--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 (=0).
2.2.4.
Эксплуатационные теплопритоки
Эксплуатационные теплопритоки в охлаждаемую камеру , Вт, определяют как сумму теплопритоков:
, (14)
где — теплоприток от освещения, Вт;
— теплоприток от работающих электродвигателей, Вт;
— теплоприток от пребывания людей, Вт;
— теплоприток при открывании дверей, Вт.
Значение теплопритока определяют по формуле:
, (15)
где — теплота, выделяемая источниками освещения в единицу времени на 1 площади пола, Вт/;
– строительная площадь камеры,.
Вт
С учетом коэффициента одновременности включения осветительных приборов для камер холодильной обработки можно принять =4,7 Вт/.
Для камер оборудованных батарейными приборами охлаждения теплоприток от работающих электродвигателей условно можно принять =0.
Теплоприток от пребывания людей:
, (16)
где — тепловыделение с учетом влаговыделения одного человека при физической работе средней интенсивности, Вт;
— число одновременно работающих в охлаждаемом помещении людей. Принимают в зависимости от площади камеры: до 200 — 23 человека.
— продолжительность пребывания людей в камере, ч. Принимается =2 ч.
Вт
Теплоприток при открывании дверей:
, (17)
где — удельный теплоприток при открывании дверей, Вт/.(Согласно приложению П равен 12 Вт/ );
– строительная площадь камеры,.
Вт
Эксплуатационные теплопритоки в охлаждаемую камеру , Вт, равны:
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
,
,
кВт
чел
Удельные теплопритоки,
Вт/
,
Вт
,
Вт
,
Вт
,
Вт
,
Вт
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 = 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 было получено среднее значение теплопритока за весь период холодильной обработки груза. В начальный период цикла теплоприток будет больше, чем расчетный (средний за период). Поэтому во избежание повышения температуры воздуха в камере, расчетный теплоприток при определении увеличиваем на 3050%:
, (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
, Вт
, Вт
, 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
Примечание - теплопритоки и 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 , ˚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 =510˚С. Поэтому температура всасываемых в компрессор паров хладагента, ˚С:
, (23)
˚С
2.5. 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 =1,051,07.
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-lgPдиаграмме 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 1040% больше требуемой , что обеспечит работу компрессора с коэффициентом рабочего времени b=/=0,60,92.
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 продолжение
--PAGE_BREAK--