Реферат: по Холодильной технике

--PAGE_BREAK--
2.2.3.
 Теплоприток с наружным воздухом при вентиляции камеры

Необходимость вентиляции охлаждаемых камер определяется технологическими требованиями к состоянию воздушной среды (в камерах хранения «дышащих» грузов) или санитарными требованиями, для создания нормальных условий для людей, длительно работающих в этих помещениях.

Камеры, для которых по заданию предлагается рассчитать теплопритоки, обычно не вентилируются, поэтому этот вид теплопритока в камеру отсутствует (<img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917320139-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1181">=0).
2.2.4.
 Эксплуатационные теплопритоки

Эксплуатационные теплопритоки в охлаждаемую камеру <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917320396-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1183">, Вт, определяют как сумму теплопритоков:

<img width=«172» height=«18» src=«ref-2_1917338738-684.coolpic» v:shapes="_x0000_i1185">,            (14)

где <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339422-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1187">  — теплоприток от освещения, Вт;

      <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339692-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1189">  — теплоприток от работающих электродвигателей, Вт;

      <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339970-281.coolpic» v:shapes="_x0000_i1191">  — теплоприток от пребывания людей, Вт;

      <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917340251-273.coolpic» v:shapes="_x0000_i1193">  — теплоприток при открывании дверей, Вт.
Значение теплопритока <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339422-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1195"> определяют по формуле:

,                               (15)

где <img width=«20» height=«17» src=«ref-2_1917340794-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1197">  — теплота, выделяемая источниками освещения в  единицу времени на 1 <img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315423-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1199"> площади пола, Вт/<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315423-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1201">;

       – строительная площадь камеры,<img width=«52» height=«73» src=«ref-2_1917341273-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1203">.

<img width=«183» height=«18» src=«ref-2_1917341346-803.coolpic» v:shapes="_x0000_i1205"> Вт

С учетом коэффициента одновременности включения осветительных приборов для камер холодильной обработки можно принять <img width=«20» height=«17» src=«ref-2_1917340794-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1207">=4,7 Вт/<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315423-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1209">.

Для камер оборудованных батарейными приборами охлаждения теплоприток от работающих электродвигателей условно можно принять   <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339692-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1211">=0.

Теплоприток от пребывания людей:

<img width=«126» height=«33» src=«ref-2_1917342798-779.coolpic» v:shapes="_x0000_i1213">  ,                      (16)

где <img width=«20» height=«17» src=«ref-2_1917343577-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1215">  — тепловыделение с учетом влаговыделения одного человека при физической работе средней интенсивности, Вт;

       <img width=«21» height=«15» src=«ref-2_1917343843-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1217">  — число одновременно работающих в охлаждаемом помещении людей. Принимают в зависимости от площади камеры: до 200 <img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315795-81.coolpic» v:shapes="_x0000_i1219">  — 2<img width=«17» height=«15» src=«ref-2_1917344162-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1221">3 человека.

      <img width=«18» height=«15» src=«ref-2_1917344294-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1223">  — продолжительность пребывания людей в камере, ч. Принимается <img width=«18» height=«15» src=«ref-2_1917344294-218.coolpic» v:shapes="_x0000_i1225">=2 ч.

<img width=«173» height=«37» src=«ref-2_1917344730-925.coolpic» v:shapes="_x0000_i1227"> Вт

Теплоприток при открывании дверей:

                 ,                       (17)

где  <img width=«20» height=«17» src=«ref-2_1917345655-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1229">  — удельный теплоприток при открывании дверей, Вт/<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315423-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1231">.(Согласно приложению П равен 12 Вт/<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315423-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1233"> );

 – строительная площадь камеры,<img width=«52» height=«73» src=«ref-2_1917341273-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1235">.

