Сводный расчет теплопритоков

· Теплоприток при термической обработке;

Поступающий груз требуется охладить от температуры поступления до температуры хранения.

R = 1,2 – коэффициент неравномерности тепловой нагрузки;

= 20% от Е = 0,2 – суточное поступление груза;

Принимаем суточное поступление груза равномерно по всем камерам.

Рыба жирная:

t_пост = -12 ^оС; t_хран = -25 ^оС;

i = 5,8 4,19 =24,3 кДж/кг; i = -3,4 4,19 =-14,3 кДж/кг;

· Расчет теплопритока с воздуха при вентиляции;

Подача свежего воздуха для дыхания продуктов не требуется, подача воздуха для постоянных работающих людей не требуется.

Q₃ = 0;

· Расчет эксплуатационных теплопритоков;

а) Камера 1;

= 350 Вт; = 3;

= 1 Вт/м² – мощность светильников;

– площадь пола;

= 10÷20 Вт/м² – относительная мощность электродвигателей с воздухоохладителями;

= 7÷9 кВт;

β – коэффициент, учитывающий длительность и частоту проведения грузовых операций;

β = 0,3 – для распределительных холодильников;

– площадь дверного проема;

– коэффициент эффективности средств защиты дверного проема;

= 0,5 для пластиковых завес;

– плотность теплового потока среднего за времени грузовой операции на 1 м² дверного проема при отсутствии средств тепловой защиты;

= 7800 Вт при Δt =30^оС; [2, прил. 31]

б) Камера 2;

в) Коридор;

г) Камера 3;

д) Рампа;

· Проверочный расчет;

= 500 Вт/м² – удельный теплоприток на площадь м² помещения;

[2, прил. 35]

· Суммирование Q₄;

а) На оборудование;

Полностью включаются эксплуатационные теплопритоки;

Q_4об = ∑ Q₄;

б) На общий компрессор;

Принимают одновременно возникающие эксплуатационные теплопритоки;

Q_4л – на камере, в коридоре, в рампе;

– от всех помещений;

– от двух погрузчиков;

Q_4осв – на камере, в коридоре, в рампе;

Q_4двери – на камере, в рампе;

Таблица 2 Сводный расчёт теплопритоков

Q_1с для общего компрессора;

Стены;

С=> 0;

В=> Q_1сmax = 199,45 Вт;

Ю=> Q_1сmax = 352,7 Вт; - берем по южной стене при суммирование;

З=> Q_1сmax = 239,23 Вт;

Расчет двухступенчатого холодильного цикла

Принимаем цикл с двухступенчатым сжатием, промежуточным охлаждением в промсосуде и однократным дросселированнием хладагента.

Рисунок 7 Схема двухступенчатой холодильной установки

p

7 5 p_к 4

6^’ 6 p_m 3^’ 3 2

8 p₀ 1

Рисунок 8 Цикл двухступенчатой холодильной установки

· Выбираем параметры цикла;

= θ = (3 ÷ 5) К;

^оС;

= (7÷10) К;

^оС;

^оС; = (5÷7) К;

^оС;

p_к = 15,8 МПа; p_о = 1,2 МПа;

π > 8 => следовательно перейдем к двухступенчатому циклу;

t_m = 0 ^оС;

= (5÷10) К при

= (10÷15) К при

^оС;

^оС;

^оС;

^оС;

· Удельная холодопроизводительность;

· Удельная теплота конденсации;

· Удельные работы на сжатие;

· Холодильный коэффициент;

· Степень сжатия;

3 Параметры точек цикла

							6’
P,МПа	0,12	0,44	0,435	1,58	1,58	0,435	0,435	1,58	0,12
t, оС;	-20								-30
i,кДж/кг
		0,42	0,3	0,11	0,001726	0,04	0,001566	0,001583	0,125

Строим цикл в p-i диаграмма состояния аммиака.Параметри точек цикла сводим в таблицу 3(см.Приложения А1)

Подбор оборудования

Подбор компрессоров

Выбираем сальниковые (открытые) компрессоры;

· Определяем расчётную холодопроизводительность компрессора;

