Смена режима эксплуатации конденсаторной группы приводит к изменению температуры и давления конденсации. Следствием этого является изменение энергопотребления холодильной установки; температура кипения холодильного агента при этом меняется незначительно. При анализе температура кипения принята постоянной. На практике это имеет место ещё и тогда, когда температура кипения является поддерживаемым параметром, определяемым технологией холодильного процесса.
В настоящее время на аммиачных холодильных установках средней и крупной производительности широкое применение находят испарительные конденсаторы.
Потребление электроэнергии холодильной установкой определяется её производительностью, которая должна соответствовать теплопритоку в охлаждаемые помещения
, температурой кипения t о, а также температурой конденсации t к. Нагрузка на конденсатор
и температура конденсации
зависят от параметров воздуха, охлаждающего конденсатор, и производительности установки. На величины
и
заметное влияние оказывает также количество включённых в работу конденсаторов и их техническое состояние, причем каждый конденсатор имеет непосредственно потребляющие электроэнергию элементы: водяные насосы и вентиляторы.
Тепловая производительность испарительных конденсаторов TVKA (Венгрия), характеристики которых приведены в таблице П5 приложения, может быть рассчитана по модифицированной зависимости, предложенной фирмой-производителем:
0,058824 ,
| (6.1) |
где
− число включённых в работу конденсаторов;
– номинальная производительность одного конденсатора при работе в заданном режиме, Вт;
– толщина загрязнений в водяных трубках, м;
– остаточная производительность конденсатора при выключенных вентиляторах;
– отношение числа фактически работающих вентиляторов к установленному их числу;
– температура мокрого термометра, оС.
Требуемая производительность конденсаторов, входящих в состав холодильной машины, с учётом допущения об изоэнтропическом процессе сжатия из состояния насыщения холодильного агента на входе в компрессор, может быть определена по формуле:
,
| (6.2) |
где
– удельная теплота конденсации холодильного агента, зависящая от температур нагнетания компрессора
и конденсации
, Дж/кг;
– массовый расход хладагента, кг/с;
– теплопритоки в охлаждаемое помещение, Вт;
– удельная массовая холодопроизводительность, определяемая температурами кипения
и конденсации
холодильного агента, Дж/кг.
Удельную теплоту конденсации холодильного агента определим по формуле:
,
| (6.3) |
где
– теплота парообразования хладагента при температуре конденсации, Дж/кг (аппроксимирующую зависимость для её расчёта получить самостоятельно на основании таблицы термодинамических свойств хладагента в состоянии насыщения);
– удельная массовая изобарная теплоёмкость паров хладагента, Дж/(кг К).
Значение удельной массовой изобарная теплоёмкости паров хладагента определим по формуле для идеального газа
,
| (6.4) |
где
– газовая постоянная хладагента;
– показатель адиабаты. Для аммиака
;
.
Температура нагнетания компрессора при адиабатном процессе сжатия хладагента определяется по уравнению
,
| (6.5) |
где
– рекомендуемый перегрев пара хладагента перед компрессором, оС;
и
– давления насыщения хладагента при соответствующих температурах, которые соответствуют давлениям паров хладагента на выходе из компрессора и на входе в него, Па. Аппроксимирующую зависимость для расчёта давления насыщения от температуры получить самостоятельно на основании таблицы термодинамических свойств хладагента в состоянии насыщения.
Удельная массовая холодопроизводительность определяется по уравнению:
,
| (6.6) |
– удельная энтальпия сухого насыщенного пара хладагента при температуре кипения, Дж/кг;
− удельная энтальпия насыщенного жидкого хладагента при температуре конденсации, Дж/кг. Аппроксимирующие зависимости для расчёта этих параметров от температуры получить самостоятельно на основании таблицы термодинамических свойств аммиака в состоянии насыщения.
Приравнивая левые части зависимостей (6.1) и (6.2) с учётом (6.3) – (6.5) и решая полученное трансцендентное уравнение относительно
,находят значение температуры конденсации, при которой производительность конденсаторов, определяемая по (6.1), соответствует требуемой производительности, вычисляемой по (6.2).
По известной температуре конденсации определяют суммарное энергопотребление конденсаторами и компрессорами:
,
| (6.7) |
где
и
– число вентиляторов и число насосов,работающих на один конденсатор;
и
– мощности одного вентилятора и насоса соответственно, Вт;
– удельная холодопроизводительность компрессора.
Удельную холодопроизводительность компрессора конкретной марки (холодильный коэффициент) рассчитывают по его холодопроизводительности
и эффективной мощности
, зависимости которых от температур кипения
и конденсации
получают при испытаниях. Приведённая ниже эмпирическая формула соответствует компрессору П-220, характеристики которого приведены на рисунках П1, П2 приложения).
.
| (6.8) |
Естественно, что с увеличением числа включенных в работу конденсаторов
произойдет увеличение энергопотребления их штатных вентиляторов и насосов, но уменьшится энергопотребление компрессоров. При выключении конденсаторов имеет место обратная картина. Таким образом, существует некоторое оптимальное число включенных в работу конденсаторов, при котором суммарные затраты энергии принимают наименьшее значение.
Ограничения на вводимые параметры:






0,058824
,
,
,
,
,
,
,
.

