Материал: Изыскание рационального варианта холодильного оборудования установки провизионных камер с использованием отечественного оборудования

Камера для фруктов и овощей

1. Теплоприток через ограждения определяется по формуле (19)

Теплоприток через палубу:

Теплоприток через подволок:

Теплоприток через переборки и борт:

;

;

;

;

;

Суммарный теплоприток через ограждения:

;

2. Теплоприток при обслуживании камер находим по формуле (20)

3. Теплоприток на дополнительное охлаждение отепленного груза определяем по формуле (21)

;

Фрукты и овощи, кроме прочих, имеют еще одну статью расхода холода. Это так называемое «тепло дыхания», которое определяется по формуле Дезента:

,

где -масса груза, т

;

Суммарный теплоприток этих четырех статей:

;

4. Теплоприток вызванный открытием дверей и т.д.:

;

Общий теплоприток для этой камеры составит:

В данном разделе рассчитаны нагрузки на воздухоохладители камер. Далее определим нужную холодопроизводительность компрессора.

5. Расчет и подбор оборудования

.1 Расчет и подбор компрессорно-конденсаторного агрегата

Холодильная установка провизионных камер состоит из компрессорно-конденсаторных агрегатов, воздухоохладителей, водяных насосов для охлаждения конденсаторов и вспомогательной аппаратуры.

Расчет и подбор оборудования проводим на основе определенных ранее теплопритоков каждой провизионной камеры. Холодильное оборудование выбирается из выпускаемых отечественной промышленностью агрегатов и теплообменников.

Для подбора компрессорно-конденсаторного агрегата прежде всего определяют рабочую холодопроизводительность компрессора по формуле:

,

где- нагрузка на компрессор равна суммарному теплопритоку в несколько камер, охлаждаемых холодильным агрегатом, кВт.

Провизионные камеры №6, №7, №8 на нашем судне обслуживаются общим компрессорно-конденсаторным агрегатом. Суммарный теплоприток в эти камеры равен:

Q = 2741.211 + 4680.192 + 2221.175 = 9642.578 Вт.

Провизионные камеры №1 - №5 на судне обслуживает другой компрессорно-конденсаторный агрегат. Суммарный теплоприток в эти камеры равен:

Q = 6113.382 + 7368.598 + 6186.224 + 4470.202 + 2196.931 = 26335.337Вт.

Холодильные компрессоры выбираются по рабочему объему Vp. Он определяется по формуле:

,

где Vo - объемная подача компрессора, известная из теоретического цикла холодильной установки;

 - коэффициент подачи компрессора в рабочем температурном режиме.

Для определения Vo и  строим и рассчитываем теоретический цикл холодильной установки.

Перед построением теоретического цикла надо рассчитать значения определяющих его температур: кипения , конденсации, переохлаждения жидкости  перед дроссельным клапаном и всасываемых паров  перед компрессором.

Значение  зависит от температуры хранения и типа системы охлаждения помещений:

=-,

где -температурный напор между кипящим хладагентом и испарителеи воздухом трюма.

=8-для воздушной системы охлаждения с непосредственными воздухоохладителями.

На нашем судне конденсаторы охлаждаются забортной водой. В этом случае температура =+(68) .

Температура паров хладагента во всасывающем патрубке компрессора определяется как:

,

где - перегрев паров, всасываемых компрессором.

При наличии регенеративного теплообменника общий перегрев паров, всасываемых компрессором, составляет =(1530) .

Температура переохлаждения  определяется по формуле:

=+(45)

Расчет теоретического цикла холодильной установки для камер №6, №7 и №8

После определения определяющих температур, строим теоретический цикл СХУ на диаграмме хладагента R502/

Далее определяем холодильный коэффициент:

,

где  - энтальпии соответствующих точек цикла

Далее определяем объемную подачу компрессора

,

где -определятся с диаграммы хладагента R502, ;

М - массовый расход хладагента в контуре

,

где  - тепловая нагрузка на компрессор

,

где - коэффициент запаса холодопроизводительности, ;

-суммарный теплоприток от камеры;

- время работы холодильных компрессоров в течение суток

Коэффициент подачи компрессора в температурном режиме определяется:

,

где - коэффициенты учитывающие потери соответственно: объемные, при дросселировании, при подогреве, при неплотностях.

Поскольку расширение идет достаточно круто в начале процесса (1-2), то без большой погрешности объем в точке  принимается равным объему в точке 1; т.е.  из уравнения политропы (для точек )

,

,

где n - показатель политропы расширения.

Следовательно, объемный коэффициент

,

где С - относительный объем вредного пространства, С=0.015

Для хладоновых компрессоров  (обычно n=1)

Коэффициент учитывающий потери при дросселировании обычно принимается

Всасываемый компрессором холодный пар подогревается, соприкасаясь со стенками компрессора, нагретыми теплотой сжатия. В результате подогрева пара его удельный объем увеличивается (полностью сжимается), а массовая подача и холодопроизводительность компрессора уменьшаются. Потери возникающие из-за теплообмена при всасывании, учитываются коэффициентом подогрева, определяемым по эмпирической формуле:

,

где  - абсолютные температуры кипения и конденсации, К

Объем перекачиваемого компрессором пара снижает также его протечки через неплотности клапанов, поршней, сальника компрессора и т.д.

Объемные потери, вызываемые протечками через неплотности, учитываются коэффициентом плотности

;

;

;

Аналогично рассчитываем теортический цикл холодильной установки для камер №1 - №5.

Расчет теоретического цикла холодильной установки для камер №1 - №5

;

;

;

;

;

;

;

;

По рассчитанным рабочим объемам подбираем оптимальный компрессорный агрегат.

Характеристики компрессорного агрегата

Марка ПБ-14

Число цилиндров 2

Диаметр цилиндра, м 0.067

Объём, описываемый поршнем,  0.011

Холодопроизводительность, кВт

при  14

Мощность электродвигателя, кВт 9

Подбор конденсатора осуществляется по наибольшей площади теплообменной поверхности, которая определяется по формуле:

,

где -площадь теплообменной поверхности соответствующего аппарата, ;

- тепловой поток в аппарате (его тепловая нагрузка), кВт;

- плотность теплового потока в аппарате (тепловая нагрузка 1 наибольшей площади теплообменной поверхности), ;

- коэффициент запаса теплообменной поверхности на заглушение части теплообменных трубок из-за их повреждения: - для конденсаторов.

,

где - суммарная холодопроизводительность компрессора, работающего на рассчитываемый конденсатор, кВт

-электрическая мощность для компрессора с встроенным приводом, кВт

Электрическая мощность компрессора рассчитывается по формуле:

,

где -теоретическая мощность, кВт;

- индикаторный КПД, учмтывающий отклонение между действительными процессами компрессора и теоретическими;

- 0.84 - механический КПД, учитывающий потери на трение;

=0.8 - КПД электродвигателя

;

где - опытный коэффициент, для хладонов

- температура кипения с соответствующим знаком,

По рассчитанным наибольшей теплообменной поверхности подбираем конденсатор КТР-12

Характеристики конденсатора

Наибольшая площадь теплообменная поверхность,  12.8

Максимальная нагрузка, кВт 43.3

5.2 Расчет и выбор циркуляционного насоса

Для охлаждения конденсатора необходим циркуляционный насос, подающий забортную воду. Необходимая подача насоса рассчитывается по формуле: