Расчет параметров холодильника

Расчет параметров холодильника

Исходные данные

холодильник узловой цикл

Решение

Рисунок 1 - Принципиальная схема аммиачной двухступенчатой холодильной установки

Процессы, изображенные на диаграмме:

10 - 1' - кипения в испарителе при ;

' - 1 - перегрев паров на всасывании ;

- 2 - сжатие в ступени низкого давления;

-3 - промежуточное охлаждение пара после  до промежуточной температуры;

- 4 - перегрев паров на всасывании ;

- 5 - сжатие в ступени высокого давления ;

- 7 - конденсация паров в конденсаторе;

- 8 - дросселирование части жидкости до промежуточного давления в регулирующем вентиле;

- 9 - переохлаждение аммиака в змеевике промежуточного сосуда при давлении  кипящим аммиаком;

- 10 - дросселирование жидкого хладагента до давления кипения в основном регулирующем вентиле;

- 3 - кипение аммиака в промежуточном сосуде за счет тепла, вносимого из  жидкостью, проходящей по змеевику.

1. Описание холодильной установки

При давлении  пар аммиака всасывается винтовым компрессором  ступени низкого давления  и сжимается в процессе 1-2 до промежуточного давления  и поступает в промежуточный сосуд , где полностью охлаждается кипящим аммиаком. Затем пар поступает во вторую ступень  и сжимается винтовым компрессором  от  до  в процессе 4 - 5.

Сжатый в  пар поступает в водяной конденсатор, где он конденсируется в процессе 6-7. После этого поток жидкого аммиака разделяется на две части, часть потока дросселируется до промежуточного давления  в регулирующем вентиле  и поступает в промежуточный сосуд  где охлаждает пар, поступающий из  и жидкость, проходящую по змеевику. Другая часть потока жидкости поступает в змеевик промежуточного сосуда  где переохлаждается и после дросселирования в регулирующем вентиле  до давления кипения  поступает в испаритель где кипит.

Рисунок 2 - Цикл двухступенчатой аммиачной холодильной установки в  - диаграмме

2. Расчет и построение заданного цикла

Таблица 1 - Параметры узловых точек процесса

Температура всасывания ступени низкого давления:

                                       (1)

где    - перегрев паров аммиака во всасывающем трубопроводе ;

Удельная адиабатная работа сжатия :

                                          (2)

Эффективный :

                                  (3)

рассчитываем по упрощенной зависимости для узкого диапазона отношения давлений в цикле  для винтовых компрессоров:

                                               (4)

где    - отношение давлений в ступени;

                                                   (5)

Энтальпия хладагента в точке :

                                     (6)

Положение точки 2 на  - диаграмме находим на пересечении изоэнтальпы  и изобары

Температура всасывания ступени высокого давления:

                                               (7)

где    - перегрев паров аммиака во всасывающем трубопроводе ;

Удельная адиабатная работа сжатия :

                                          (8)

Отношение давлений :

                                                   (9)

Эффективный :

                                               (10)

Энтальпия хладагента в точке :

                               (11)

Положение точки 5 на  - диаграмме находим на пересечении изоэнтальпы  и изобары

3. Расчет и построение рекомендуемого цикла

Температура кипения:

                                    (12)

где    - требуемая температура воздуха в помещении, ;

Температура всасывания ступени низкого давления:

                                       (13)

Удельная адиабатная работа сжатия :

                                          (14)

Эффективный :

                                     (15)

                                                   (16)

Энтальпия хладагента в точке :

                               (17)

Положение точки 2 на  - диаграмме находим на пересечении изоэнтальпы  и изобары

Температура всасывания ступени высокого давления:

                                               (18)

Удельная адиабатная работа сжатия :

                                          (19)

Отношение давлений :

                                                   (20)

Эффективный :

                                     (21)

Энтальпия хладагента в точке :

                                         (22)

Положение точки 5 на  - диаграмме находим на пересечении изоэнтальпы  и изобары

Средняя температура воды в конденсаторе:

                                   (23)

где    - температура воды на вхоже и выходе конденсатора, ;

Температура конденсации:

                                     (24)

Промежуточное давление:

                                  (25)

Температура жидкости на выходе из змеевика промежуточного сосуда:

                                   (26)

Значения разности давлений в схеме холодильной установки принимаем равными значениям разности давлений заданного цикла

Падение давления на всасывании :

                                               (27)

Давление на всасывании :

                                      (28)

Падение давления на нагнетании :

                                      (29)

Давление нагнетания :

                                     (30)

Падение давления на всасывании :

                                     (31)

                                               (32)

Падение давления на нагнетании :

                                      (33)

Давление нагнетания :

                                      (34)

Таблица 2 - Параметры узловых точек процесса

В заданном режиме повышенная температура конденсации, причинами которой могут быть присутствие воздуха в системе, неэффективность работы градирни или насосов, несоответствие поверхности конденсатора производительности работающего компрессорного агрегата.

В заданном режиме температура кипения выше оптимальной, что может быть вызвано состоянием теплопередающей поверхности, уровнем заполнения испарителя и несоответствием между производительностью компрессорного агрегата и испарителей.

В заданном режиме температура жидкого аммиака, выходящего из змеевика промежуточного сосуда на 6 градусов выше промежуточной температуры, а оптимальный перепад температур составляет .

В заданном и рекомендуемом циклах слишком высокая температура нагнетания на стороне высокого давления. Для винтовых компрессоров, работающих на аммиаке она не должна превышать . Снизить температуру нагнетания можно дополнительно охлаждая масло, подающееся в компрессора, а также увеличив его подачу.

Удельная массовая холодопроизводительность:

Удельная эффективная работа сжатия:

Холодильным коэффициент:

Перерасход относительных затрат электроэнергии:

                                            (1)

Перерасход относительных затрат электроэнергии больше в рекомендуемом режиме, так как в заданном режиме холодильная установка работала с завышенной, относительно оптимальной, температурой кипения, а это привело к снижению эффективной мощности компрессорного агрегата. Однако холодопроизводительность компрессорного агрегата больше при работе в рекомендуемом режиме.

Список использованной литературы

1. Курылёв Е.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д., Холодильные установки. - СПб.: Политехника, 2005. - 576 с.

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

. Румянцев Ю.Д. Монтаж холодильных установок: Метод. указания к практическим и лабораторным работам для студентов. - СПб.: СПбГУНТ иПТ, 2007. - 25 с.

4. Румянцев Ю.Д. Ремонт холодильных установок: Метод. указания к лабораторным работам для студентов. - СПб.: СПбГУНТиПТ, 2007. - 25 с.