Проектирование холодильника производительностью 8000 тонн, расположенного в г. Гомеле

           

Схема 1.

5.2. Расчёт холодильной машины для камеры хранения охлажденной продукции.

Принимаем работу холодильной машины для камеры хранения охлажденной продукции со следующими параметрами: 

Температура в  камере: t_к= 0^оС.

Тепловая нагрузка на компрессор: Q_KM = кВт;

Параметры наружного  воздуха: t_к= 30,2, ^оС,  φ=55%;

Принимаем, что охлаждение камер будет осуществляться однотемпературной малой холодильной машиной с охлаждением конденсатора водой из оборотной системы 
 

Обоснование выбора хладогента

В связи с  относительно небольшой производительностью  данного рыбного холодильникаи  соответствующими температурными режимами, и с учётом того, что холодильник  располагается в городе, для того, что бы обеспечить доступную и  мобильную  инфраструктуру разгрузки  и погрузки, в качестве хладоносителя  в холодильной установке выбираем хладогент R22.

1. Чтобы обеспечить в камере  хранения рыбы среднюю температуру   0°С,   необходимо   иметь  температуру   кипения   хладона:

t_о= t_к-10^о=0-10^о=-10 ^оС,

Соответствующее давление в испарите: p_о=0,35 МПа определяем (по таблице насыщенных паров R22) или по диаграмме. I-p.

2. Температуру воды, поступающей на конденсатор, принимаем на 6°С выше температуры   воздуха   по   смоченному   термометру,   которую   определяем   с   помощью  i-d диаграммы влажного воздуха.  Для условий Гомеля  она равна t_н.м= 22^оС следовательно, ∆t_w1 = 22 + 6 = 28 ^оС.

Принимаем, что  подогрев воды в конденсаторе ∆t_w=4^оС

t_к=∆t_w1+∆t_w+3=28+4+3=35^oC, а соответствующее давление р_к = 1,35 МПа.

3. Перегрев паров в испарителе и трубопроводе принимаем равным 5 ^o С, а в теплообменнике — до 20°С. 

Строим холодильный цикл  в диаграмме i- p для  фреона-R22  

1. Наносим на диаграмму изобары p_о=0,35 МПа и р_к = 1,35 МПа.

2. Продолжаем линию р₀ вправо до пересечения с изотермами t_1’= -5^оС, t_1’= 20^оС

На пересечении  находим точки 1’ и 1. Энтальпия в этих точках будет равна соответственно 715 и 734 кДж/кг.

3. Чтобы найти точку 2, через точку 1 проводим адиабату до ее пересечения с изобарой

 р_к = 1,35 МПа.

4. Точка 3' лежит на пересечении изобары р_к = 0,17 МПа с левой ветвью, пограничной кривой (насыщенная жидкость), а точка 3— на пересечении этой же изобары с линией

постоянной энтальпии  i₃, значение которой находим из теплового баланса теплообменника: i₃ = i_3’ - (i₁ — i₁') = 530 — (734— 715) = 511 кДж/кг.

5.Чтобы найти точку 4, проводим из точки 3’ изоэнтальпу вниз до ее пересечения с изобарой р_о = 0,35 МПа.

6. Значения параметра хладона в точках цикла, необходимые для дальнейших рас-

четов, сводим в  таблицу 20. 
 
 

Основные  точки цикла холодильной  машины

Таблица 20. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

7. Удельная массовая холодопроиззодительность R22

q_o= i_1” — i₄= 700-511=189 кДж/кг. 

8. Удельная работа сжатия в компрессоре

                                                  l_t= i₂ — i₁= 773-734=39 кДж/кг;     

                                                                                                                                                                                                                                              9. Удельная тепловая нагрузка на конденсатор

                                                 q_к= i₂ — i_3’= 773-545=228 кДж/кг;  

                                                                                                                                                                                                                                10. Требуемая холодопроизводительность компрессора

Q_0,T=KΣQ_км=1,06·33,58=35,6 кВт; 

11.Требуемый массовый расход хладагента

М_т = _{= 0,}188 кг/с.

p_пр/p₀ = 1,35/0,35 = 3,85; λ = 0,88-для винтового компрессора 

12.  Требуемая теоретическая объемная производительность компрессора

V_т = М_Тv₁/λ=0,188·0,1/0,88 =0,0218 м³/с 

13. По значению  V_T = 0,0218 м³/с выбираем холодильную машину.

