Определение тепловых нагрузок на основное оборудование. Выбор кондиционера

5.1 Расчёт калорифера второго подогрева

Принимается калорифер однометровый однорядный

5.1.1 Полная скорость воздуха в живом сечении

υ =

где f_ж – живое сечение

f_ж = 0,5

5.1.2 Массовый расход через калорифер

М_вд =

где с_вд – теплоёмкость воды, кДж/кг

с_вд = 4,19 (кДж/кг)

t_вд1 и t_вд2 – температура воды на входе и выходе из калорифера,

t_вд1 = 78

t_вд2 = 73

5.1.3 Скорость движения воды в трубках калорифера

ω_вд =

где f_ω = 0,00148

5.1.4 Площадь поверхности калорифера

F =

где k – коэффициент теплопередачи калорифера, Вт/м²∙К (таблица 11)

ТАБЛИЦА 11

Число рядов	Скорость движения воды, м/с	Коэффициент теплопередачи воздухонагревателей, Вт/м²∙К
4 - 6	7 - 9	10 - 12
1	0,15 – 0,3	26 - 34	34 - 42	42 – 48
2	0,15 – 0,3	24 - 32	32 - 40	40 - 46

t_воз1 и t_воз2 – температура воздуха до и после теплообмена,

t_воз1 = 18

t_воз2 = 8

5.2 Расчёт воздухоохладителя

5.2.1 Площадь поверхности теплообмена воздухоохладителя

F_во =

где k – коэффициент теплопередачи

Подбирается технологический кондиционер марки _______________ (из учебника «Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха» табл. 22.4)

Таблица 5.1 Техническая характеристика кондиционера

Показатель
Холодопроизводительность при температуре воздуха на входе в воздухоохладитель 12 , кВт
Производительность по воздуху при полном напоре 980 Па, м³/с (м³/ч)
Теплопроизводительность калорифера, кВт
Параметры вентилятора марка потребляемая мощность
Площадь поверхности теплообмена воздухоохладителя калорифера
Габаритные размеры длина ширина высота
Масса, кг воздухообрабатывающего агрегата щита управления

6 ПРОВЕРОЧНЫЙ РАСЧЁТ ОСНОВНОГО ОБОРУДОВАНИЯ СКВ

6.1 Расчёт оптимального режима

6.1.1 Температура холодильного агента

t_о = t_р – (4 ÷ 6)

где t_р = -10

6.1.2 Температура всасывания паров

t_вс = t_о + (5 ÷ 15)

6.1.3 Температура воды на входе в конденсатор

t_вд1 = t_м.т. – (3 ÷ 5)

6.1.4 Температура воды на выходе из конденсатора

t_вд2 = t_вд1 + (2 ÷ 6)

6.1.5 Температура конденсации

t_к = t_вд2 + (3 ÷ 5)

6.1.6 Температура перегрева

t_п = t_к – (3 ÷ 5)

7 РАСЧЁТ И ПОДБОР ХОЛДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

7.1 Расчёт и подбор компрессора

Рисунок 4 Цикл холодильной установки

Таблица 7.1 Характеристика точек цикла

Точки	Температура	Р, МПа	i, кДж/кг	S, кДж/кг∙К	υ, м³/кг	Х, кг/кг
	К
1"


2"
3'

4х

7.1.1 Удельная массовая холодопроизводительность холодильного агента

q_o = i_1" – i₄_x

7.1.2 Расчётная холодопроизводительность

Q_o =

где k – коэффициент, учитывающий потери холода в трубопроводах и аппаратах

k = 1,12

b – коэффициент, учитывающий продолжительность работы компрессора, ч/сут

b = 0,6 ÷ 0,8 (ч/сут)

7.1.3 Действительная масса всасываемого пара

G_д =

7.1.4 Действительная объёмная подача

V_д = G_д ∙ υ_1"

7.1.5 Индикаторный коэффициент подачи

λ_i = – с ∙ [( ]

где ΔР_вс – депрессия во всасывающих клапанах, Мпа

ΔР_вс = 0,005 (МПа)

с – мёртвое пространство

с = 0,05

ΔР_наг – депрессия в нагнетательных клапанах, Мпа

ΔР_наг = 0,01 (МПа)

7.1.6 Коэффициент невидимых потерь

λ_ω =

7.1.7 Коэффициент подачи компрессора

λ = λ_i ∙ λ_ω

7.1.8 Теоретическая объёмная подача

V_h =

7.1.9 Адиабатная мощность

Р_ад = G_д ∙ (i₂ – i₁)

7.1.10 Индикаторный КПД

η_i = λ_ω + b ∙ t_o

где b – эмпирический коэффициент

b = 0,001

7.1.11 Индикаторная мощность

P_i =

7.1.12 Мощность трения

Р_тр = V_h ∙ р_тр

где р_тр = 49 ÷ 69 (кПа)