<img width=«168» height=«18» src=«ref-2_1917346211-743.coolpic» v:shapes="_x0000_i1237">  Вт

Эксплуатационные теплопритоки в охлаждаемую камеру <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917320396-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1239">, Вт, равны:

<img width=«309» height=«18» src=«ref-2_1917347215-1125.coolpic» v:shapes="_x0000_i1241">  Вт

В таблице 2 изображены исходные данные и результаты расчетов теплопритоков.

Таблица 2 – Исходные данные и результаты расчета эксплуатационных теплопритоков в расчетную камеру



Назна-чение камеры

,

<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315423-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1242">

,

кВт

<img width=«25» height=«15» src=«ref-2_1917348448-248.coolpic» v:shapes="_x0000_i1243">

чел

Удельные теплопритоки,

Вт/<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917315423-108.coolpic» v:shapes="_x0000_i1245">

<img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339422-270.coolpic» v:shapes="_x0000_i1247">,

Вт

<img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339692-278.coolpic» v:shapes="_x0000_i1249">,

Вт

<img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917339970-281.coolpic» v:shapes="_x0000_i1251">,

Вт

<img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917340251-273.coolpic» v:shapes="_x0000_i1253">,

Вт

<img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917320396-261.coolpic» v:shapes="_x0000_i1255">,

Вт

<img width=«20» height=«17» src=«ref-2_1917340794-263.coolpic» v:shapes="_x0000_i1256">

<img width=«20» height=«17» src=«ref-2_1917343577-266.coolpic» v:shapes="_x0000_i1257">

<img width=«20» height=«17» src=«ref-2_1917345655-267.coolpic» v:shapes="_x0000_i1258">

Охлаж-дение

72

-

3

4,7

2

12

338,4



60

864

1262,4

2.2.5.
Теплопритоки от плодов и овощей при их «дыхании»

Поскольку у нас холодильная обработка продукта и «дыхание » отсутствует, то теплоприток <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917320657-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1260">= 0.
2.3.        
Тепловые нагрузки на компрессор и камерное оборудование

Расчет теплопритоков выполняется для определения нагрузок на компрессор и камерное оборудование.

Расчетная тепловая нагрузка на камерное оборудование, Вт, определяет площадь теплопередающей поверхности охлаждающих приборов расчетной камеры (батарей) и находится как сумма всех теплопритоков в данную камеру, т.к. камерное оборудование должно обеспечивать отвод теплоты при самых неблагоприятных условиях.
,                    (18)
 Вт
Причем для камер холодильной обработки периодического (циклического) действия учитываем, что при расчете теплопритока <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917319885-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1262"> было получено среднее значение теплопритока за весь период холодильной обработки груза. В начальный период цикла теплоприток <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917319885-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1264"> будет больше, чем расчетный (средний за период). Поэтому во избежание повышения температуры воздуха в камере, расчетный теплоприток <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917319885-254.coolpic» v:shapes="_x0000_i1266"> при определении  увеличиваем на 30<img width=«17» height=«15» src=«ref-2_1917344162-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1268">50%:
,                    (19)
= 25702,954 Вт
При определении тепловой нагрузки на компрессор, Вт, которая является исходной для расчета и подбора компрессора и конденсатора,  учитываем, что в исходных данных дана дополнительная тепловая нагрузка на рассчитываемый компрессор. Следовательно необходимо подобрать компрессор, мощность которого будет достаточной для конденсации всех теплопритоков проникающих в расчетную камеру и для отвода тепловой нагрузки

Учитывая все вышесказанное, нагрузка на компрессор равна:
                    (20)
 Вт
В таблице 3 изображены данные расчета теплопритоков в расчетную камеру
Таблица 3  -  Итоговые данные расчета теплопритоков



Номер рас-четной камеры

Темпе-ратура воздуха в

камере ,˚С

<img width=«20» height=«15» src=«ref-2_1917352112-238.coolpic» v:shapes="_x0000_i1270">, Вт

<img width=«20» height=«15» src=«ref-2_1917352350-241.coolpic» v:shapes="_x0000_i1272">, Вт

