Расчет испарителей для охлаждения жидких хладоносителей

При расчете проектируемого испарителя определяют его теплопередающую поверхность и объем циркулирующего рассола или воды.

Теплопередающую поверхность испарителя находят по формуле:

, (5.1)

где F – теплопередающая поверхность испарителя, м²;

Q₀ – холодопроизводительность машины, Вт;

Dt_m – для кожухотрубных испарителей это средняя логарифмическая разность между температурами хладоносителя и кипения холодильного агента, а для панельных испарителей – арифметическая разность между температурами выходящего рассола и кипения холодильного агента, ⁰С;

– плотность теплового потока, Вт/м².

Для приближенных расчетов испарителей пользуются значениями коэффициентов теплопередачи, полученными опытным путем в Вт/(м² × К):

для аммиачных испарителей:

кожухотрубных 450 – 550

панельных 550 – 650

для фреоновых кожухотрубных испарителей с накатными ребрами 250 – 350.

Среднюю логарифмическую разность температур хладоносителя и кипения холодильного агента в испарителе рассчитывают по формуле:

(5.2)

 

где t_Р1 и t_Р2 – температуры хладоносителя на входе и выходе из испарителя, ⁰С;

t₀ – температура кипения холодильного агента, ⁰С.

Для панельных испарителей, благодаря большому объему бака и интенсивной циркуляции хладоносителя, его средняя температура может быть принята равной температуре на выходе из бака t_Р2. Поэтому для этих испарителей

Объем циркулирующего хладоносителя определяют по формуле:

(5.3)

где V_Р – объем циркулирующего теплоносителя, м³/с;

с_Р – удельная теплоемкость рассола, Дж/(кг× ⁰С);

r_Р – плотность рассола, кг/м³;

t_Р2 и t_Р1 – температура теплоносителя соответственно при входе в охлаждаемое помещение и выходе из него, ⁰С;

Q₀ – холодопроизводительность машины.

Величины с_Р и r_Р находят по справочным данным для соответствующего хладоносителя в зависимости от его температуры и концентрации.

Температура хладоносителя при прохождении его через испаритель понижается на 2 – 3 ⁰С.

 

Расчет испарителей для охлаждения воздуха в холодильных камерах

Для распределения испарителей, входящих в комплект холодильной машины, определяют требуемую теплопередающую поверхность по формуле:

(5.4)

где SQ – суммарный теплоприток на камеру;

К – коэффициент теплопередачи камерного оборудования, Вт/(м²× К);

Dt – расчетная разность температур между воздухом в камере и средней температурой хладоносителя при рассольном охлаждении, ⁰С.

Коэффициент теплопередачи для батареи принимают 1, 5–2, 5 Вт/(м²К), для воздухоохладителей – 12–14 Вт/(м²К).

Расчетную разность температур для батарей - 14–16 ⁰С, для воздухоохладителей - 9–11 ⁰С.

Количество приборов охлаждения для каждой камеры определяют по формуле:

(5.5)

где n – требуемое количество приборов охлаждения, шт.;

f – теплопередающая поверхность одной батареи или воздухоохладителя (принимают исходя из технической характеристики машины).

 

Конденсаторы

Различают два основных типа конденсаторов: с во­дяным и воздушным охлаждением. В холодильных установ­ках большой производительности используются также конденсаторы с водо-воздушным охлаждением, называемые испарительными.

В холодильных агрегатах для торгового холодильного оборудования чаще всего применяют конденсаторы воздушного охлаждения. По сравнению с конденсатором водяного охлаждения они экономичны в работе, проще в монтаже и эксплуатации. Холодильные агрегаты, в состав которых входят конденсаторы водяного охлаждения, более компактны, чем агрегаты с конденсаторами воздушного охлаждения. Кроме того, при эксплуатации они издают меньше шума.

Конденсаторы с водяным охлаждением различают по характеру движения воды: проточного типа и оро­сительные, а по конструкции – кожухозмеевиковые, двухтрубные и кожухотрубные.

Основным типом являются горизонтальные кожухотрубные конден­саторы (рис. 5.3). В зависимости от вида хладагента в конструкции аммиачных и фреоновых конденсаторов есть некоторые отличия. По величи­не теплопередающей поверхности аммиачные конденсаторы охватывают диапазон, примерно от 30 до 1250 м², а фреоновые – от 5 до 500 м². Кроме того, выпускаются аммиачные вертикальные кожухотрубные конденсаторы с площадью теплопередающей поверхности от 50 до 250 м².