7.1.13 Эффективная мощность

Р_е = Р_i + Р_тр

7.1.14 Мощность на валу двигателя

Р_дв =

где η_пер = 0,98 ÷ 0,99

7.1.15 Тепловая нагрузка на конденсатор

Q_кд = Q_o + P_i

Подбирается одноступенчатый компрессор марки ___________ (из учебника «Холодильно-компрессорные машины и установки» табл. 9)

Таблица 7.2 Техническая характеристика компрессора

Марка	Теоретическая объёмная подача, м³/с	Номинальная холодопроизводительность, кВт	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
длина	ширина	высота

7.2 Расчёт и подбор конденсатора

7.2.1 Среднелогарифмическая разность

Θ_m =

7.2.2 Площадь теплопередающей поверхности конденсатора

F_кд =

где k – коэффициент теплопередачи конденсатора, Вт/м²∙К (таблица 12)

ТАБЛИЦА 12

Тип конденсатора	k, Вт/м²∙К	q_f, Вт/м²
Горизонтальные кожухотрубные: - аммиачные - хладоновые	700…1050 350…530	4650…5250 2300…3500
Вертикальные кожухотрубные: - оросительные - испарительные	700…930 470…580	4100…4650 2100 – 2300
С воздушным охлаждением: - с принудительным движением воздуха - для бытовых холодильников	25…50 9…12	290…460 90…120

Подбирается конденсатор марки ___________ (из учебника «Холодильно-компрессорные машины и установки» табл. 18)

7.2.3 Объёмный расход воды через конденсатор

V_вд =

где с_вд – теплоёмкость воды, кДж/кг

с_вд = 4,19 (кДж/кг)

ρ_вд – плотность воды, кг/м³

ρ_вд = 1000 (кг/м³)

Δt_вд – разность температур,

Δt_вд = 4

Подбирается насос марки _____ один рабочий, другой резервный _______________ (из учебника «Курсовое и дипломное проектирование холодильных установок и систем кондиционирования воздуха» табл. 16.7)

Таблица 7.3 Техническая характеристика конденсатора

Марка	Площадь, м²	Размеры, мм	Количество труб	Вместимость пространства, м³	Условный проход патрубков, мм	Масса, кг
D	L	H	межтрубн.	трубного	d	d₁	d₂

Таблица 7.4 Техническая характеристика насоса

Центробежный насос	Частота вращения 2900 мин^-1
Подача, л/с	Полный напор, м	КПД	Мощность электродвигателя, кВт

7.3 Расчёт и подбор градирни

7.3.1 Тепловая нагрузка на градирню

Q_гр = 1,03 ∙ Q_кд

7.3.2 Площадь теплопередающей поверхности градирни

F =

где q_f – удельная тепловая нагрузка, кВт/м²

q_f = 7…25

Подбирается градирня марки ___________ (из учебника «Холодильно-компрессорные машины и установки» табл. 25)

Таблица 7.5 Техническая характеристика градирни

Показатели
Тепловой поток при Θ = 5 , кВт
Площадь поверхности орошаемой насадки, м²
Площадь поперечного сечения градирни, м²
Массовый расход охлаждаемой воды, кг/с
Объёмный расход воздуха, м³/с
Условная плотность теплового потока, кВт/м²
Плотность орошения, кг/ м²∙с
Мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора, кВт
Размеры градирни, мм основание в плане общая высота
Масса, кг

7.4 Расчёт и подбор испарителя

7.4.1 Температура кипения в испарителе

t_o = t_р2 – (5 ÷ 7)

где t_р2 – температура рассола на выходе из испарителя,

t_р2 = -13

7.4.2 Температура рассола на входе в испаритель

t_р1 = t_р2 + (2 ÷ 6)

7.4.3 Среднелогарифмическая разность температур

Θ_m =

7.4.4 Площадь поверхности испарителя

F =

где k – коэффициент теплопередачи испарителя

k = 495 (Вт/м²∙К)

7.4.5 Объёмный расход рассола

V_р =

где – средняя теплоёмкость рассола, кДж/кг∙К

= 3,2 (кДж/кг∙К)

– средняя плотность рассола, кг/м³

= 1,2 (кг/м³)

– средняя температура рассола,

= – (8 ÷ 10)

Подбирается испаритель марки ___________ (из учебника «Холодильно-компрессорные машины и установки» табл. 28)

Таблица 7.6 Техническая характеристика испарителя

Типоразмер
Площадь поверхности охлаждения, м²
Число секций
Размеры бака, мм длина ширина высота
Диаметр штуцеров, мм d₁ d₂ d₃ d₄ d
Вместимость по аммиаку, м³
Мощность мешалки, кВт
Масса испарителя, кг

Подбираются насосы марки ________ один рабочий, другой резервный