Расчет холодильной камеры

 
 
 
 

7.3. Теплопритоки при  вентиляции камер

    На  холодильниках (камерах) предприятий  торговли и общественного питания  вентилируют камеры хранения фруктов  и овощей, а также камеры отходов, оборудованных системой вытяжной вентиляции. 
 
 
 

7.4. Эксплуатационные  теплопритоки

    Эксплуатационные  теплопритоки возникают вследствие освещения камер, пребывания в них  людей, работы электродвигателей и  от инфильтрации воздуха во время  открывания дверей, т.е.

Q₄ = q₁ + q₂ + q₃+q₄,  Вт,   [4]  c.60

     Теплопритоки  от освещения:

q₁ = А • F, Вт, Вт,      [4]  c.60

где F - площадь камеры, м²;

          А - количество тепла, выделяемое освещением в единицу  времени на 1 м² площади пола, Вт/м . Количество тепла, выделяемого на 1 м² площади пола, с учётом коэффициента одновременности включения светильников для складских помещений (камер хранения) применяют 1,2 В/м²

      q_1.1. = 1,2*22=26,4 Вт

      q_1.2. = 1,2*8,1=9,7 Вт

      q_1.3. = 1,2*10=12 Вт

          Теплопритоки от пребывания людей:

q₂=n*q*τ/24,  Bт,     [1]  c.538

      где n - число людей в камере, чел., (1-2чел);

     q - Тепловыделение от одного человека, Вт/чел; (0,4-5) ч;

τ - продолжительность пребывания людей в камере, ч.

В зависимости  от температуры воздуха в камере один человек выделяет следующее количество теплоты.

q_2.1. =2*270*4/24=90 Вт 

q_2.2. =2*270*3/24=67,5 Вт

q_2.3. =2*270*3/24=67,5 Вт

    Теплопритоки  от электродвигателей.

    Теплопритоки (q₃) возникают при работе электродвигателей воздухоохладителей (при их наличии), а также вентиляторов, в камерах хранения плодов и овощей, в камере отходов.

    Теплопритоки  от инфильтрации при открывании дверей.

    Данный  вид теплопритоков определяется так же, как и теплопритоки от вентиляции камер, но во всех камерах (вентилируемых и невентилируемых), по той же формуле:

    q₄ = KF*10^-3,   Вт,    [4]  c.538

    q_4.1. =12*22=264 Вт

    q_4.2. = 12*8= 96 Вт

    q_4.3. =12*10=120 Вт 

    Данные  эксплуатационных теплопритоков заношу в таблицу: 

    Таблица 7

№ камеры	наименование  камеры	q1, Вт	q2, Вт		q3,  Вт	q4, Вт		Q4, Вт
1	Мясо	26,4	90		-	264		380,4
2	Гастрономия	9,7	67,5		-	96		173,32
3	Полуфабрикаты мясные	12	67,5		-	120		199,9
Итого							753,5

 
 

Суммарные теплопритоки  во всех камерах:

Таблица 8

№ камеры	Q1, Вт	Q2, Вт	Q3, Вт	Q4, Вт	Q5, Вт	Q, Вт
1	1480,27	597,2	-	380,4	-	2457,87
2	449,47	388,4	-	173,2	-	1011,07
3	575,78	267,9	-	199,0	-	1043,58
Итого	2505,52	1253,5	-	753,5	-	4512,52

 

8. Описание схемы  холодильной установки. 

На  предприятии торговли – магазина «Мясо» применяю централизованную систему  с воздушным охлаждением конденсатора. В качестве холодильного агента использую  фреон R-22. В состав холодильной машины входят: компресорно-конденсаторный агрегат с воздушным охлаждением конденсатора; теплообменник; фильтр; щиты управления; испаритель; терморегулирующие вентили; камерное оборудование в виде настенных батарей. Отдельные элементы холодильной машины соединены красномедными трубами. 
 
 
 

    9. Расчет и подбор  холодильного оборудования.

       Хладоновые холодильные машины поставляются только комплектно; компрессор, конденсатор, батареи или воздухоохладители, приборы автоматики. Поэтому при проектировании достаточно рассчитать и подобрать компрессор нужной производительности, а затем из таблиц или каталогов выписать технические характеристики всех аппаратов, входящих в комплект холодильной машины, поставляемой с выбранным компрессором. Однако в учебных проектах производят проверочный расчёт оборудования, входящего в состав холодильной машины (конденсаторов, испарителей или воздухоохладителей). Комплексно поставляемые холодильные машины выполнены по определённой заводской схеме. В схемах этих машин предусмотрен регенеративный теплообменник, в котором происходят перегрев всасываемых паров и переохлаждение жидкого хладона. Это следует учитывать при построении холодильного цикла. Теплообменные аппараты выбираю по значению площади поверхности или выбирают из таблиц, каталогов.

