Расчет системы осушки сжатого воздуха
Оценка рабочих параметров
Расчетная схема представлена на рис. 7 (и на рис. 9).
Порядок расчета:
1) вычисляется температура воздуха 
(в точке 3), обеспечивающее заданное потребителем влагосодержание 
, г/кг.
Так как 
, то парциальное давление водяных паров в осушенном воздухе 
составит:
Па.
В соответствии с термодинамическими свойствами воды и водяного пара (см. табл. 8 приложение) [2], это давление соответствует температуре насыщения (точке росы) 
. Принимаем 
;
2) значения температур воздуха 
и 
(в точках 1 и 2) определяются из уравнения теплового баланса для РТО. При отсутствии отбора воздуха на доосушку это уравнение принимает вид: 
.
Принимаем средний температурный напор в РТО: 
К ( рис. 11, в).
Можно считать, что 
, тогда, учитывая, что 
:
Затем, что 
- температура воздуха за ВОК;
3) тепловая мощность регенеративного теплообменника 
кВт;
4) требуемая поверхность теплообмена оценивается примерно:
,
где 
Вт/( 
) - ориентировочный коэффициент теплопередачи в ТО типа «газ-газ»;
5) вычисляется количество отделяемой влаги в теплообменниках системы осушки 
кг/с:
а) в кольцевом воздухоохладителе – это разность между начальным влагосодержанием воздуха 
г/кг и насыщающим влагосодержанием воздуха в точке 1 
(см. рис. 9), если меньше. При 
:
г/кг
Так как > 
, то выпадение влаги после ВОК не происходит;
б) влагосодержание воздуха в точке 2 (после РТО) определяется насыщающим влагосодержанием 
при температуре воздуха 
:
г/кг.
Количество выпадаемой в виде росы влаги в точке 2 
составляет
г/с;
в) количество отделяемой влаги в охладителе-осушителе 
составит
г/с
Суммарное количество атмосферной влаги, отделяемой в воздухоохладителях компрессорной установки 
, составит:
г/с, или 
Выбор холодильной машины
Тепловая нагрузка охладителя-осушителя (ООВ) (холодопотребление) 
кВт.
Требуемая холодопроизводительность источника холода 
с учетом теплопритока в систему холодоснабжения через изоляцию 
% от 
составит
кВт.
Оцениваются температуры конденсации 
и испарение 
ХА в холодильном цикле. Для этого принимаем следующие минимальные температурные напоры в аппаратах системы осушки воздуха:
- в конденсаторе;
- в охладителе-осушителе воздуха;
- в испарителе ХМ.
В соответствии с диаграммами распределения температур в теплообменниках КС (см. рис. 11, д и е) оцениваются:
- температура конденсации ХА;
-температура ХН на выходе из испарителя;
- температура кипения ХА в испарителе.
Тогда требуемая поверхность теплообмена воздухоосушителя оценивается величиной 
где обычно 
- ориентировочное значение коэффициента теплопередачи в теплообменниках типа «газ-жидкость».
Средний температурный напор в ООВ 
составит:
К,
где 
K- наибольший температурный напор на горячем конце теплообменника (см. рис.11,г); 
К – наименьший температурный напор на холодном конце теплообменника.
Выбирается холодильная машина из номенклатуры серийно выпускаемых, работающих на хладоне R22 (табл.13 приложения). Отмечаем агрегатированную холодильную машину с поршневым компрессором и водяным охлаждением конденсаторов ХМ-АУ 45/11.
Диапазон рабочих параметров: 
Расчетные (стандартные) условия работы:
кВт при 
( 
); 
кВт.
Пересчет стандартных условий работы ХМ на рабочие приведен в табл. 1.
Таблица 1. Таблица термодинамических параметров R22
для стандартных и рабочих условий
| Условия работы | 
| 
| 
| 
| 
|
| Стандартные | 0,2964 | 1,3541 | 215,9 | 0,07734 | |
| Рабочие | 0,422 | 1,3541 | 208,4 | 0,055157 |
Степень повышения давления в компрессоре 
в рабочих условиях ниже, чем в стандартных:
Следовательно, коэффициент подачи холодильного компрессора в рабочих условиях будет выше, чем в расчетных, т.е. λ > λСТ .
Для упрощения можно принять λ ≡ λСТ.
Реальная холодопроизводительность ХМ-АУ1 45/11 в рабочих условиях Q0рабсоставляет:
Q0раб = Q0ст ∙ q0 ∙ V0CT ∙λ/ (q0CT ∙ V0 ∙ λCT) = 36.1∙208.4∙0.07734/(215.9∙ 0.055157) = 48.9 кВт
что превышает требуемую (без учета роста коэффициента подачи λ) на
δ = (Q0раб - Q0)/ Q0 = (48,9 – 42,7)/42,7=0,53%
Таким образом, ХМ-АУ1 45/11 соответствует требуемым условиям, и может быть использована в системе.
ХМ-АУ1 45/11 представляет собой одноступенчатую агрегатированную холодильную машину с водоохлаждаемым конденсатором и регенеративным охлаждением жидкого ХА после конденсатора, работающую на R22.
Схема и рабочий цикл холодильной машины аналогичны представленным на рис. 8.