Выбор расчетного режима работы холодильной установки

Заданный температурно-влажностный режим в расчетной камере обеспечивается с помощью холодильной установки работающей на аммиаке.

Режим работы холодильной установки характеризуется температурой кипения и температурой конденсации хладагента и определяется соответственно температурой охлаждения продукта и температурой среды, охлаждающей конденсатор.

 

Температура кипения аммиака , ˚С, при батарейном охлаждении:

 

,                (21)

 

где - температура воздуха в охлаждаемой камере, ˚С.

 

 ˚С

Температура конденсации зависит от вида охлаждающей конденсатор среды. На предприятиях пищевой промышленности обычно применяют конденсаторы водяного охлаждения, используя обратное водоснабжение, либо испарительные конденсаторы.

Для конденсаторов водяного охлаждения при обратном водоснабжении температура аммиака ,˚С определяется по зависимости:

 

,                      (22)

 

где - температура воды, выходящей из конденсатора, ˚С.

Температуру жидкого аммиака перед регулирующим вентилем , ˚С принимают равной температуре конденсации ( ). Поэтому ˚С.

В аммиачных холодильных установках с испарительными конденсаторами температуру конденсации можно определить по графической зависимости температуры конденсации от температуры наружного воздуха по мокрому термометру и плотности теплового потока . Оптимальное значение =2,5кВт/

 

Рисунок 1 – График определения температуры конденсации в аммиачных

               испарительных конденсаторах

Оптимальный режим работы холодильной установки предусматривает также перегрев всасываемых паров =5 10˚С. Поэтому температура всасываемых в компрессор паров хладагента , ˚С:

,               (23)

 

                            ˚С

Подбор компрессора

Требуемая холодопроизводительность , кВт, определяется исходя из расчетной нагрузки на компрессор с учетом транспортных потерь (дополнительных теплопритоков через поверхность трубопроводов и аппаратов холодильной установки).

 

,                         (24)

 

где  - коэффициент транспортных потерь. Для системы непосредственного охлаждения, принятой в контрольной работе =1,05 1,07.

 

кВт

 

Подбор компрессора осуществляем по теоретической объемной производительности компрессора /с. Для расчета и подбора одноступенчатого компрессора () необходимо располагать следующими данными:

а) требуемой холодопроизводительностью компрессора , найденной по формуле (23);

б) температурным режимом работы холодильной установки: температурой кипения , конденсации , всасывания и температурой жидкого хладагента перед регулирующим вентилем .

По заданному температурному режиму строим схему и цикл одноступенчатой холодильной установки в диаграмме h-lgP(рис.2). С помощью термодинамической диаграммы состояния аммиака определяем параметры узловых точек цикла. Параметры узлов сносим в таблицу.

 

КМ – компрессор, КД – конденсатор, РВ – регулирующий вентиль,

И – испаритель

Рисунок 2 – Расчетная схема и цикл в h-lgP диаграмме одноступенчатой аммиачной холодильной машины

Таблица 4 – Параметры узловых точек цикла

 

	t, ˚С	Р, МПа	h, кДж/кг	S, кДж/кг	ν, /кг
	-8	3.2	1450	5.7	0.49
1	-8	3.2	1480	5.8	0.5
2	40.5	18	1720	5.8	0.1
	40.5	18	1500	5.2	0.09
	40.5	18	400	1.5	0.04
4	-8	3.2	400	1.75	0.08

 

Расчетом определяются следующие величины:

 

1. Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг

         (25)

 

 кДж/кг

 

2. Массовый расход циркулирующего аммиака, кг/с

 

,                       (26)

 

где - требуемая холодопроизводительность компрессора, кВт.

 

кг/с

 

3. Объемная производительность компрессора, /с

 

,                   (27)

 

где  - удельный объем всасываемого пара, /кг.

 

/с

 

4. Требуемая теоретическая объемная производительность компрессора, , /с

 ,                       (28)

 

где - коэффициент подачи, учитывающий объемные потери в компрессоре. Определяется согласно рисунку 3.

 

 

                               1 – поршневых; 2 – винтовых.

Рисунок 3 – Зависимость коэффициента подачи компрессора от степени

                 сжатия.

 

/с

 

На основании полученного значения  по приложению Р подбираем компрессор, объемная подача которого на 10 40% больше требуемой , что обеспечит работу компрессора с коэффициентом рабочего времени b= /=0,6 0,92.

 Выбираем поршневой компрессор марки А220 – 7 – 2(3) с теоретической объемной производительностью 0,167 /с.

После подбора компрессора определяем действительный массовый расход холодильного агента, кг/с:

 

           (29)

 

 кг/с

 

Действительную холодопроизводительность компрессора в заданном режиме , кВт:

,         (30)

 

 кВт

 Мощность привода компрессора определяем по следующей методике:

1. Теоретическая (адиабатная) мощность сжатия , кВт:

 

,                (31)

 

где  =  - удельная работа сжатия в компрессоре, кДж/кг;

   =  кДж/кг

 - удельная энтальпия пара хладагента соответственно в начале и в конце процесса сжатия, кДж/кг.

 

 кВт

 

2. Действительная (индикаторная) мощность сжатия , кВт:

 

,              (32)

 

где  - индикаторный КПД (для компрессоров средней холодопроизводительности =0,8).

 

 кВт

 

3. Мощность на валу компрессора (эффективная мощность) , кВт:

 

,                         (33)

 

где - механических КПД компрессора. Для аммиачных одноступенчатых компрессоров .

 

 кВт

4. Электрическая мощность, потребляемая электродвигателем из сети , кВт:

 

,                         (34)

 

где - КПД электродвигателя. Принимаем = 0,9.

 

кВт