Кожухотрубные конденсаторы используют в машинах средней и большой производительности. Горячие пары хладагента поступают че­рез патрубок 3 (рис. 5.3) в межтрубное пространство и конденсируются на наружной поверхности пучка горизонтальных труб.

Внутри труб под напором насоса циркулирует охлаждающая вода. Трубы развальцованы в трубных решетках, закрыты снаружи водяными крышками с перегородками, создающими несколько горизонтальных ходов (2-4-6). Вода поступает через патрубок 8 снизу и выходит через патрубок 7. На этой же водяной крышке имеется вентиль 6 для выпуска воздуха из водяного пространства и вентиль 9 для слива воды при реви­зии или ремонте конденсатора.

 

 

Рис.5.3 - Горизонтальные кожухотрубные конденсаторы

 

Сверху аппарата имеется предохранительный клапан 1, соединяю­щий межтрубное пространство аммиачного конденсатора с трубопрово­дом, выведенным наружу, выше конька крыши самого высокого здания в радиусе 50 м. Через патрубок 2 подсоединяется уравнительная линия, соединяющая конденсатор с ресивером, куда выводится жидкий хлада­гент через патрубок 10 из нижней части аппарата. Снизу к корпусу при­варен маслосборник с патрубком 11 для слива масла. Уровень жидкого хладагента в нижней части кожуха контролируется с помощью указате­ля уровня 12. При нормальной работе весь жидкий хладагент должен сливаться в ресивер.

Сверху кожуха имеется вентиль 5 для спуска воздуха, а также пат­рубок для подсоединения манометра 4.

Вертикальные кожухотрубные конденсаторы применяются в аммиач­ных холодильных машинах большой производительности, они рассчитаны на тепловую нагрузку от 225 до 1150 кВт и устанавливаются снаружи ма­шинного зала, не занимая его полезную площадь.

В последнее время появились конденсаторы пластинчатого типа. Высокая интенсивность теплообмена в пластинчатых конденсато­рах, по сравнению с кожухотрубными, позволяет при одинаковой тепловой нагрузке примерно вдвое уменьшить металлоемкость аппарата и в 3–4 раза повысить компактность.

Воздушные конденсаторы применяют главным образом в машинах малой и средней производительности. По характеру движения воздуха их делят на два типа:

• со свободным движением воздуха; такие конденсаторы используют в машинах очень малой производительности (примерно до 500 Вт), применяемых в бытовых холодильниках;

• с принудительным движением воздуха, то есть с обдувом теплопередающей поверхности с помощью осевых вентиляторов. Этот тип конденсатора наиболее применим в машинах малой и средней про­изводительности, однако в последнее время в связи с дефицитом воды они все больше используются и в машинах большой произво­дительности.

Конденсаторы воздушного типа применяют в холодильных агрегатах с сальниковыми, бессальниковыми и герметичными компрессорами. Конструкции конденсаторов однотипные. Конденсатор состоит из двух или более секций, соединенных последовательно калачами или параллельно коллекторами. Секции представляют собой прямые или U-образные трубки, собранные в змеевик с помощью калачей. Трубы – стальные, медные; ребра – стальные или алюминиевые.

Конденсаторы с принудительным движением воздуха используют в торговых холодильных агрегатах.

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;

h_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;

h_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);

Dt_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 Продолжение табл. 5.1 Оросительный 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.

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. B. Основной кодекс практики для всех обучающих тренеров
2. Cyanocobalamin, крайне важного вещества для здоровья тела. Для многих
3. D. НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ХРАНЕНИЯ И ДОСТУПА К ИНФОРМЦИИ О ПРОМЫШЛЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ
4. E. Лица, участвующие в договоре, для регулирования своих взаимоотношений могут установить правила, отличающиеся от правил предусмотренных диспозитивными нормами права.
5. I. АНАЛИЗ И ПОДГОТОВКА ПРОДОЛЬНОГО ПРОФИЛЯ ПУТИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЯГОВЫХ РАСЧЕТОВ
6. III. Приёмы приготовления начинок и фаршей для тестяных блюд: пирогов, пельменей, вареников, пирожков
7. III. Узлы для связывания двух тросов
8. IV. 7.Применение физических методов охлаждения.
9. IX. Узлы для рыболовных снастей
10. L-карнитин для похудения: эффективность, свойства и дозировки
11. Microoft выпустила новое оборудование для компьютеров
12. PR — крепкий орешек для великого и могучего