Теплопроводность Q5 определяется по выражению:
Q5 =В (0,1 qпост + 0,9qкм) ,Вт (5.16)
где В – вместимость камеры, т;
qпост , qкм – тепловыделение плодов при температурах поступления и хранения, Вт/т (табл.61/1/), (температура поступления принимается равной 20оС);
0,1 и 0,9 – требуемые постоянные коэффициенты
Определяется Q5 для камеры №1 и №2 , если известно: В=500 т ; qпост=44 Вт/т при t пост =200С (картофель); qхр = 22 при
tхр = 30С то отсюда:
Q5 = 500(0,1*44+0,9*22)= 12100 Вт.
Данный теплоприток Q5 относят полностью при определении тепловой нагрузки на камерное оборудование и на компрессор.
Для остальных камер хранения овощей, теплоприток Q4 определяется аналогично, поэтому все полученные результаты сводятся в общую таблицу 5.8
Таблица 5.8
| Камеры охлаждения | tв 0С | В т. | Значен. | Значен. | Q5 Вт | |||||||
| tв 0С | qпост Вт/ т | tхр 0С | qхр Вт/ т | |||||||||
| км | об | |||||||||||
| №1 №2 | 3 | 500 | 20 | 44 | 2 | 22 | 12100 | 12100 | ||||
| №3 №4 | 0 | 500 | 20 | 44 | 0 | 20 | 11200 | 11200 | ||||
| №5 №6 | 0 | 500 | 20 | 44 | 0 | 20 | 11200 | 11200 | ||||
| №7 и №8 | 3 | 500 | 20 | 44 | 2 | 22 | 12100 | 12100 | ||||
| Итого |
| 46600 | 46600 | |||||||||
5.6 Сводная таблица теплопритоков
Все полученные результаты теплового расчета сводятся в общую таблицу 5.9.
Таблица 5.9
| Камеры охлажден. | tв 0С | Q1, Вт | Q2, Вт | Q3,
Вт | Q4, Вт | Q5,
Вт | ΣQ, Вт | |||
| КМ | ОБ | КМ | ОБ | КМ | ОБ | |||||
| №1 №2 | 3 | 7511 | 28850 | 41215 | 2815 | 10023 | 13364 | 12100 | 61300 | 77005 |
| №3 №4 | 0 | 9670 | 34271 | 48958 | 4253 | 10626 | 14168 | 11200 | 70020 | 88250 |
| №5 №6 | 0 | 7707 | 34271 | 48958 | 3430 | 10023 | 13364 | 11200 | 66631 | 84660 |
| №7 №8 | 3 | 8700 | 28850 | 41215 | 3913 | 10626 | 14168 | 12100 | 64190 | 80096 |
| Итого | 262141 | 330011 | ||||||||
пределяется холодопроизводительность компрессоров на каждую температуру кипения хладагента:
Q0км = ρ*ΣQкм / b , Вт (5.17)
где ρ – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах холодильной установки (стр 71 (1));
ΣQкм – суммарная нагрузка на компрессоры для данной температуры кипения, принятая по сводной таблице теплопроводов;
b – коэффициент рабочего времени (на крупных холодильниках b=0,9)
а) Определяется Q0км для камер №1 и №2, если температура кипения хладагента tс, в приборах охлаждения, при непосредственном охлаждении, берется на 7-10 0С ниже температуры воздуха в камере:
t0 = tв – (7….10), 0С (5.18)
t0 = 3-10 = -7, 0С
Q0км = 1,04*61300 / 0,9=71 кВт
б) Вычисляется Q0км для камер №3 и №4 если известно:
ρ =1,04; ΣQкм =70020 кВт ; b=0,9 ; t0 = 0-10=-10 , 0С
Q0км =1.04*70020/ 0.9 = 81 кВт
в) Находится Q0км для камер №5 и №6
t0 = 0-10 = -10, 0С
Q0км =1.04*66631/ 0.9 = 77 кВт
г) Определяется Q0км для камер хранения №7 и №8
t0 = 3-10 = -7, 0С
Q0км =1.04*64190/ 0.9 = 74,2 кВт
бщая сумма ΣQ0км = 71+81+77+74,2= 303,2 кВт.
се значения заносят в таблицу 5.10.