– общая тепловая нагрузка на компрессоре;

= 1,02 ÷ 1,12 – коэффициент, учитывающий потери во всасывающем трубопроводе (нагрев, гидравлические потери и расширение пара в трубе);

b – коэффициент рабочего времени;

b = 0,76 ÷ 0,95 – для крупных установок;

· Массовый расход хладагента;

· Объемный расход хладагента;

= ;

· Теоретическая объемная подача компрессора;

· Выбираем поршневой компрессор; [4]

Марка: RCU412E;

Фирма: Grasso;

Количество: 2 – 1 рабочий, 1 для резервирования;

= 768 м³/ч при n = 1450 об/мин;

Длина: L = 2900 мм;

Высота: Н = 1700 мм;

Ширина: В = 1400 мм;

· Рассчитаем компрессор для второй ступени;

= ;

Выбираем поршневой компрессор; [4]

Марка: RCU212E;

Фирма: Grasso;

Количество: 2 – 1 рабочий, 1 для резервирования;

= 310 м³/ч при n = 1171 об/мин;

Длина: L = 2350 мм;

Высота: Н = 1400 мм;

Ширина: В = 1300 мм;

· Проверка подобранных компрессоров;

а) Баланс на промсосуде;

Баланс промсосуда строго не выполняется.

Для первой ступени;

· Проверка установленной мощности;

N_дв > N_е; N_дв > 54,28 кВт;

N_дв > N_е; N_дв > 60,4 кВт;

Подбор воздухоохладителей

· Выбираем тип воздухоохладителей;

Потолочные подвесные;

· Выбираем материалы для хладагента;

Вещество: аммиак (R717);

Материалы: стальные трубы;

· Выбор количество воздухоохладителей;

4 – для большой камеры;

по 2 – для маленьких камер;

2 – для рампы;

1 – для коридора;

· Выбор шаг оребрения;

t₀ < -20, тогда шаг принимаем больше 10 мм;

Шаг принимаем 12 мм; [5]

· Площадь воздухоохладителя для камеры 3;

= 7÷10 К; = 49855,3 Вт;

– рассчитывается из каталога [4] по формуле:

Принимаем типоразмер GHP 065B/116

= 10 К

=46,1 м²

= 12,9 кВт

· Требуемая расчетная площадь для камеры 3;

· Выбираем воздухоохладитель для камеры 3; [5]

Типоразмер: GHP080C/116;

Номинальная мощность: Q = 27,2 кВт;

Поверхность: 96,4 м²;

Производительность по воздуху: 16600 м³/ч;

Длина факела вентилятора: 33 м;

Количество вентилятора: 1;

Длина: L = 1960 мм;

Ширина: В = 1236 мм;

Высота: Н = 1263 мм;

Объем труб: V = 64,1 л;

Вес: М = 482 кг;

· Площадь воздухоохладителя для камеры 1, 2;

Типоразмер: GHP065C/112;

Δt_м = 10 К;

F = 73,9 м²;

Q = 19,4 кВт;

· Требуемая расчетная площадь для камеры 1, 2;

· Выбираем воздухоохладитель для камеры 1, 2; [5]

Типоразмер: GHP080С/112;

Номинальная мощность: Q = 34,0 кВт;

Поверхность: 123,5 м²;

Производительность по воздуху: 16200 м³/ч;

Длина факела вентилятора: 32 м;

Количество вентилятора: 1;

Длина: L = 1960 мм;

Ширина: В = 1236 мм;

Высота: Н = 1263 мм;

Объем труб: V = 64 л;

Вес: М = 526 кг;

· Площадь воздухоохладителя для коридора;

Шаг оребрения принимаем 5мм; [5]

Типоразмер: GHP045E/15;

Δt_м = 10 К;

F = 56,5 м²;

Q = 12,7 кВт;

· Требуемая расчетная площадь для коридора;

· Выбираем воздухоохладитель для коридора; [5]

Типоразмер: GHP065A/15;

Номинальная мощность: Q = 22,5 кВт;

Поверхность: 98,8 м²;

