Краткое описание математической модели

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