Таблица 5.10
|
Ограждения | tв, 0С | Размеры | F , м2 | tн, 0С | ▲t 0С | k Вт м2К | ▲tс 0С | Q1т Вт | Q1т Вт | Q1т Вт | ||
| l | B | H | ||||||||||
| НС-С | +3 | 24 | -- | 6 | 144 | 27 | 24 | 0.42 | -- | 1451.5 | -- | 1451.5 |
| ВП-В | +3 | -- | 12 | 6 | 72 | 12 | 9 | 0,48 | -- | 311,04 | -- | |
| ВП-Ю | Теплоприток Q1т имеет отрицательный знак, поэтому Q1т не будет. | |||||||||||
| НС-З | +3 | -- | 12 | 6 | 72 | 27 | 24 | 0,42 | 7.2 | 725,7 | 217,7 | 943,4 |
| Потолок | +3 | 24 | 12 | -- | 288 | 27 | 24 | 0,4 | 17,7 | 2764,8 | 2040 | 4804,8 |
| Пол | Теплоприток имеет отрицательный знак, поэтому его не будет. | |||||||||||
| Итого | 7511 | |||||||||||
Определяется теплоприток в табличной форме для камер хранения лука №3 и №4, и полученные результаты сводится в таблице 5.11
Таблице 5.11
| Ограждения | tв, 0С | Размеры | F , м2 | tн, 0С | ▲t 0С | k Вт м2К | ▲tс 0С | Q1т Вт | Q1т Вт | Q1т Вт | ||||
| l | B | H | ||||||||||||
| НС-С | 0 | 30 | -- | 6 | 180 | 27 | 27 | 0.42 | -- | 2041,2 | -- | 2041,2 | ||
| ВП-В | 0 | -- | 12 | 6 | 72 | 27 | 27 | 0,42 | 6,0 | 816,9 | 181,4 | 998 | ||
| ВП-Ю | 0 | 30 | -- | 6 | 180 | 3 | 3 | 0,58 | -- | 313,2 | -- | 313,2 | ||
| НС-З | 0 | -- | 12 | 6 | 72 | 12 | 12 | 0,45 | -- | 388,8 | -- | 388,8 | ||
| Потолок | 0 | 30 | 12 | -- | 360 | 27 | 27 | 0,35 | 17,7 | 3402 | 2230 | 5632,2 | ||
Определяется теплоприток Q1 , для камер хранения свеклы №5 и №6 ,и полученные результаты сводятся в таблице5.12.
Таблица 5.12
| Ограждения | tв, 0С | Размеры | F , м2 | tн, 0С | ▲t 0С | k Вт м2К | ▲tс 0С | Q1т Вт | Q1т Вт | Q1т Вт | ||||
| l | B | H | ||||||||||||
| НС-С | 0 | 24 | -- | 6 | 144 | 3 | 3 | 0.58 | -- | 250,56 | -- | 250,56 | ||
| ВП-В | 0 | -- | 12 | 6 | 72 | 12 | 12 | 0,45 | -- | 388,8 | -- | 388,8 | ||
| ВП-Ю | 0 | 24 | -- | 6 | 144 | 23 | 23 | 0,39 | -- | 1292 | -- | 1292 | ||
| НС-З | 0 | -- | 12 | 6 | 72 | 27 | 27 | 0,42 | 7,2 | 816,5 | 217,7 | 1034 | ||
| Потолок | 0 | 24 | 12 | -- | 288 | 27 | 27 | 0,35 | 17,7 | 2721,6 | 1784 | 4505,8 | ||
| Пол | 0 | 24 | 12 | -- | 288 | 2 | 2 | 0,41 | -- | 2361,6 | -- | 236,2 | ||
| Итого |
|
| 7707,2 | |||||||||||
Определяется теплоприток Q1 для камер хранения №5 и №6 , и полученные результаты сводятся в таблицу 5.13.