Производительность по воздуху: 8700 м³/ч;

Длина факела вентилятора: 21 м;

Количество вентилятора: 1;

Длина: L = 1660 мм;

Ширина: В = 762 мм;

Высота: Н = 1005 мм;

Объем труб: V = 22,4 л;

Вес: М = 342 кг;

· Площадь воздухоохладителя для рампы;

Типоразмер: GHP065А/15;

Δt_м = 10 К;

F = 98,8 м²;

Q = 22,5 кВт;

· Требуемая расчетная площадь для рампы;

· Выбираем воздухоохладитель для рампы; [5]

Типоразмер: GHP080A/15;

Номинальная мощность: Q = 39,7 кВт;

Поверхность: 165,1 м²;

Производительность по воздуху: 17100 м³/ч;

Длина факела вентилятора: 34 м;

Количество вентилятора: 1;

Длина: L = 1960 мм;

Ширина: В = 1006 мм;

Высота: Н = 1245 мм;

Объем труб: V = 38,6 л;

Вес: М = 515 кг;

· Определяем общую вместимость по хладагенту;

Для камеры 3;

Для камеры 1, 2;

Для коридора;

Для рампы;

· Проверяем допустимые рабочие параметры;

T_min < T^раб <T_max; T^раб = -40 ÷ 45 ^оС;

P_max = 25 Бар;

Способ оттайки: горячими парами хладагента.

Подбор конденсатора

Выбираем воздушные конденсаторы.

· Тепловая нагрузка на конденсатор;

· Выбираем два конденсатора для обеспечения резервирования;

· Расчетная тепловая нагрузка на конденсатор; [6]

= 0,75 при t_k = 40 ^оС; t_н.р = t_в1 = 29 ^оС; берем с каталога [6]

= 0,99;

= 0,96 при t_{гор.пара} = t₄ = 103 ^оС;

1,2 – 20 процентов запаса для частичного резервирования;

· Выбираем конденсатор; [6]

Фирма: Güntner;

Типоразмер: AGVH080.1B/3L;

Номинальная мощность: Q = 230,9 кВТ;

Расход воздуха: 48000 м³/ч;

Общее потребление электроэнергии: 2,8 кВт;

Уровень звукового давления – 54 дБА;

Количество секции - 22;

Количество ножек – 4

Исполнения – 3;

Длина: L= 6900 мм;

Ширина: В = 1141 мм;

Высота: Н = 1480 мм;

Подбор линейного ресивера

· Определяем вместимость ресивера для крупных аммиачных установок по формуле, учитывая 25 % запаса;

– суммарная вместимость испарительной системы

+

· Выбираем линейный вертикальный аммиачный ресивер; [7]

Типоразмер: AGBV250;

Фирма: Güntner;

Объем: V = 250 л;

Длина: L = 2140мм

Ширина: В=295 мм;

Вес: М = 240 кг;

Смотровые стекла – 3;

Расположения – 1, 2, 3;

Сварное соединения;

Расчет трубопроводы

Трубопроводы холодильной установки рассчитываем по рекомендуемой скорости движения среды.

а) Всасывающая аммиачная паровая труба (низкого давления) компрессора первой ступени;

· Массовый расход в трубе;

· Объемный расход в трубе;

=

· Диаметр трубы;

– скорость движения в трубе; [1, таблица 6.1]

· Выбираем стальную бесшовную трубу диаметром; [2, прил. 62]

108 х 4 мм;

· Действующая скорость движения в трубе;

б) Нагнетательная аммиачная паровая труба (высокого давления) компрессора первой ступени;

· Массовый расход в трубе;

· Объемный расход в трубе;

=

· Диаметр трубы;

· Выбираем стальную бесшовную трубу диаметром;

76 х 3,5 мм;

· Действующая скорость движения в трубе;

в) Всасывающая аммиачная паровая труба (низкого давления) компрессора второй ступени;

· Массовый расход в трубе;

· Объемный расход в трубе;

=

· Диаметр трубы;

· Выбираем стальную бесшовную трубу диаметром;

· 76х 3,5 мм;

