Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования, Тепловой расчет и выбор компрессорного оборудования - Монтаж и техническая эксплуатация холодильно-компрессорных машин и установок

Тепловой расчет и выбор компрессорного оборудования

Выбор расчетного рабочего режима холодильной установки

Температура кипения, °С

To= tв - ( 7...12)°С

To1= - 28 - 12 = - 40 °С

To2= - 2- 8 = - 10°С

В плитах СМА кипение будет осуществляться при t0= - 40°С.

Температура конденсации в установках с воздушными конденсаторами для хладоновых холодильных машин

Температура воздуха на входе в конденсатор

Tвозд1=tн = 33 °С

Температура всасываемых паров для фреонов, °С

Tвc=to + (15...30)oC

Tвс1= - 40 +20 = - 20 °С

Tвc2=- 10+20 =+10°С

Температура конденсации, °С

Задаемся типом конденсатора - с воздушным охлаждением.

Температура воздуха на входе в конденсатор tвозд1= tн= 35°С.

Температура воздуха на выходе из конденсатора

Tвозд2 =tвозд1 + (4...6)°С

Tвозд2= 35+5=40°С

Tк-tвозд1+(10...12)°C

Tк = 35 + 10 = 45 °C

Температура переохлаждения (воздухом),°C

Tп=tK-(7...8)°C

Tп = 45 - 7 = 38

По заданному температурному режиму в диаграмме " i-- lg р" строим рабочий цикл и определяем параметры узловых точек для t0= - 40°С

схема рабочего цикла двухступенчатой холодильной машины с винтовыми компрессорами с промежуточным охлаждением пара

Рисунок 3.5 - Схема рабочего цикла двухступенчатой холодильной машины с винтовыми компрессорами с промежуточным охлаждением пара

Впрыск пара в корпус компрессора происходит из экономайзера;

Охлаждение масла - в экономайзере кипящим фреоном при Рпр;

Переохлаждение жидкого хладагента после конденсатора - в воздушном переохладителе (драйкулере)

Степень сжатия компрессора, которое происходит в одном корпусе винтового компрессора:

Е= рк/ро =1,726/0,105 = 16,4

Промежуточное давление, МПа

Рпр= v Ро - Рк

Pпp= v l,725-0,105= 0,425

Промежуточная температура, °С

Tпp = - 5°С

Таблица 3.6 - Значения параметров узловых точек цикла

Номер точки

Температура, t,°C

Давление, p, МПа

Удельный объем, V, м3/ кг

Энтальпия, i, кДж/кг

1'

-40

0,105

0,205

587

1

-20

0,105

0,23

600

2

40

0,425

0,07

635

2c

52

0,425

0,072

644

2м

30

0,425

0,075

628

3

-5

0,425

0,055

602

4

65

1,725

0,016

638

4c

76

1,725

0,018

647

4м

55

1,725

0,017

627

4'

45

1,725

0,014

616

5

45

1,725

0,00090

455

6

38

1,725

0,00085

447

6'

-5

0,425

0,016

447

7

-40

0,105

0,08

447

Расчет и подбор винтового компрессорного агрегата на tо= - 40°С для камер №1 и №3

Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг

Q0= i1- i7

Q0= 587-447= 140

Действительная масса всасываемого пара в первой ступени, кг / с

M1 = Q0 / q0 Q0/(i1 - i5)

M1 = 39,622/140=0,283

Действительная объемная подача, м3 / с

Vд1=M1-v1 = м3

Vд1 = 0,283 - 0,23= 0,065

Теоретическая объемная подача, м3 / с

Vh = Vд / л

Где л - коэффициент подачи компрессора, определяемый по графику в зависимости от степени сжатия [ 8 ].

Степень сжатия первой ступени

Е = рпр / ро =0,425 / 0,105 = 4,05

Коэффициент подачи 1 ступени компрессора

Л. = f( рк / Ро )

Л = 0,85

Теоретическая объемная подача первой ступени, м3 /с

Vh = Vд / л

Где л - коэффициент подачи компрессора, определяемый по графику зависимости от степени сжатия [11, стр.73 ].

Vh1=0,065/0,85=0,076

Эффективная мощность первой ступени, кВт

Nei = Mi(i2- ii) / зe1

Где зe1 - эффективный к. п.д. первой ступени.

Nel-0,283(635-600)/0,55=18

Индикаторная мощность первой ступени, кВт

Nil = Nel- змех

Nil =18-0,9=16,2

Механический к. п.д. принимаем равным 0,9...0,95.

Определяем энтальпию в точке 2С:

I2c =i1 + [ (i2- i1) / зпол]

I2c=600+[(635-600)/0,8=644

Задаемся температурой в точке 2М, равной 30°С.