Таблица 5.13
| Ограждения | tв, 0С | Размеры | F ,м2 | tн, 0С | ▲t 0С | k Вт м2К | ▲tс 0С | Q1т Вт | Q1т Вт | Q1т Вт | ||||
| l | B | H | ||||||||||||
| НС-В | +3 | -- | 12 | 6 | 72 | 27 | 24 | 0.42 | 6,0 | 725,76 | 181,4 | 907,2 | ||
| ВП-Ю | +3 | 30 | -- | 6 | 180 | 23 | 20 | 0,41 | -- | 1476 | -- | 1476 | ||
| ВП-З | +3 | -- | 12 | 6 | 72 | 12 | 9 | 0,48 | -- | 311 | -- | 311 | ||
| Потолок | +3 | 30 | 12 | -- | 360 | 27 | 24 | 0,4 | 17,7 | 3456 | 2549 | 6005 | ||
| Пол | Теплоприток Q1 имеет отрицательный знак, поэтому его не будет. | |||||||||||||
| Итого |
|
| 8700 | |||||||||||
ВЫБОР СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ
После определения тепловой нагрузки на компрессор и на камерное оборудование выбираем систему охлаждения камер хранения, наиболее рациональную для данного объекта.
В данном случае проектируется хладоновая (R22), без насосная система. Децентрализованного холодоснабжения с непосредственным охлаждением , при котором хладагент кипит, в приборах охлаждения (ВО), расположенных в камерах. Система охлаждения камер воздушная, с помощью воздухоохладителей, обеспечивается умеренная циркуляция воздуха. Система отвода теплоты конденсации обеспечивается водой из системы оборотного водоснабжения.
На выбор системы охлаждение основное влияние оказывают следующие факторы: число и вид охлаждаемых объектов потребителей холода; расчетная температура в объектах; тепловая нагрузка от охлаждаемого объекта; расчетная суммарная холодонагрузка; требование техники безопасности; наличие серийно выпускного оборудования и приборов автоматики с требовательными характеристиками.
Холодильная установка должна обеспечивать:
- автоматическое регулирование заполнения приборов охлаждения хладагентом или питание хладоносителем;
- защиту компрессоров от влажного хода;
- соответствие холодопроизводительности компрессоров переменным нагрузкам испарительных систем;
- надежное улавливание масла, уносимого из компрессоров и по возможности исключение замасливания теплообменных аппаратов и улавливающих сосудов;
- простоту, надежность и безопасность работы системы.
Децентрализованное холодоснабжение целесообразно применять, где есть возможность установить для каждого охлаждающего объекта автономную, полностью автоматизированную холодильную машину с полной заводской готовностью.
На холодильниках для хранения овощей применяют специальные холодильные машины, укомплектованные. Применения децентрализованного холодоснабжения проявляет сократить сроки монтажа холодильной установки, снизить расходы на их оборудование, исключение: необходимость в устройстве отдельного машинного отделения.
В настоящее время имеется целый ряд специальных холодильных машин, предполагающих применения децентрализованного охлаждения.
РАСЧЁТ И ПОДБОР КОМПРЕССОРА
Исходными данными для теплового расчета холодильной машины является:
Нагрузка на компрессор определяется при расчете теплоприемников с учетом потерь в системе, температурный режим работы, вид хладагента.
Так как для камер хранения №1, №2 и камер №7, №8 температура кипения хладагента в приборах охлаждения будет одинаковая (t0 = -7 С), из-за температуры воздуха в камерах. tв=+2..+5 С , то нагрузка на компрессор для этих камер хранения преобразуется в средние значение (с запасом).
Если для камер №1 и №2 Q0км=71 кВт, а для камер №7 и №8 Q0 км= 74,2 кВт, то среднее (с запасом кВт) Q0км= 75 кВт.
7.1 Выбирается рабочий режим одноступенчатой холодильной установки для камеры хранения №1, №2 и №7, №8.
а) Температура кипения хладагента (R22) t0, известна из раздела «Тепловой расчет холодильника» и равна:
t0=tв-(7-10), 0С (7.1)
t0=3-10=-70C
б) Температура конденсации на 3-50С выше температуры воды, отходящей с конденсатора:
tк= tвд2 +(3-5), 0С (7.2)
где – температура воды выходящей из конденсатора равна +290С , т.к. это значение было найдено в разделе «Выбор расчетных параметров».
tк=29+3=320С
в) Температуру всасывания хладагента (R22) выбирается по формуле:
tвс= 15-250С (7.3)
tвс=180С
г) Холодопроизводительность (нагрузка на компрессор)
Q0км = 75 кВт
Режим работы: t0= -100С, tвс=+100С, tк=250С.
Строится цикл одноступенчатой холодильной машины в диаграмме i-lg P и находим параметры нужных точек.
lg , 3 2I 2
кПа +32
+18
4 -7 1 1I
i ,
кДж/кг
Рис. 3 Цикл одноступенчатой холодильной машины
Значения параметров всех точек сводятся в таблицу 7.1.
