Курсовая работа: Рефрежираторный полуприцеп

Для теплоизоляции полуприцепа толщина теплоизоляционного слоя д определяется из формулы [1]:

- теплопроводность изоляционного слоя из пенополиуритана,

, [6]

- коэффициент теплопередачи через ограждение,

, требования A.T.P.

, - коэффициент теплоотдачи со стороны наружной и внутренней поверхностей ограждения,

, [2]

, [2]

- сумма термических сопротивлений всех слоев ограждения, кроме теплоизоляционного (теплопроводность стали , [6]).

Толщину металла принимаем = 0,001 м с наружной и внутренней сторон полуприцепа.

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя .

Принимаем толщину теплоизоляционного слоя в полу равным 1.5

Учитывая толщину теплоизоляционного слоя, находим внутренние размеры полуприцепа с учетом выбранной толщины изоляции и металла:

где:

- длина охлаждаемого объема полуприцепа, м;

- длина полуприцепа, м;

- ширина охлаждаемого объема полуприцепа, м;

- ширина полуприцепа, м;

- высота охлаждаемого объема полуприцепа, м;

- высота полуприцепа, м.

2.4 Определение вместимости полуприцепа

Конструктивно помещается n=30 европаллет размерами 800х1200 мм каждый. (см. План. Разрез кузова).

Груз - мясные туши охлаждённые либо замороженные.

Масса одного паллета m:

,

где

с - плотность груза (мясные туши), с = 700 кг/м³, [4]

где:

a - длина паллета, м;

b - ширина паллета, м;

- рекомендуемая высота загрузки паллета [2], м;

кг.

Вместимость полуприцепа по массе груза М:

кг.

n - количество паллетов.

3.Тепловой расчет

3.1 еплоприток от окружающей среды

Теплоприток от окружающей среды включает теплопритоки, обусловленные солнечным тепловым излучением [4]:

и через ограждения:

где:

- избыточная разность температур, вызванная солнечным тепловым излучением, ^оС; для вертикальных поверхностей , для горизонтальных [1];

- длительность действия солнечной радиации, ч/сутки; принимаем

- температура воздуха с наружной стороны ограждения, ^оС;

- температура воздуха в полуприцепе, ^оС.

, [4]

где:

- Средняя площадь поверхности ограждения кузова, м²;

- Площадь наружной поверхности кузова, м²;

- Площадь внутренней поверхности кузова, м²;

Теплоприток от солнечной радиации к охлаждаемому объему полуприцепа, принимаем через крышу и одну боковую стенку:

Для стенки:

;

;

Для крыши:

;

;

Теплоприток через ограждение:

Общий теплоприток от окружающей среды

3.2 Теплоприток вследствие инфильтрации воздуха

Теплоприток вследствие инфильтрации воздуха

где:

n - коэффициент, указывающий, какая доля объема воздуха в охлаждаемом объеме полуприцепа сменяется за 1 час (определяется экспериментально, рекомендовано n=0.8);

- внутренний объем полуприцепа, м³;

, - энтальпии наружного воздуха и воздуха в полуприцепе, кДж/кг;

- плотность воздуха, кг/м³.

[6]

кДж/кг - энтальпия наружного воздуха при +30 ^oC [7]

кДж/кг - энтальпия воздуха в полуприцепе при -22 ^oC

3.3 Теплоприток при открывании дверей

Так как, полуприцеп не предназначен для внутригородских перевозок, то теплоприток от открывания дверей можно не учитывать, потому что разгрузочно-погрузочных работ во время следования нет

3.4 Суммарный наружный теплоприток

Увеличиваем наружный теплоприток на 10% для компенсации не учтенных теплопритоков, от которых зависит наружный теплоприток, а также для учета других факторов (неоднородность структуры пенополиуретана, тепловых мостиков и др.):

3.5 Теплота, аккумулируемая грузом и его упаковкой

Теплота, аккумулируемая грузом и его упаковкой:

- теплоприток от продукта, Вт;

М - масса груза, кг;

- удельная теплоемкость груза (мясные туши), ; ;

- время, необходимое для понижения температуры продукта на ;

М= кг; масса груза рассчитанная (см. п. 2.3);

- разность начальной и конечной температуры продукта, ^oC; принимаем

3.6 Теплоприток, вызванный аккумулированием теплоты конструкциями полуприцепа и изоляцией

Теплоприток, вызванный аккумулированием теплоты конструкциями полуприцепа и изоляцией

М_i - масса стали и изоляции полуприцепа, кг;

с_i - удельная теплоемкость стали и изоляции полуприцепа, );

- разность температур, на которую необходимо охладить полуприцеп, ^oC; принимаем

- время, за которое необходимо охладить полуприцеп, ч

,

где

- масса стали, кг;

- масса изоляции, кг;

= - удельная теплоемкость стали [6]

= - удельная теплоемкость

,

где:

- объем стали м3,

кг/м3 - плотность стали; [6]

,

где:

кг/м3 - плотность изоляции (пенополиуретана), [6]

- объем изоляционного слоя пенополиуретана;

В связи с тем, что теплоприток , вызванный аккумулированием теплоты конструкциями полуприцепа и теплоизоляцией имеет высокое значение, и учет его сильно повлияет на мощность подбираемого оборудования, а, следовательно, и на цену рефрижераторного полуприцепа, учет его экономически нецелесообразен. Рекомендутся заблаговременно вывести на режим холодильную установку полуприцепа, для исключения этого теплопритока. Для расчетов принимаем

3.7 Общий теплоприток

Общий теплоприток

- теплоприток от вентиляторов воздухоохладителей, Вт.