<img width=«20» height=«15» src=«ref-2_1917352591-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1274">, Вт

Итого, Q, Вт

на

ком-прес-сор

на

оборудо-вание

на

ком-прес-сор

на

оборудо-вание

на

ком-прес-сор

на

обо-рудо-вание

на

компрес-сор

на

оборудо-вание



2





2





<img width=«67» height=«19» src=«ref-2_1917352836-387.coolpic» v:shapes="_x0000_i1275">





<img width=«76» height=«19» src=«ref-2_1917353223-435.coolpic» v:shapes="_x0000_i1276">





<img width=«49» height=«19» src=«ref-2_1917353658-328.coolpic» v:shapes="_x0000_i1277">



<img width=«80» height=«19» src=«ref-2_1917353986-408.coolpic» v:shapes="_x0000_i1279"> 



<img width=«76» height=«19» src=«ref-2_1917354394-420.coolpic» v:shapes="_x0000_i1280">



Примечание  -  теплопритоки <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917320139-257.coolpic» v:shapes="_x0000_i1282"> и <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917320657-255.coolpic» v:shapes="_x0000_i1284"> а таблицу не внесены, поскольку для расчетной камеры они отсутствуют.
2.4.        
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 <img width=«17» height=«16» src=«ref-2_1917355326-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1286">, ˚С, при батарейном охлаждении:
,                     (21)
где  — температура воздуха в охлаждаемой камере, ˚С.
<img width=«145» height=«18» src=«ref-2_1917355554-466.coolpic» v:shapes="_x0000_i1288"> ˚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 <img width=«18» height=«19» src=«ref-2_1917356020-225.coolpic» v:shapes="_x0000_i1290">,˚С определяется по зависимости:
<img width=«146» height=«25» src=«ref-2_1917356245-765.coolpic» v:shapes="_x0000_i1292">,                           (22)
где <img width=«28» height=«16» src=«ref-2_1917357010-382.coolpic» v:shapes="_x0000_i1294">   — температура воды, выходящей из конденсатора, ˚С.

Температуру жидкого аммиака перед регулирующим вентилем <img width=«20» height=«16» src=«ref-2_1917357392-247.coolpic» v:shapes="_x0000_i1296">, ˚С принимают равной температуре конденсации (<img width=«55» height=«19» src=«ref-2_1917357639-319.coolpic» v:shapes="_x0000_i1298">). Поэтому <img width=«79» height=«21» src=«ref-2_1917357958-402.coolpic» v:shapes="_x0000_i1300">˚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 <img width=«21» height=«19» src=«ref-2_1917358360-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1302">. Оптимальное значение <img width=«21» height=«19» src=«ref-2_1917358360-265.coolpic» v:shapes="_x0000_i1304">=2,5кВт/<img width=«46» height=«73» src=«ref-2_1917358890-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1306">
Рисунок 1 – График определения температуры конденсации  в аммиачных

                    испарительных конденсаторах


Оптимальный режим работы холодильной установки предусматривает также перегрев всасываемых паров =5<img width=«17» height=«15» src=«ref-2_1917344162-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1308">10˚С. Поэтому температура всасываемых в компрессор паров хладагента, ˚С:

,                    (23)
                                 ˚С

2.5. Подбор компрессора

Требуемая холодопроизводительность <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917359095-259.coolpic» v:shapes="_x0000_i1310">, кВт, определяется исходя из расчетной нагрузки на компрессор с учетом транспортных потерь (дополнительных теплопритоков через поверхность трубопроводов и аппаратов холодильной установки).
,                              (24)
где <img width=«48» height=«106» src=«ref-2_1917359354-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1312">  — коэффициент транспортных потерь. Для системы непосредственного охлаждения, принятой в контрольной работе <img width=«48» height=«106» src=«ref-2_1917359354-186.coolpic» v:shapes="_x0000_i1314">=1,05<img width=«17» height=«15» src=«ref-2_1917344162-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1316">1,07.
<img width=«330» height=«19» src=«ref-2_1917359858-1214.coolpic» v:shapes="_x0000_i1318">  кВт
Подбор компрессора осуществляем по теоретической объемной производительности компрессора <img width=«20» height=«18» src=«ref-2_1917361072-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1320"> <img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917361332-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1322">/с. Для расчета и подбора одноступенчатого компрессора () необходимо располагать следующими данными:

а) требуемой холодопроизводительностью компрессора <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917359095-259.coolpic» v:shapes="_x0000_i1324">, найденной по формуле (23);

б) температурным режимом работы холодильной установки: температурой кипения <img width=«17» height=«16» src=«ref-2_1917355326-228.coolpic» v:shapes="_x0000_i1326">, конденсации <img width=«18» height=«19» src=«ref-2_1917356020-225.coolpic» v:shapes="_x0000_i1328">, всасывания  и температурой жидкого хладагента перед регулирующим вентилем <img width=«19» height=«19» src=«ref-2_1917362150-227.coolpic» v:shapes="_x0000_i1330">.

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-lgPдиаграмме одноступенчатой аммиачной холодильной машины

Таблица 4 – Параметры узловых точек цикла



<img width=«55» height=«22» src=«ref-2_1917362377-384.coolpic» v:shapes="_x0000_i1331">

<img width=«50» height=«22» src=«ref-2_1917362761-318.coolpic» v:shapes="_x0000_i1332">

t,

˚С

Р,

МПа

h,

кДж/кг

S,

кДж/кг

ν,

<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917361332-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1334">/кг

<img width=«19» height=«21» src=«ref-2_1917363185-221.coolpic» v:shapes="_x0000_i1335">

-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

<img width=«19» height=«21» src=«ref-2_1917363406-231.coolpic» v:shapes="_x0000_i1336">

40.5

18

1500

5.2

0.09

<img width=«19» height=«21» src=«ref-2_1917363637-230.coolpic» v:shapes="_x0000_i1337">

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

<img width=«85» height=«22» src=«ref-2_1917363867-537.coolpic» v:shapes="_x0000_i1339">              (25)
<img width=«195» height=«20» src=«ref-2_1917364404-742.coolpic» v:shapes="_x0000_i1341"> кДж/кг
2. Массовый расход циркулирующего аммиака, кг/с
<img width=«69» height=«38» src=«ref-2_1917365146-487.coolpic» v:shapes="_x0000_i1343">,                       (26)
где <img width=«22» height=«18» src=«ref-2_1917359095-259.coolpic» v:shapes="_x0000_i1345">   — требуемая холодопроизводительность компрессора, кВт.
<img width=«194» height=«39» src=«ref-2_1917365892-1027.coolpic» v:shapes="_x0000_i1347">  кг/с
3.  Объемная производительность компрессора, <img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917361332-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1349">/с
<img width=«85» height=«24» src=«ref-2_1917367025-412.coolpic» v:shapes="_x0000_i1351">,                        (27)
где <img width=«18» height=«15» src=«ref-2_1917367437-232.coolpic» v:shapes="_x0000_i1353">  — удельный объем всасываемого пара, <img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917361332-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1355">/кг.
<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917367775-258.coolpic» v:shapes="_x0000_i1357">/с
4.  Требуемая теоретическая объемная производительность компрессора, <img width=«20» height=«18» src=«ref-2_1917361072-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1359">,<img width=«52» height=«73» src=«ref-2_1917341273-73.coolpic» v:shapes="_x0000_i1361">/с

<img width=«51» height=«34» src=«ref-2_1917368366-507.coolpic» v:shapes="_x0000_i1363"> ,                            (28)
где <img width=«24» height=«22» src=«ref-2_1917368873-220.coolpic» v:shapes="_x0000_i1365">   — коэффициент подачи, учитывающий объемные потери в компрессоре. Определяется согласно рисунку 3.
                                    1 – поршневых; 2 – винтовых.