Таблица 7.1
| ρ0, кПа | ρк , кПа | i1, кДж/кг | i11, кДж/кг | i2, кДж/кг | i4, кДж/кг | ύ1 м3/кг |
| 395 | 1253 | 601,5 | 719 | 755 | 540 | 0,06 |
| 290 | 1100 | 698 | 716 | 750 | 505 | 0,09 |
Определяется:
1. Удельную массовую холодопроизводительность хладагента, кДж/кг
q0= i1-i4 , (7.1)
q0=601.5-540=61.5 кДж/кг
2. Действительную массу всасывающего пара, кг/с
mg =Q0 / q0 , (7.2)
mg = 75 / 61.5 = 1.22 кг/с
3. Действительную объемную подачу, м/с
Vд = mg *ύ (7.3)
Vд = 1,22 * 0,06 = 0.0732 м2/с
4. Индикаторный коэффициент подачи
λi = ((ρ0 – ▲ρвс ) / ρ0) – (с ((ρк +▲ρн) / ρ0 – (ρ0 - ▲ρв ) / ρ0)) (7.4)
где с=5% - метровое пространство в компрессоре.
λi = (395-5)/395 – 0,05 ((1253+10) / 395 –- (395 – 5) / 395))= 0,877
5. Коэффициент невидимых потерь для непрямоточных компрессоров.
λw1 = T0 / (Тк + 26), (7.5)
где и - температура кипения и конденсации по Кельвину.
λw1 = 266,1 / (305,1 + 26) = 0,8
6. Определяется коэффициент подачи компрессора.
λ = λi*λw1 (7.6)
λ = 0.877 * 0.8 = 0.7
7. Теоретическая объемная подача, м3/с
Vт = Vд / λ (7.7)
Vт = 0.0732 / 0,7 = 0,104 м3/с
8. Удельная объемная холодопроизводительность в рабочих условиях, кДж /м3
qύ = q0 / ύ1 (7.8)
qύ = 61,5 / 0,06 = 1025 кДж /м3
9. Удельная объемная холодопроизводительность в стандартных условиях
qон = 0,98- 505 = 193 кДж /кг
qон = 193 / 0,004 = 2144 кДж /кг
10. Коэффициент подачи компрессора в стандартных условиях
λн = λin * λwн (7.9)
λн = 0.84 * 0.8 = 0.672
11. Номинальная холодопроизводительность, кВт
Qон= Qо (qύн * λн) / (q0 * λ) (7.10)
Qон = 71 (2144*0,672) / (1277,3 * 0,7) = 115,2 кВт
12. Определяется адиабатная мощность, кВт
Na=mg (i2-i11) (7.11)
Na= 1.22 (755-719) = 44 кВт
13. Индикаторный коэффициент полезного действия
ήi= λw1+ bt0 (7.12)
где t0v - температура кипения,
в- эмпирический коэффициент для хладоновых машин и в= 0,0025.
ήi= 0,8 + 0,0025*(-7) = 0,78
14. Индикаторная мощность, кВт.
Ni= Na / ήi (7.13)
Ni= 44 / 0,78 = 56,4 кВт
15. Мощность трения, кВт
Nтр= Vт* ρтр (7.14)
где ρтр - удельное давление трения, кПа (для хладоновых непрямоточных машин = 19 - 34 кПа
Nтр= 0,104 * 30 = 3,12 кВт
16. Эффективная мощность, кВт
Ne= Ni + Nтр (7.15)
Ne=56.4 + 3.12 = 59.52 кВт
17. Мощность на валу двигателя
Nдв= Ne (1,1-1,12) / ήn (7.16)
где ήn - берется от 0,96-0,98
Nдв= (59.52 * 1.1) / 0.96 = 68.2
18. Эффективная удельная холодопроизводительность
Ее= Qо / Ne (7.17)
Ее= 75 / 59,52 = 1,26
19. Определяется тепловой поток в конденсаторе
Qк= mg (i2 – i3) (7.18)
Qк= 1.22 (755-540) = 262,3
Подбирается по таблице 5.4 (3). «Подбор одноступенчатого компрессора: 4-ре компрессора марки: ПБ-80 (поршневой без сальниковый работающий на R22 , на масле ХФ-22-24)
Технические характеристики ПБ-80:
Qо.н км = 84,9 кВт, Nэл=27,5 кВт, Vт=0,058 м3/с
Диаметр трубопроводов: Dу.вс = 80 мм, Dу.наг =70мм
Диаметр цилиндров76 мм, ход поршня 66 мм. Количество цилиндров у ПБ-80 – восемь.