Определяем энтальпию в точке 4С:

I4c = i3 + [ (i4 i3) / зпол]

I2c=602+[(638-602)/0,8=647

Действительная масса всасываемого пара второй ступени, кг / с

М2 = М1 ( i2 i6)/ ( i3 i6')

М2=0,283-(635-447)/(602-447)=0,36

Действительная объемная подача, м / с

Vд2 = М2- v3, м3

Vд2 = 0,36 - 0,055= 0,02

Теоретическая объемная подача, м3 / с

Степень сжатия второй ступени

Е = рк / рпр =1,725 / 0,425 = 4,05

Коэффициент подачи 2 ступени компрессора

Л=f(рк/р0)

Л = 0,85

Теоретическая объемная подача первой ступени, м /с

Vh2= 0,02 / 0,85 = 0,023

Эффективная мощность второй ступени, кВт

Ne2= 0,36 (638 - 602)/ 0,55= 23,6

Индикаторная мощность второй ступени, кВт

Ni2 = 23,6-0,9 = 21,24

Тепловая нагрузка на конденсатор, кВт

Qк Qo+ (Ni1+ Ni2)

Где Ni1 и Ni2- сумма индикаторных мощностей первой и второй ступеней, т. к. двигатель один на обе ступени сжатия.

Qк= 39,622+ ( 46,2 + 21.24) = 77,062

Определяем объем масла для подачи в компрессор, м3 / с

Vм= Qм/cpмpмДTм

Где срм - средняя теплоемкость масла, равна 2,1 кДж / (кг-К);

Рм - плотность масла, равна 0,8 103 кг / м3;

ДТм - разность температур масла в процессе отвода тепла в компрессоре, К ;

Qм - количество тепла, отводимого маслом от рабочего тела, кВт;

QM=M(i2c-i2м)

Qм1=0,283-(644-628)=4,53

Qм2= 0,36-(644-627) = 6,12

Количество масла, необходимое для охлаждения паров, м3 /с

Vм1=4,53/2,1-0,8-103-22=0,000123

Vм2 = 6,12 / 2,1 - 0,8 - 103 - 21 = 0,000173

Общее количество масла, м3/с

Vобщ = 0,000123+ 0,000173 = 0,000296

Расчет и подбор винтового компрессорного агрегата на t0= - 40°С для камеры №5

Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг

Qо= 587-447 = 140

Действительная масса всасываемого пара в первой ступени, кг/с

М1=46,571/140=0,333

Действительная объемная подача, м3/с

Уд1 = 0,333 - 0,23= 0,077

Теоретическая объемная подача, м3/с

Степень сжатия первой ступени

Е=рпр/ро=0,425/0,105=4,05

Коэффициент подачи первой ступени компрессора

Л = f( рк / Ро )