Рисунок 3 – Зависимость коэффициента подачи компрессора от степени

                      сжатия.
<img width=«167» height=«40» src=«ref-2_1917369093-964.coolpic» v:shapes="_x0000_i1367">  <img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917361332-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1369">/с
На основании полученного значения <img width=«20» height=«18» src=«ref-2_1917361072-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1371"> по приложению Р подбираем компрессор, объемная подача которого  на 10<img width=«17» height=«15» src=«ref-2_1917344162-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1373">40% больше требуемой <img width=«20» height=«18» src=«ref-2_1917361072-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1375">, что обеспечит работу компрессора с коэффициентом рабочего времени b=<img width=«20» height=«18» src=«ref-2_1917361072-260.coolpic» v:shapes="_x0000_i1377">/=0,6<img width=«17» height=«15» src=«ref-2_1917344162-132.coolpic» v:shapes="_x0000_i1379">0,92.

 Выбираем  поршневой компрессор марки А220 – 7 – 2(3) с теоретической объемной производительностью 0,167<img width=«38» height=«73» src=«ref-2_1917361332-106.coolpic» v:shapes="_x0000_i1381">/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 <img width=«23» height=«23» src=«ref-2_1917371313-276.coolpic» v:shapes="_x0000_i1383">, кВт:
,                     (31)
где  <img width=«23» height=«18» src=«ref-2_1917371589-262.coolpic» v:shapes="_x0000_i1385"> =<img width=«48» height=«15» src=«ref-2_1917371851-289.coolpic» v:shapes="_x0000_i1387">  — удельная работа сжатия в компрессоре, кДж/кг;

       <img width=«23» height=«18» src=«ref-2_1917371589-262.coolpic» v:shapes="_x0000_i1389"> =<img width=«151» height=«22» src=«ref-2_1917372402-599.coolpic» v:shapes="_x0000_i1391"> кДж/кг

<img width=«41» height=«15» src=«ref-2_1917373001-294.coolpic» v:shapes="_x0000_i1393">  — удельная энтальпия пара хладагента соответственно в начале и в конце процесса сжатия, кДж/кг.
<img width=«195» height=«23» src=«ref-2_1917373295-886.coolpic» v:shapes="_x0000_i1395"> кВт
2. Действительная (индикаторная) мощность сжатия <img width=«22» height=«19» src=«ref-2_1917374181-277.coolpic» v:shapes="_x0000_i1397">, кВт:
<img width=«62» height=«38» src=«ref-2_1917374458-492.coolpic» v:shapes="_x0000_i1399">,                   (32)
где <img width=«18» height=«16» src=«ref-2_1917374950-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1401">  — индикаторный КПД (для компрессоров средней холодопроизводительности <img width=«18» height=«16» src=«ref-2_1917374950-245.coolpic» v:shapes="_x0000_i1403">=0,8).
<img width=«147» height=«40» src=«ref-2_1917375440-789.coolpic» v:shapes="_x0000_i1405"> кВт
3.  Мощность на валу компрессора (эффективная мощность) <img width=«25» height=«23» src=«ref-2_1917376229-281.coolpic» v:shapes="_x0000_i1407">, кВт:
<img width=«78» height=«38» src=«ref-2_1917376510-670.coolpic» v:shapes="_x0000_i1409">,                              (33)
где  — механических КПД компрессора. Для аммиачных одноступенчатых компрессоров .
<img width=«161» height=«40» src=«ref-2_1917377180-935.coolpic» v:shapes="_x0000_i1411"> кВт

4. Электрическая мощность, потребляемая электродвигателем из сети, кВт:
,                              (34)
где  -  КПД электродвигателя. Принимаем  = 0,9.
  кВт    продолжение
--PAGE_BREAK--