Частота вращения вала 24,2 с-1 (1450 об/мин.).
Так как для камер хранения №3, №4 и камер хранения №5, №6 температуры кипения хладагента в приборах охлаждения (130) будет одинаковая (t0 = -100C), то нагрузку на компрессор для этих камер хранения преобразуется в среднее значение (с запасом кВт).
Если для камер №3 и №4 Q0км = 81кВт, а для камер №5 и №6 Q0км = 77кВт, то среднее для камер №5 и №6 Q0км = 81кВт
Выбирается рабочий режим первой холодильной установки для камер хранения №3, №4 и №5, №6.
а) Температура кипения хладагента (R22) t0 известна из раздела «тепловой расчет холодильника» а равна:
t0= tв – (7...10), 0С (7.19)
t0= 0-10 = -10 0С
a) Температура конденсации:
tк= tв2 + (3...5), 0С (7.20)
tк= 29 + 3 = 320 С
в) Температура всасывания t= -180С
г) Холодопроизводительность (нагрузка на компрессор)
Q0км=81 кВт
Строится цикл одноступенчатой холодильной машины в диаграмме i-lg P и находят параметры нужных точек.
lg , 3 2I 2
кПа +32
+18
4 -10 1 1I
i ,
кДж/кг
Рис. 4 Цикл холодильной машины
Параметры тачек «заносим» в таблицу 7.2
Таблица 7.2
| ρ0, кПа | ρк , кПа | i1, кДж/кг | i11, кДж/кг | i2, кДж/кг | i4, кДж/кг | Q1, м3/кг |
| 355 | 1267 | 621,6 | 719 | 756 | 540 | 0,075 |
Определяется:
q0 = i1- i4 , кДж /кг (7.21)
q0 = 621,6 – 540 = 81,6 кДж /кг
mg= Q0 / q0 , кг (7.22)
mg= 81/ 81,6 = 0,99 кг/с
Vд= mg * ύ1 , м3/с (7.23)
Vд= 0,99 * 0,075 = 0,074 м3/с
λi = ((ρ0 – ▲ρвс ) / ρ0) – (с ((ρк +▲ρн) / ρ0 – (ρ0 - ▲ρв ) / ρ0)) (7.24)
λi = ((355 – 5 ) / 355) – (0.05 ((1267 +10) / 355 – (355 - 5) / 355)) = 0,85
λw1 = T0 / (Tk +26) (7.25)
λw1 = 263,1 / (305,1 + 26) = 0,
λ= λi * λw1 (7.26)
λ= 0,85 * 0,8 = 0,68
Vт = Vд / λ , м3/с (7.27)
Vт = 0,074 / 0,68 = 0,11 м3/с
qύ = q0 * ύ1 , кДж /кг (7.28)
qύ = 81,6 / 0,075 = 1088 кДж/ м2
Na = mg (i2- i11) , кВт (7.29)
Na = 0,99 (756-719) = 36,63 кВт
10. КПД
ήi = λw1 +bt0. (7.30)
ήi = 0.8+0.0025*(-10)=0.775
Ni = Na / ήi , кВт (7.31)
Ni = 36,6 / 0,775 = 47,26 кВт
Nтр = Vт+qтр , кВт (7.32)
Nтр = 0,11*30=3,3 кВт
Nе = Ni + Nтр , кВт (7.33)
Nе =47,26+3,3 =50,56 кВт
Nдв= Nе (1,1 -1,12) / ήnё (7.34)
Nдв=(50,56 *1,1) / 0,96 = 58 кВт
Ее= Q0 /Ne (7.35)
Ee= 81 / 50,56 = 1,6
Qк= mg (i2-i3) (7.36)
Qк=0,99(756-540)=213,84 кВт
Подбирается по таблице 5.4 (3) « Подбор одноступенчатого компрессора» 4 компрессора марки: ПБ – 80 (поршневой бес сальниковый, работающий на R22 и на масле УФ22 – 24).
Дата: 2019-07-24, просмотров: 216.