Л = 0,85

Теоретическая объемная подача первой ступени, м3/с

Vh1=0,077/0,85=0,091

Эффективная мощность первой ступени, кВт

Nel=0,333(635-600)/0,55=21,19

Индикаторная мощность первой ступени, кВт

Ni = 21,19 - 0,9 = 19,1

Действительная масса всасываемого пара второй ступени, кг / с

М2 = 0,333 - ( 635 - 447)/ (602 - 447) = 0,423

Действительная объемная подача, м3/с

Vд2 = 0,423- 0,055 = 0,023

Теоретическая объемная подача, м3/с

Степень сжатия второй ступени

Е = рк / рпр =1,725 / 0,425 = 4,05

Коэффициент подачи второй ступени компрессора

Л = f( рк / рпр ); л= 0,85

Теоретическая объемная подача первой ступени, м3 /с

Vh2=0,023/0,85=0,027

Эффективная мощность второй ступени, кВт

Ne2=0,423(638-602)/0,55=27,7

Индикаторная мощность второй ступени, кВт

Ni=27,7-0,9=24,93

Тепловая нагрузка на конденсатор, кВт

Qк= 46,571+ ( 19,1 + 24,93) = 90,601

Определяем объем масла для подачи в компрессор, м3/с

Qм1=0,333-(644-628)=5,328

Qм2=0,423-(644-627)=7,191

Количество масла, необходимое для охлаждения паров, м3/с

Vм1=5,328/2,1-0,8-103-22=0,000133

Vм2=7,191/2,1-0,8-103-21=0,00020345

Общее количество масла, м3/с

Vобщ = 0,000133+ 0,000203 = 0,000336

Расчет и подбор винтового компрессорного агрегата на to= - 40°С для СМА

Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг

Qо= 587-447= 140

Действительная масса всасываемого пара в первой ступени, кг/с

М1 = 66,839/ 140 = 0,477

Действительная объемная подача, м3/с

Vд1=0,477-0,23=0,11

Теоретическая объемная подача, м3/с

Теоретическая объемная подача первой ступени, м3/с

Vhl=0,11/0,85=0,129

Эффективная мощность первой ступени, кВт

Nel=0,477(635-600)/0,55=30,35

Индикаторная мощность первой ступени, кВт

Ni1= 30,35 - 0,9 = 27,32

Действительная масса всасываемого пара второй ступени, кг/с

М2 = 0,477 - ( 635 - 447)/ (602 - 447) = 0,606

Действительная объемная подача, м3/с

Vд2 = 0,606- 0,055= 0,033

Теоретическая объемная подача, м3/c

Теоретическая объемная подача первой ступени, м3/с

Vh2= 0,033 / 0,85 = 0,039

Эффективная мощность второй ступени, кВт

Ne2= 0,606 (638 - 602)/ 0,55= 39,7

Индикаторная мощность второй ступени, кВт

Ni = 39,7-0,9 = 35,73

Тепловая нагрузка на конденсатор, кВт

Qк= 66,839+ ( 27,32 + 35,73) = 129,88

Объем масла для подачи в компрессор, м3/с

Qм1, = 0,477 - (644 - 628 ) = 7,632

Qм2= 0,606 - (644 -621)= 10,302

Количество масла, необходимое для охлаждения паров, м3/с

Vм1= 7,632 / 2,1 - 0,8 - 103 - 22 = 0,00019

Vм2= 10,302 / 2,1 - 0,8 - 103 - 21 =0,00029

Общее количество масла, м3/с

Vобщ = 0,00019+ 0,00029 = 0,00048

Подбор винтовых агрегатов производится по величине холодопроизводительности при рабочих условиях и по величине теоретической объемной подачи пара в компрессор.

По каталогу выбираем компрессорно-ресиверные агрегаты на базе винтовых полугерметичных компрессоров с экономайзером.

Таблица 3.7- Техническая характеристика компрессорно-ресиверных агрегатов с винтовыми компрессорами на tо= - 40°С

Наименование

Объектов

Марка

Агрегата

Хол-ть,

КВт

Мощ-ть,

КВт

Г абариты,

(LxВ хН) мм

Кол-во,

Шт

Камеры №№1, 3

AP-HSN7461 - С-Е

40,65 при

T0- - 40°С

TK=45°C

43,3

1520 х 1650

Х 2150

2

Камеры № 5

AP-HSN7471-C-E

46,15 при

T0= - 40°С

TK= 45°С

42,9

1520 х 1650

Х 2230

1

СМА

AP-HSN7451 - С-Е

35,45 при

T0= - 40°С

TK= 45°С

32,0

1520 х 1650

Х 2150

2

Построение цикла холодильной машины на t0= - 10 °С в диаграмме

"lgр - i". Определение параметров узловых точек цикла

схема рабочего цикла одноступенчатой хладоновой холодильной машины с поршневым компрессором

Рисунок 3.6 - Схема рабочего цикла одноступенчатой хладоновой холодильной машины с поршневым компрессором

Таблица 3.8 - Значения параметров узловых точек цикла

Номер точки

Температура, t,°C

Давление, р, МПа

Удельный объем, v, м3/ кг

Энтальпия, i, кДж/кг

1'

- 10

0,356

0,065

600

1

+10

0,356

0,075

615

2

93

1,725

0,018

660

2'

45

1,725

0,014

616

3'

45

1,725

0,0009

455

3

33

1,725

0,00085

440

4

- 10

0,356

0,019

440

Тепловой баланс хладонового теплообменника, кДж / кг

I1- i1'- - i3'- - i3

Откуда i3 = i3'- i1 + i1'

I3 = 455 + 600-615 =440

Расчет и подбор компрессоров для камер №2 и №4

Удельная массовая холодопроизводительность, кДж/кг

Qо= 600-440= 160

Действительная масса всасываемого пара, кг / с

М= 10,587/160 = 0,066

Действительная объемная подача, м / с

Уд = 0,066 - 0,075 = 0,005

Теоретическая объемная подача, м / с

Коэффициент подачи компрессора

Л =f( рк / ро ); е = 1,725/ 0,356 =4,85; л = 0,77

Vh= 0,005/0,77 = 0,007

Определение мощности электродвигателя компрессора Nдв, кВт

Теоретическая (адиабатная) мощность, кВт

Nт = M(i2-i1)

Nт = 0,066-(660-615) = 2,97

Индикаторная мощность, кВт

Ni = Nт/зi

Где зi - индикаторный коэффициент полезного действия.

Ni = 2,97 / 0,7 = 4,242

Эффективная мощность, кВт

Ne = Ni/ зм

Где зм - механический КПД, учитывающий потери на трение.

Ne= 4,242 / 0,85 = 4,99

Тепловая нагрузка на конденсатор, кВт

Qк=Qo + Ni

QK= 10,587 + 4,242= 14,8

Таблица 3.9 - Выбор компрессорных агрегатов на t0=-10°С

Наименование

Камер

Модель

Хол-ть,

КВт

Мощность,

КВт

Г абариты,

(LxВ хН) мм

Кол-

Во, шт

Камеры №№ 2,4

Агрегат

Компрессорно-ресиверный

AP-4Z5

13,48

При to = -10°С

T" = 45°С

5,67
    1450 х 700 х 870

2

Похожие статьи




Расчет и подбор основного и вспомогательного оборудования, Тепловой расчет и выбор компрессорного оборудования - Монтаж и техническая эксплуатация холодильно-компрессорных машин и установок

Предыдущая | Следующая