· Действующая скорость движения в трубе;

г) Нагнетательная аммиачная паровая труба (высокого давления) компрессора второй ступени;

· Массовый расход в трубе;

· Объемный расход в трубе;

=

· Диаметр трубы;

· Выбираем стальную бесшовную трубу диаметром;

38 х 2,0 мм;

· Действующая скорость движения в трубе;

д) Жидкостная аммиачная труба (высокого давления) после конденсатора;

· Массовый расход в трубе;

· Объемный расход в трубе;

= = 1,583 10^-3 м³/кг; [3]

· Диаметр трубы;

· Выбираем стальную бесшовную трубу диаметром;

38 х 2,0 мм;

· Действующая скорость движения в трубе;

е) Жидкостная аммиачная труба (низкого давления) после насоса в испаритель;

· Массовый расход жидкости в трубе;

= 6 ÷ 12;

· Объемный расход в трубе;

= = 1,459 10^-3 м³/кг; [3]

· Диаметр трубы;

· Выбираем стальную бесшовную трубу диаметром;

57 х 3,5 мм;

· Действующая скорость движения в трубе;

ж) Аммиачная парожидкостная труба возврата из испарителя в циркуляционный ресивер (низкого давления); [1, страница 219]

· Массовый расход жидкости в трубе;

= 6 ÷ 12;

· Находим величину Х по формуле; [1]

[3]

Δp_см/Δp_п = 5,43 при Х = 0,276;

· Диаметр трубы двухфазной смеси (парожидкостной смеси);

– диаметр трубы, что предположительно по трубе протекает только пар;

· Выбираем стальную бесшовную трубу диаметром;

273х 8 мм;

· Действующий диаметр ;

· Действующая скорость движения в трубе;

6 Описание схемы холодильной установки

Данная холодильная установка предназначена для поддержания определенных низких температур. Холодильная установка включает в себя испарительную систему, где необходимо поддерживать температуру кипения t_o и низкое давление р_о для определенного хладагента. Получение наиболее низкой температуры приводит к увеличению значения отношения р_к /р₀ и к трем нежелательным явлениям: увеличению температуры нагнетания компрессора, возрастанию объемных потерь в компрессоре и увеличению дроссельных потерь в регулирующем вентиле, что вызывает уменьшение холодопроизводительности установки.

При р_к /р₀ >8 приходится применять многоступенчатое сжатие, в нашем случае двухступенчатое, в котором участвуют два поршневых компрессора. Для того чтобы ограничить роста температуры нагнетания, первой ступени сжатия дополнительно охлаждается в промсосуде. После испарителя и перед компрессором первой ступени устанавливают циркуляционный ресивер, как показано на схеме, что позволяет в первую очередь обеспечивать подачу хладагента в испаритель и к тому защищает компрессор от гидравлического удара.

После сжатия в компрессоре первой ступени, пар поступает в промсосуд, где дополнительно охлаждается, барботируя через слой жидкости. Выходя из промсосуда, пар перегревается во всасывающем трубопроводе перед компрессором второй ступени (высокого давления) и в перегретом состоянии поступает в него. После сжатия в компрессоре второй ступени до давления конденсации р_K, пар конденсируется в конденсаторе , после чего жидкость высокого давления разделяется на два потока . Основной поток поступает в змеевик промсосуда, где переохлаждается, отдавая теплоту жидкости, и в состоянии переохлаждения поступает через регулирующий вентиль РВ₂ в испаритель. Другой поток жидкости дросселируется в РВ₁ от р_K до промежуточного давления р_пр и поступает в промежуточный сосуд.

