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 > λ_СТ.

Для упрощения можно принять λ ≡ λ_СТ.

Реальная холодопроизводительность ХМ-АУ₁ 45/11 в рабочих условиях Q₀^рабсоставляет:

Q₀^раб = Q₀^ст ∙ q₀ ∙ V₀^CT ∙λ/ (q₀^CT ∙ V₀ ∙ λ^CT) = 36.1∙208.4∙0.07734/(215.9∙ 0.055157) = 48.9 кВт

что превышает требуемую (без учета роста коэффициента подачи λ) на
δ = (Q₀^раб - 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.