В задаче принято допущение, что температура конденсации не зависит от режима работы холодильной установки и имеет определенное фиксированное значение, т.е. рассматривается не вся установка в целом, а лишь совместная работа части оборудования: компрессоров и воздухоохладителей.
Уравнение теплового баланса для камеры хранения, работающей в стационарном режиме, имеют вид:
(5.1) |
где – холодопроизводительность компрессора, Вт; – тепловой поток, передаваемый в воздухоохладителе, Вт.
Считается, что при включении или выключении из работы воздухоохладителей происходит автоматическое изменение холодопроизводительности компрессора с целью поддержания при прежнем значении заданного значения температуры помещения, но, естественно, уже при другой температуре кипения холодильного агента.
Система уравнений, позволяющая определить стабилизированное значение температуры кипения в зависимости от числа включенных в работу воздухоохладителей в нашем случае, с учетом допущения, что температура воздуха на входе в воздухоохладители равна температуре помещения, запишется следующим образом:
(5.2) |
где – теплопритоки в помещение (холодильную камеру), не зависящие от числа включенных в работу воздухоохладителей, Вт; – число включенных в работу воздухоохладителей; – тепловой эквивалент работы воздухоохладителя, Вт; – коэффициент теплопередачи воздухоохладителей, Вт/(м2 К); – поверхность теплопередачи воздухоохладителя, м2; – температура помещения, оС; – температура воздуха на выходе из воздухоохладителя, оС; – объемный расход воздуха, проходящего через воздухоохладитель, м3/с; – плотность воздуха, кг/м3; – удельная массовая изобарная теплоёмкость воздуха, Дж/(кг К).
Решением приведенной выше системы уравнений является следующее выражение для температуры кипения:
(5.3) |
Суммарный расход электроэнергии на привод компрессора и воздухоохладителей с учетом равенства (5.1):
(5.4) |
где – удельная холодопроизводительность компрессора:
. | (5.5) |
Зависимости холодопроизводительности компрессора и его эффективной мощности от температур кипения и конденсации получают при испытаниях компрессора. Приведённая в (5.5) эмпирическая зависимость соответствует компрессору конкретной марки.
Таблица 5
Исходные данные
Наименование параметра | Первая цифра варианта | |||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
, оС | 0 | 0 | 0 | -2 | -2 | -2 | -10 | -10 | -10 | -10 |
, оС | 25 | 25 | 23 | 23 | 21 | 21 | 20 | 20 | 20 | 20 |
Наименование параметра | Вторая цифра варианта | |||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | |
, кВт | 500 | 700 | 600 | 650 | 600 | 400 | 700 | 500 | 550 | 750 |
Тип воздухоохладителя | ВОП-50 ВОП-150 | ВОП-100 ВОП-230 | ВОП-75 ВОП-50 | ВОП-75 ВОП-230 | ВОП-150 ВОП-230 | ВОП-50 ВОП-75 | ВОП-50 ВОП-100 | ВОП-50 ВОП-75 | ВОП-150 ВОП-230 | ВОП-100 ВОП-150 |
Ограничения на вводимые параметры:
Вопросы для самопроверки
1. Из каких основных уравнений состоит математическая модель совместной работы компрессоров и воздухоохладителей в составе холодильной установки?
2. Какое допущение положено в основу математической модели совместной работы компрессоров и воздухоохладителей в составе холодильной установки?
3. Напишите уравнение теплового баланса для воздухоохладителя.
4. Сформулируйте задачу оптимизации числа включенных в работу воздухоохладителей.
5. Объясните, почему соответствующее оптимальному числу включенных воздухоохладителей значение перепада температур может, для данных конкретных условий, отличаться от рекомендуемых в теории средних перепадов температур (8 – 12 оС)?
6. Напишите уравнение теплового баланса для охлаждаемого помещения, работающего в стационарном режиме.
7. Какими уравнениями описывается в данной математической модели работа компрессора? Можно ли описать работу компрессора в данной задаче другими уравнениями, если можно, то опишите их.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6