Поверочный тепловой расчёт холодильной машины

Целью поверочного теплового расчёта является выяснение возможности машины обеспечить необходимые температуры воздуха в охлаждаемых камерах. При этом коэффициент рабочего времени машины должен быть в диапазоне допустимых значений.

В автоматических холодильных машинах компрессор работает в течение рабочего периода цикла, а испаритель – в течение всего цикла. Поэтому компрессор рассчитывается по температуре кипения, средней за рабочий период цикла tор, а испаритель – по температуре кипения, средней за весь цикл tоц. В соответствии с этим уравнение теплообмена испарителя может быть записано следующим образом:

При охлаждении машины одной камеры:

, Вт (11.1),

где Qкм – общий теплоприток в камеру, определяющий нагрузку на компрессор, Вт;

Ки - коэффициент теплопередачи испарительных батарей в камере, Вт/(м2·град);

Fи – поверхность испарительных батарей в камере, м2;

tв - температура воздуха в камере, °С.

Из уравнения (11.1) находим температуру, среднюю за весь цикл:

, °С (11.2).

Для машин малой холодопроизводительности, работающих на охлаждение камер с температурой воздуха от -2 до +4 °С, температура кипения, средняя за рабочую часть цикла, tор определяется по формуле:

tор = tоц – 3, °С (11.3).

tоц = 1 - = -16,65 °С,

tор = -16,65 – 3 = -19,65 °С.

По графическим характеристикам находим величину действительной рабочей холодопроизводительности машины Q0р, величину мощности Nэ, потребляемую электродвигателем.

Для машины МКВ4-1-2 Q0р = 5350 Вт, Nэ = 2300 Вт.

Действительный коэффициент рабочего времени компрессора холодильной машины определяется по формуле:

b = , (11.4),

где ψ – коэффициент, учитывающий потери холода в установке, равный 1,07 [1, стр. 43];

- сумма общих теплопритоков, определяющая суммарную полезную нагрузку на компрессор, Вт;

Q0р – действительная рабочая холодопроизводительность машины, Вт.

Коэффициент рабочего времени b лежит в пределах от 0,4 до 0,75, следовательно холодильные машины выбраны правильно.

Холодильные машины, укомплектованные конденсаторами с водяным охлаждением, как правило, имеют водорегулирующий вентиль (ВРВ), автоматически поддерживающий выбранную температуру конденсации.

Определим тепловую нагрузку конденсатора по формуле:

Qкд = Q0р + Nэ·ηэ·ηп·ηмех, Вт (11.5),

где Nэ – электрическая мощность, потребляемая электродвигателем, Вт;

ηэ, ηп,ηмех – коэффициенты полезного действия соответственно: электродвигателя, передачи вращения двигателя на вал компрессора, механический;

Q0р – действительная рабочая холодопроизводительность машины, Вт.

Qкд = 5350 +2300·0,91·0,97·0,9 = 7177,2 Вт.

Для конденсатора с водяным охлаждением определяется расход охлаждающей воды по формуле:

, м3/с (11.6),

где Свд – теплоёмкость воды, 4186,8 Дж/(кг·град);

ρвд – плотность воды, 1000 кг/м3;

tвд1, tвд2 – температура воды соответственно на входе в конденсатор и на выходе из него, °С.

Температура воды на входе в конденсатор tвд1 была принята ранее и равна 20 °С. Температура воды на выходе из конденсатора tвд2 подсчитывается из уравнения теплопередачи в конденсаторе:

Qкд = Ккд·Fкд·θ (11.7),

где θ – средняя логарифмическая разность между температурой конденсации и температурой охлаждающей воды, равная:

θ = , °С (11.8).

Величину коэффициента теплопередачи Ккд рекомендуется принимать для фреоновых кожухотрубных и кожухозмеековых конденсаторов в интервале 400…700 Вт/(м2·град).

Из уравнения (11.7) по подсчитанной ранее тепловой нагрузке конденсатора Qкд и взятой из технической характеристики выбранной машины величине теплопередающей поверхности конденсатора Fкд находится величина θ.

θ = = = 6,87 °С.

Из уравнения (11.8) по известным величинам θ, tк, tвд1 находится значение температуры воды на выходе из конденсатора tвд2.

Воспользовавшись графиком, определим разность температур tк- tвд2 = 4,4. [1, стр. 70, прил. 3].

tвд2 = θ · 2,3lg = 6,87·2,3lg + 20 = 25,6 °С.

Определим расход воды на конденсатор:

Vвд =

Поскольку машина работает на одну камеру, температура воздуха в камере не проверяется.

 

 

Список используемой литературы

1. Методические указания. Холодильная техника и технология. - Новосибирск, 2000

2. Ф. Е. Мещеряков. Основы холодильной техники и холодильной технологии. – М.: Пищевая промышленность, 1975

3. Большаков С. А. Холодильная техника и технология продуктов питания: Учеб­ник для студ. высш. учеб. заведений. - М.: Издательский центр «Академия», 2003. — 304 с.