Маслоотделители предназначены для отделения масла, уносимого холодильным агентом из компрессора. Масло увлекается агентом, как в виде капель, так и в парообразном состоянии. Уменьшение масляной пленки приводит к повышению эффективности теплообменных аппаратов. Линейные ресиверы предназначены для компенсации различия в заполнении испарительного оборудования жидкостью при изменении тепловой нагрузки. Они освобождают конденсатор от жидкости и создают равномерный поток жидкого агента к регулирующему вентилю. Линейный ресивер устанавливают между конденсатором и регулирующим вентилем. Постоянно поддерживаемый уровень жидкого холодильного агента является гидравлическим затвором, который препятствует перетеканию пара высокого давления в испаритель. Линейный ресивер является хорошим сборником воздуха и масла. Насосы холодильных установок предназначены для циркуляции охлаждающей воды в оборотных системах водоснабжения, промежуточного хладоносителя (рассол или ледяная вода), а также жидкого аммиака в насосно-циркуляционных системах. Для жидкого аммиака применяют специальные аммиачные бессальниковые насосы.

Заключение

В результате проведенной работы было рассмотрено камерное оборудова-ние для охлаждения и хранения рыбы. Произведены расчеты, по которым было выбрано оборудование для создания и поддержания заданных усло-вий:

Компрессоры: фирмы Grasso марка RCU412E и RCU212E

Воздухоохладители: фирмы GUNTNER тип GHP 080С/112 ,GHP 080D/112 и GHP065A/15

Конденсаторы: фирмы GUNTNER тип AGVH090.1B/2N

Линейный ресивер: фирмы Güntner тип Z0434/1:L

.

Список использованной литературы

1. Курылев Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. “ Холодильные установки” – СПб: Политехника, 1999. – 576 с.

2. Бараненко А.В., Калюнов В.С., Румянцев Ю.Д. “Практикум по холодильным установкам”. – СПб: Профессия, 2001. – 272 с.

3. Богданов С.Н., Бурцев С.И., Иванов О.П., Куприянова А.В. ”Холодильная техника. Кондиционирование воздуха: Справ./ Под ред. С.Н. Богданов. 4-е изд., перераб. и доп. – СПб.: СПбГАХПТ, 1999. – 320 с.

4. Каталог фирмы Grasso «Компрессоры поршневые»;

5. Каталог фирмы GUNTNER «Воздухоохладители аммиачные GHP»;

6. Каталог фирмы GUNTNER «Конденсаторы воздушные аммиачные »;

7. Каталог фирмы GUNTNER «Ресиверы аммиачные»;

8. СП 109.13330.2012. Холодильники;

9. 131.13330.2012. Строительная климатология;

Приложения

А1 Цикл холодильной установки в p-i диаграмме состояния NH₃

А2 Графические материалы

r PD3mBDdb/vT7+4vlZDsx4uBbRwriWQQCqXKmpVrBy/bhKgPhgyajO0eo4As9LMvzs0Lnxp3oGcdN qAWHkM+1giaEPpfSVw1a7WeuR+LbuxusDrwOtTSDPnG47WQSRXNpdUv8odE9rhqsPjZHq2C3Cuso fnza7b+36/Yz3mfj26tX6vJiur8DEXAKfzD86rM6lOx0cEcyXnQK0nmUMKrgenEDgoE0S25BHHhI FyDLQv5vUP4AAAD//wMAUEsBAi0AFAAGAAgAAAAhALaDOJL+AAAA4QEAABMAAAAAAAAAAAAAAAAA AAAAAFtDb250ZW50X1R5cGVzXS54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEAOP0h/9YAAACUAQAACwAAAAAA AAAAAAAAAAAvAQAAX3JlbHMvLnJlbHNQSwECLQAUAAYACAAAACEAoSVW0jkEAADtDAAADgAAAAAA AAAAAAAAAAAuAgAAZHJzL2Uyb0RvYy54bWxQSwECLQAUAAYACAAAACEA3k7vh+EAAAAJAQAADwAA AAAAAAAAAAAAAACTBgAAZHJzL2Rvd25yZXYueG1sUEsFBgAAAAAEAAQA8wAAAKEHAAAAAA== " path="m,l171450,85725r133350,19050l476250,,352425,209550r-9525,190500l95250,400050r,-171450l,xe" fillcolor="black [3200]" strokecolor="black [1600]" strokeweight="2pt">

Холодильная установка с двухступенчатым сжатием, промежуточным охлаждением в промсосуде и однократным дросселированнием хладагента. Схема функцанальная