи 4-х трубные	ИРСН 18	1

 
 
 

   9.4. Проверочный расчет  оборудования и  трубопроводов холодильной  машины.

   Требуемую площадь теплопередающей поверхности  конденсатора рассчитывают но формуле:

   F = Q_обор /K*θ_m,  м²,     [4] c.85

где  Q_обор – тепловая нагрузка на камерное оборудование, Вт;

   К – коэффициент теплопередачи данного типа конденсатора, кВт/м^{2 о}С;

   θ_m – среднелогарифмическое значение температурного напора, °С.

   Расчет:

   F = 10775/20*9 = 59,8 м²

   По  полученным данным выбираю следующую  марку конденсатора:

   Таблица 12

Модель  конденсатора	Тепловая нагрузка, кВт	Площадь наружной теплообменной поверхности, м2	Максимальное  рабочее давление, МПа	Потребляемая  мощность, кВт	Масса, кг	Габаритные  размеры, мм
КВГ-40	10,3	38,5	2,0	0,47	55	830х698х1040

    

   Расчет  теплообменника.

   Требуемую площадь теплопередающей поверхности  теплообменника конденсатора рассчитывают но формуле:

   F = Q_обор /K*θ_m,  м²,    [4] c.85

где Q_обор – тепловая нагрузка на камерное оборудование, Вт;

   К – коэффициент теплопередачи данного типа конденсатора, кВт/м^{2 о}С;

   θ_m – среднелогарифмическое значение температурного напора, °С.

   θ_m =0,5(θ_б + θ_м),   ^оС,

   θ_б =t_k – t_o,

   θ_м = t_n - t_вс

   Расчет:

   θ_б  =38-(-14) = 52 ^оС

   θ_м = 34-2 = 32 ^оС

   θ_m =0,5 (52+32) = 42 ^оС

   F = 300/120*42 = 0,06 м² 

   Принимаю  следующую марку теплообменника:

   Таблица 13

Тип регенеративного теплообменника	Площадь теплопередающей поверхности, м2	Условные  проходные сечения патрубков, мм		Масса, кг	Габаритные  размеры, мм
		жидкост-ного	парового
ТФ-20М	0,1	10	20	6,5	600х140х484

 
 
 
 

   Расчет  трубопроводов.

   Диаметр трубопроводов определяется по формуле:

     м,    [4] c.151

   где  V – объемный расход среды, м³/с,

    W – расчетная скорость среды, м/с

V = M*v,

где  М – массовый расход среды, кг/c,

        v – удельный оъем среды при данных параметрах, м³/кг

Результаты  расчетов оформляю в виде таблицы:

Таблица14

Наименование  трубопровода	М, кг/с	v, м3/кг	V, м3/с	W, м/с	dвн. р., мм	dвн.д., мм (ГОСТ)
Всасывающий	0,05	0,082	0,0041	10	22,8	25
Нагнетательный	0,05	0,015	0,0008	10	10	10
Жидкостной	0,05	0,00086	0,000043	1	7	8

 

     Системы автоматического  регулирования

     Автоматизация холодильной установки включает автоматизацию процессов защиты, регулирования, сигнализации, оттайки, мониторинга системы.

     Система автоматической защиты (САЗ) устраняет  возможность аварий при внезапном  изменении режима работы агрегата, защищает электродвигатели от перегрузки и короткого замыкания.

     При достижении контролируемым параметром опасного значения предельный автоматический регулятор через регулирующий орган выключает агрегат, либо ограничивает рост параметра, защищая механизмы и аппараты от разрушения. Так, при падении давления смазочного масла, охлаждающей воды, повышении давления и температуры нагнетания эксплуатация компрессора холодильной установки должна быть прекращена с подачей предупредительного или аварийного сигнала.

     Система автоматической сигнализации (САС) в  зависимости от назначения делится  на аварийно-предупредительную сигнализацию и сигнализацию работающих механизмов.

     Аварийно-предупредительная  сигнализация при достижении контролируемым параметром аварийного значения выдает световой или звуковой сигнал, после чего обслуживающий персонал изменяет опасный режим работы механизма с помощью регулирующего органа.

     Сигнализация  работающих механизмов дает световую индикацию на пульте управления о включении в работу наиболее важных механизмов.

     Система автоматического регулирования (САР) поддерживает заданное значение регулируемого  параметра.

     Использование приборов автоматики позволяет решить главную  

задачу  — поддержание заданной температуры  охлаждаемого объекта. К задачам  автоматизации процессов установки  относят также поддержание определенного  уровня жидкого хладагента в аппаратах  и постоянного давления конденсации; обеспечение защиты от гидравлического удара, перегрева отдельных частей установки, взрыва аппаратов, замерзания хладоносителя, перебоев в работе насоса.

  Холодильная установка создает и поддерживает в охлаждаемых помещениях температурный  режим, необходимый для хранения скоропортящихся продуктов, так  как продолжительность хранения и качество продуктов во многом зависят от этого режима. Неоправданно низкая температура кипения хладагента, отводящего теплоту от охлаждаемого объекта, нарушает технологию хранения груза, ведет к потере его массы из-за значительной усушки, снижает экономичность работы холодильной установки. • Теплота, отводимая холодильной машиной от охлаждаемых объектов, воспринимается кипящим жидким хладагентом в испарителях. Для эффективной работы испарителей необходимо поддерживать максимально возможную степень их заполнения жидким хладагентом, не допуская переполнения, которое приводит к влажному ходу компрессора.