Так как теплоприток от вентиляторов воздухоохладителя нам не известен, предварительно принимаем =300 Вт.

3.8 Теплоотвод от полуприцепа в режиме работы "тепловой насос"

Теплоотвод из изолированного объема полуприцепа в окружающую среду осуществляется за счет теплопередачи через стены полуприцепа и за счет инфильтрации воздуха.

3.9 Теплоотвод через ограждение

Теплоотвод через ограждение

[2],

где:

- теплоотвод через стены полуприцепа,

- температура наружного воздуха принимаем;

- температура воздуха в полуприцепе.

3.10 Теплоотвод вследствие инфильтрации воздуха

Теплоотвод вследствие инфильтрации воздуха

где:

[6]

кДж/кг - энтальпия наружного воздуха при -35 ^oC, [7]

кДж/кг - энтальпия воздуха в полуприцепе при +4 ^oC, [7]

3.11 Суммарные теплопотери

Увеличиваем теплоотвод из контейнера на 10% для создания запаса на случай непредвиденного изменения параметров, от которых зависит теплоотвод, а также для учета других факторов (неоднородность структуры пенополиуретана, тепловых мостиков и др.)::

3.12 Общие теплопотери

Так как во время работы полуприцепа в режиме теплового насоса теплота от вентиляторов воздухоохладителей будет поступать в изолированный объем полуприцепа, то вычтем из суммарных теплопотерь теплоту вентиляторов.

4.Подбор оборудования

4.1 Подбор компрессорного агрегата

Подбор компрессорного агрегата осуществляется по теоретической объемной подаче

По общему теплопритоку определяеется расчетная холодопроизводительность:

Q_ор

- суммарный теплоприток, кВт;

a - коэффициент, учитывающий потери во всасывающем трубопроводе, принимаем a=1,05 [2];

b - коэффициент рабочего времени для малых холодильных установок, b= [2]; выбираем b=0,8.

Определяем температуру конденсации и температуру кипения для воздушных теплообменных аппаратов, [2]:

Где =(10 15) - перепад температур между средами для воздушных теплообменных аппаратах [2], для конденсатора выбираем

=15, для испарителя 10

Строим цикл с одноступенчатым сжатием, перегревом на всасывании и переохлаждением жидкости после конденсатора (см. приложение 1), и по нему определяем энтальпии.

Таблица 1. Параметры узловых точек цикла

Перегрев на всасывании принимаем :

Переохлаждение жидкости после конденсатора принимаем :

удельная холодопроизводительность

,

где:

и - энтальпии в соответствующих точках цикла, кДж/кг

кДж/кг

,

где:

- работа изоэнтропного сжатия, кДж/кг

- энтальпии в соответствующих точках цикла, кДж/кг

кДж/кг

- холодильный коэффициент.

массовый расход хладагента

объемная подача компрессора

,

где:

- удельный объем пара хладагента на всасывании в компрессор, ;

теоретическая объемная подача компрессора

- коэффициент подачи компрессора, выбирается по графику зависимости , для отношения давлений =11,3 выбираем коэффициент подачи компрессора , [8].

Выбираем поршневой компрессор открытого типа Bock FKX40/470 N, со следующими характеристиками:

· ;

· Число цилиндров: 4;

· Объем поршня: 466

· Масса: 33 кг

· Заправка маслом: 2 л

· Присоединительные размеры:

Всасывание dy=35 мм

Нагнетание dy=28 мм

· Габариты:

Длина: 385 мм

Ширина: 320 мм

Высота: 370 мм

Проверка компрессора:

· Коэффициент рабочего времени b

- холодопроизводительность выбранного компрессора при его работе на заданный цикл, кВт.

Коэффициент рабочего времени b укладывается в заданные пределы для малых холодильных установок [2]

· Мощность двигателя

- адиабатная мощность компрессора, кВт.

- индикаторная мощность компрессора, кВт

- индикаторный КПД, принемаем в пределах 0,8 - 0,85.

- мощность трения, кВт

- эффективная мощность, кВт

Мощность двигателя должна быть больше эффективной мощности .

4.2 Подбор конденсатора

Определяем тепловую нагрузку на конденсатор:

,

Выбираем воздушный конденсатор GAMA CG25, со следующими характеристиками:

·

· - объемный расход воздуха через вентиляторы конденсатора

· - мощность одного вентилятора

· 2 вентилятора с диаметром 400 мм каждый.

· Габариты

Длинна: 1242 мм

Ширина: 395 мм

Высота: 520 мм

4.3 Подбор испарительного трубного пучка

Определяем тепловую нагрузку на испаритель

Выбираем испарительный трубный пучок ECO STE - 35BL7 с шагом ребер со следующими характеристиками:

·

· - вместимость испарительного трубного пучка по хладагенту.

· - длина струи воздуха.

· Габариты

Длинна: 1910 мм

Ширина: 820 мм

Высота: 230 мм

5.Подбор вспомогательного оборудования

5.1 Подбор соленоидного клапана

Из каталога Danfoss по температуре жидкого хладагента перед клапаном определяем поправочный коэффициент :

При переохлаждении жидкости и , температура жидкости перед вентилем

При для хладагента R 404a