Задание 3. Выполнить тепловой расчет и подобрать компрессор одноступенчатой холодильной машины, работающей на фреоне R507

Выполнить тепловой расчет и подобрать компрессор одноступенчатой холодильной машины, работающей на фреоне R507. Машина предназначена дл непосредственного охлаждения камеры хранения рыбы при t₁ = -4 ⁰С и камеры хранения мяса при t₂ = 0 ⁰С. Тепловая нагрузка на компрессор Q_т = 4,2 кВт. Параметры наружного воздуха t_н = 28 ⁰С, j_н = 42%. Охлаждение камер осуществляется однотемпературной холодильной машиной с с охлаждением конденсатора водой оборотной системы.

1. Чтобы обеспечить в камере с самой низкой температурой (камера хранения рыбы) среднюю температуру - 4 ⁰С, необходимо иметь температуру кипения: ⁰С.

2. Температуру воды, поступающей в конденсатор, принимаем на 6 ⁰С выше температуры воздуха по смоченному термометру, которую определяем с помощью i-d диаграммы влажного воздуха. Для заданных условий t_в1 = 19 + 6 = 25 ⁰С.

Принимаем подогрев воды в конденсаторе ∆t = 4 ⁰С , а температуру конденсации на 3 ⁰С выше температуры уходящей воды:

3. Перегрев паров в трубопроводе принимаем равным 5 ⁰С, а в регенеративном теплообменнике осуществляется перегрев холодных паров до температуры 20 ⁰С.

4. Строим цикл в lg p – i и T – s диаграммах.

5. Параметры хладагента в характерных точках цикла заносим в таблицу:

	1’	1”				3’
t, 0C	-19	-14					-19
P, бар	3,4	3,4	3,4				3,4
i, кДж/кг
v, м3/кг		0,07

Положение точки 3’ определяем из уравнения теплового баланса:

, отсюда кДж/кг.

6. Удельная массовая холодопроизводительность:

кДж/кг.

7. Удельная работа сжатия в компрессоре:

кДж/кг.

8. Удельная тепловая нагрузка на конденсатор

кДж/кг.

9. Требуемая холодопроизводительность компрессора:

где k – коэффициент, учитывающий потери в трубопроводах и аппаратах, для температуры кипения -19 ⁰С принимается равным 1,06.

Тогда кВт.

10. Требуемый массовый расход хладагента:

кг/с.

11. Требуемая теоретическая объемная производительность компрессора:

Здесь l - коэффициент подачи компрессора.

 

12. Определим коэффициент подачи l. Его можно определить из соотношения

где – действительная и теоретическая объёмные производительности компрессора, м³/с.

– индикаторный коэффициент всасывания; – коэффициент дросселирования, равный 0,95; объёмный коэффициент

.Здесь – относительная величина объёма вредного пространства, 2-6%; коэффициент подогрева; – коэффициент плотности, равный 0,98.

Величина коэффициента подачи может быть принята по графику (приложение 1) в зависимости от соотношения в зависимости от типа компрессора.

13. Тогда требуемая теоретическая объемная производительность составит:

м³/с.

14. По значению V_т = 0,0025 м³/с по таблице (приложение 2) или программам подбираем холодильную машину (компрессор).

15. По таблице выбираем холодильную машину МКВ4-1-2. Объемная производительность компрессора ФВ6. Входящего в его состав V_д = 0,0057 м³/с.

Коэффициент рабочего времени компрессора

Коэффициент рабочего времени должен находиться в пределах 0,67 – 0,92. Компрессор выбран не правильно.

16. По программе Bitzer выбираем компрессор 2ЕC-2.2Y-40S, имеющий следующие характеристики: объемная производительность V_д = 0,0039 м³/с.

Коэффициент рабочего времени компрессора

Принимаем данный компрессор. Ниже приведены его характеристики.

17. Определим действительный массовый расход

кг/с.

18. Действительная холодопроизводительность компрессора:

кВт.

19. Мощность привода компрессора:

- теоретическая мощность сжатия: кВт;

- действительная (индикаторная) мощность сжатия[1]: кВт;

- мощность на валу компрессора (эффективная мощность)[2]:

кВт.

- электрическая мощность (мощность, потребляемая электродвигателем из сети)[3]:

 

кВт.

20. Тепловая нагрузка на конденсатор без учета потерь в процессе сжатия:

кВт.

21. Тепловая нагрузка на конденсатор с учетом потерь (действительная нагрузка):

кВт.

 

Приложение 1

 

Коэффициенты подачи компрессоров: 1 и 3 – сальниковые; 2- бессальниковые поршневые; 4 – винтовые.

 

 

Приложение 2

Хладоновые машины для охлаждения воздуха	Компрессор	Площадь поверхности теплообмена, м2	Количество заряженного хладагента, кг	Количество заряженного масла, кг	Габаритные размеры агрегата или блочной машины, мм	Масса, кг
Марка	Исполнение	Холодопроизводительность. кВт	Марка	Теоретическая объемная производительность, л/с	Потребляемая мощность, кВт	Конденсатор	Батарея или воздухоохладитель
МКВ4-1-2	Р	5,351	ФВ-6	5,7	2,3	1,74	4х24,3		2,7	1000х430х700
МВВ4-1-1	Р	3,51	ФВ-6	5,7	1,8	15,0	4х20,0		2,7	930х550х580
1МКВ6-1-2	Р	7,02	2ФВБС-6	8,6	3,7	1,9	3х18,5			1000х410х700
1ММВ6-1-2	Р	7,02	2ФВБС-6	8,6	4,2	35,2	3х18,5			910х620х600
1МКВ9-1-2	Р	10,52	2ФУБС-9	11,6	5,3	2,9	4х18,5			1430х530х900
1ММВ9-1-2	Р	10,52	2ФУБС-9	11,6	6,2	61,5	4х18,5			1085х745х800
2МКВ12-1-2	М	16,32	2ФУБС-12	17,2	11,4	9,1				1760х1480х1730
2МВВ12-1-2	М	16,32	2ФУБС-12	17,2	13,5					1760х1480х1730
2МКВ18-1-2	М	22,62	2ФУУБС-18	22,9	18,5	11,7				1885х1720х1800
2ММВ18-1-2	М	22,62	2ФУБС-18	22,9	20,0					1885х1720х1800
МКВ18-2-4	М	13,63	2ФУУБС-18	22,9	12,5	7,7				2045х1500х1260
МВВ18-2-4	М	13,63	2ФУУБС-18	22,9	14,0					1910х1510х1260
1ХМФ-16	М	18,64	2ФУБС-9 (2 шт.)	23,2	17,4					2100х2185х1810
1ХМФ-32	Р	37,24	2ФУБС-18 (2 шт.)	45,8	35,6					2280х1280х2040

 

Примечание:

Исполнение Р – раздельное; М – в виде моноблока.

¹ – при температуре в камере t = 5 ⁰С и температуре воды или воздуха на входе в конденсатор 20 ⁰С;

² - при температуре в камере t = -30 ⁰С и температуре воды или воздуха на входе в конденсатор 20 ⁰С;

³ - при температуре в камере t = -18 ⁰С и температуре воды или воздуха на входе в конденсатор 20 ⁰С;

⁴ - при температуре в камере t = 2 ⁰С и температуре воды или воздуха на входе в конденсатор 30 ⁰С;