По каталогу компании Bitzer выбираем винтовой полугерметичный компрессор:

Модели: HSK5353-35

С  данными  техническими характеристиками:

 
 
 
 

_^; 
 

      Коэффициент рабочего времени компрессора равен: 

     b= V_T/ Vкм = 0,0218/0,028=0,78 следовательно, машина подобрана правильно. 

14.Действительный массовый расход M_KМ = λV_KМ/v₁ =0,88·0,0218/0,1 = 0,191 кг/с. 

15.Действительная холодопроизводительность компрессора Q_0.д = M_KМ · q_o = 0,191 • 189 = 36,09 кВт. 

16. Тепловая нагрузка на конденсатор в теоретическом цикле Q_K = M_KМ · q_к = 0,191 • 228 = 43,55 кВт. 
 
 

5.2. Расчёт холодильной машины для камеры хранения мороженной продукции и универсальных камер.

Принимаем работу холодильной машины для камеры хранения охлажденной продукции со следующими параметрами: 

Температура в  камере: t_к= -20^оС.

Тепловая нагрузка на компрессор: Q_KM = кВт;

Параметры наружного  воздуха: t_к= 30,2, ^оС,  φ=55%;

Принимаем, что охлаждение камер будет осуществляться однотемпературной малой холодильной машиной с охлаждением конденсатора водой из оборотной системы 

1. Чтобы обеспечить в камере  хранения замороженной рыбы среднюю температуру       -20°С,   необходимо   иметь  температуру   кипения   хладона:

t_о= t_к-10^о=-20^о-10^о=-30 ^оС,

Соответствующее давление в испарите: p_о=0,163 МПа определяем (по таблице насыщенных паров R22) или по диаграмме. I-p.

2. Температуру воды, поступающей на конденсатор, принимаем на 6°С выше температуры   воздуха   по   смоченному   термометру,   которую   определяем   с   помощью  i-d диаграммы влажного воздуха.  Для условий Гомеля  она равна t_н.м= 22^оС следовательно, ∆t_w1 = 22 + 6 = 28 ^оС.

Принимаем, что  подогрев воды в конденсаторе ∆t_w=4^оС

t_к=∆t_w1+∆t_w+3=28+4+3=35^oC, а соответствующее давление р_к = 1,35 МПа.

3. Перегрев паров в испарителе и трубопроводе принимаем равным 5 ^o С, а в теплообменнике — до 20°С. 

Строим холодильный цикл  в диаграмме i- p для  фреона-R22  

1. Наносим на диаграмму изобары p_о=0,165 МПа и р_к = 1,35 МПа.

2. Продолжаем линию р₀ вправо до пересечения с изотермами t_1’= -15^оС, t_1’= 0^оС

На пересечении  находим точки 1’ и 1. Энтальпия в этих точках будет равна соответственно 716 и 730 кДж/кг.

3. Чтобы найти точку 2, через точку 1 проводим адиабату до ее пересечения с изобарой

 р_к = 1,35 МПа.

4. Точка 3' лежит на пересечении изобары р_к = 1,35 МПа с левой ветвью, пограничной кривой (насыщенная жидкость), а точка 3— на пересечении этой же изобары с линией

постоянной энтальпии  i₃, значение которой находим из теплового баланса теплообменника: i₃ = i_3’ - (i₁ — i₁') = 530 — (730— 716) = 516 кДж/кг.

5.Чтобы найти точку 4, проводим из точки 3’ изоэнтальпу вниз до ее пересечения с изобарой р_о = 0,163 МПа.

6. Значения параметра хладона в точках цикла, необходимые для дальнейших рас-

четов, сводим в  таблицу 21. 
 
 

Основные  точки цикла холодильной  машины