9.1. Выбор расчётного  режима работы  холодильной машины

     Для теплового расчёта одноступенчатого компрессора необходимо определить температурный режим работы, т.е. t₀ - температуру кипения, °С; t_BC - температуру всасывания, °С; t_п - температуру переохлаждения,°С; t_K - температуру конденсации, °С.

     Температура переохлаждения для холодильных  машин с регенеративным теплообменником  определяется по энтальпии переохлаждённого жидкого хладагента, согласно уравнению  теплового баланса теплообменника.

     Температуру кипения в хладоновых установках с непосредственным охлаждением принимают на 14+16°С ниже температуры воздуха в камере, т.е.

     t₀ = t_B-(14-16), °С     [4] c.71

    Температура конденсации зависит от температуры  и количества подаваемой воды или  воздуха.

    Температура конденсации для установок с  водяным охлаждением конденсатора принимают на 2+4 °С выше температуры воды, уходящей из конденсатора:

    t_k = t_нр+ (10-12), ^оС     [4] c.71

     Температуру всасываемых паров в холодильных  установках с регенеративным теплообменником  принимают на (15+20) °С выше температуры кипения, т.е.:

     t_ВС = t_o + (15-20), ^оС    [4] c.72

     Уравнение теплового баланса теплообменника:

     i₃ = i₃^’- (i₁-i₁^’),  кДж/кг      [4] c.72 

    По  значению i₃ из таблиц для данного хладагента определятся t₃ = t_n и заносится в таблицу параметров узловых точек цикла.  
 
 
 
 

9.2. Тепловой расчёт  одноступенчатой  холодильной машины

    Задачами  теплового расчёта холодильной  машины является: определение требуемой  объёмной производительности компрессора; подбор компрессора; определение потребляемой мощности, определение тепловой нагрузки на конденсатор машины. Тепловая нагрузка на компрессор принимается с учётом потерь холода в трубопроводах и  аппаратах:

    Q_ст = К*∑Q_км     [4] c.62

    Все расчетные данные цикла заношу в  таблицу:

    Таблица 9

Параметры	Узловые точки цикла
	1/	1	2	2/	3/	3	4
to,    оС	-14	2	79	38	38	34	-14
Р,     МПа	0,306	0,306	1,46	1,46	1,46	1,46	0,306
V,    м3/кг	0,075	0,082	0,019	0,016	0,00087	0,00086	0,021
i,     кДж/кг	599	605	651	615	417	441	441

 

Расчёт  производится в следующем порядке:

1. Удельная массовая холодопроизводительностью 1 кг холодильного агента:

q₀ = i₁^″-i₄,  кДж/кг,

q₀ =599-441=158 кДж/кг

2. Удельная работа сжатия в компрессоре:

l_т = i₂-i₁, кДж/кг, 

l_т =651-605=46 кДж/кг 

3. Удельная  тепловая нагрузка на конденсатор:

q_к= i₂-i₃^′, кДж/кг,

q_к = 651-447=204 кДж/кг

4. Требуемая холодопроизводительность компрессора:

Q_от= K*∑Q_км, кДж/кг,

Q_от = 1,5*4512,52= 6768,8 Вт = 6,7688 кВт

5. Требуемый массовый расход холодильного агента:

М_т = Q_от/q₀, кг/с,

М_т = 6,7688/158=0,04 кг/с

6. Требуемая теоретическая объёмная производительность компрессора:

V_T=M_T*V₁^′/λ,  м³/с,

значение  λ принимается из графика для Р_к/ Р₀ =4,77,

λ=0,72

V_T= 0,04*0,075/0,72=0,0042 м³/с

7. По найденному значению "V_T" выбирают один или несколько холодильных агрегатов (машин) с теоретической объёмной производительностью компрессора (компрессоров) "V_KM" на 20 - 40 % больше требуемого, что обеспечивает работу компрессоров с коэффициентом рабочего времени         в = 0,8:0,6.

Выбираю компрессорный агрегат марки 5ПБ 7-2-24  в количество 1 шт. 
 
 
 
 
 
 

Технические данные компрессора:

Таблица 10

Марка компрессора	Количество  цилиндров, шт.	Объем, всасываемый  поршнями, мм.	Частота вращения вала, с-1	Диаметр трубопроводов, мм.		Габаритные  размеры, мм	Масса (нетто), кг
				всасывающего	нагнетающего
5ПБ 7-2-24	2	20,6	16,7	25	25	615х370х455	135