Проект парокомпрессионной холодильной установки

Количество компрессоров:

                                                                                          (13)      

где - теоретическая объёмная подача одного компрессора,

 

 

 

 

 

являющаяся паспортной характеристикой.

Для предприятия с непрерывным  режимом предусматриваем установку одного резервного компрессора такого же типа.

Действительная объёмная подача компрессоров:

                                                                        (14)             

 

Действительный массовый расход хладагента, циркулирующего в установке при 6 установленных компрессорах:

                                                                                          (15)

Теоретическая (адиабатная) мощность сжатия паров хладагента в компрессорах:

                                                                              (16)      

Индикаторная мощность, потребляемая компрессорами:

                                                                                      (17) 

где - индикаторный КПД, определяется по графику

[1, стр.115, прилож.13] 

Эффективная мощность (на валу компрессора):

                                                                                        (18)

- механический КПД, учитывающий  потери на трение.

Для бескрейцкопфных компрессоров Принимаем

Электрическая мощность, потребляемая из сети:

                                                                                 (19)

где - КПД передачи.

- КПД электродвигателя.

 

Испаритель.

 

Действительная  тепловая мощность испарителя

(Действительная  холодопроизводительность компрессоров  )

                                                                    (20)

Средняя разность температур в испарителе:

                                                                       (21)

где  - температура хладоносителя на входе в испаритель.

Для аммиачных горизонтальных кожухотрубчатых испарителей величина изменения температуры хладоносителя . Принимаем .

 

[1, стр. 86]

По температуре замерзания рассола CaCl₂ определяем по справочным данным концентрацию раствора , а по концентрации и средней температуре хладоносителя физические свойства водного раствора CaCl₂:

[5, табл. 4.1]

Плотность:

Теплоёмкость:

Коэффициент объёмного расширения:

Теплопроводность:

Вязкость кинематическая:

Значение коэффициента теплопередачи выбираем ориентировочно:

. Принимаем  . [1, стр. 86]

Плотность теплового потока:

                                                    (22)

При движении хладоносителя  со скоростью до 1,5 м/с плотность  теплового потока должна составлять 2330÷2900 Вт/м². [1, стр. 86]

Площадь поверхности теплообмена испарителя:

                                                                                          (23)

По площади подбираем испаритель 160ИТГ-2шт. [1, стр.118, прилож.18] с площадью поверхности теплообмена каждый.

Суммарная действительная площадь:

                                                                    (24)

Проверяем действительную тепловую мощность испарителя:

                                                       (25)

где

Массовый расход циркулирующего хладоносителя (рассола):

                                                           (26)                

где - теплоёмкость хладоносителя.

 

Конденсатор.

 

Действительная тепловая мощность конденсатора:

                                                                   (27)                                        

Средний температурный напор определяется:

                                          (28)

                                                  

В горизонтальных кожухотрубчатых  конденсаторах  составляет 5÷8 ^oC.

[1, стр.84]

Плотность теплового потока:

                                                                                                           (29)

     

Для горизонтальных кожухотрубчатых конденсаторов:

 при скорости движения охлаждающей воды до 1,5 м/с.

[1, стр. 86]

Поверхность теплообмена  конденсатора:

                                                                                          (30)

Подбираем конденсатор КТГ-110 – 2шт. [1, стр. 117, прилож.15] с поверхностью теплообмена каждый.

                                                                                               (31)

Проверяем действительную тепловую мощность:

                                                        (32)

где

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. РАСЧЁТ И ПОДБОР ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ.

 

Отделители жидкости.

 

Количество отделителей  жидкости в схеме холодильной  установки равно количеству испарителей. Подбор отделителя жидкости осуществляется по диаметру парового патрубка испарителя и затем проверяется по скорости паров в отделителе жидкости, которая не должна, превышать 0,5 м/с [1, стр. 87].

                                                                      (33)

где - действительная массовая подача компрессора, всасывающего пар из одного отделителя жидкости.

- действительный массовый  расход хладагента, циркулирующего в установке.

- удельный объём всасываемого  пара (точка 1)

- внутренний диаметр корпуса  отделителя жидкости.

Для испарителя 160ИТГ диаметр патрубка .

Устанавливаем отделители жидкости типа 150ОЖ с -2 шт.

 

Маслоотделители.

 

Выбираем по диаметру нагнетательного патрубка компрессора АУУ400 (диаметр нагнетательного патрубка ) маслоотделитель типа 125ОММ циклонный [1, стр. 121, прилож.21]

Диаметр корпуса  .

- диаметр выбранного сосуда.

Проверяем скорость паров в сосуде, которая не должна превышать 1м/с [1, стр. 88]

                                                           (34)  

где - массовый расход хладагента через маслоотделитель (компрессор).

- удельный объём всасываемого  пара (точка 2)

 

Маслосборник.

 

Подбор осуществляется по производительности холодильной установки. Для средних установок подбираем маслосборник типа 300СМ.

 

 

 

 

 

Линейные ресиверы.

 

Суммарная ёмкость линейного  ресивера для систем с промежуточным  хладоносителем должна быть не меньше ёмкости испарителей по аммиаку  при заполнении ресиверов жидким хладагентом не более чем на 80% их ёмкости с учётом 50% рабочего заполнения ресивера [1, стр. 88].

                                                          (35)

где - объём межтрубного пространства испарителя. [7, табл. 13.2, стр. 105]

- суммарная ёмкость испарителей типа 160ИТГ по межтрубному пространству.

По [5, табл. 5.21] выбираем линейные ресиверы типа 5РВ-2шт. Д×S = 1200×12 мм.

 

Дренажные ресиверы.

 

Ёмкость дренажного ресивера определяется исходя из возможности приёма жидкого хладагента из наиболее крупного аппарата (испарителя) с учётом предельного заполнения не более 40% для вертикальных ресиверов и 60% для горизонтальных [1, стр. 89].

                                                                                          (36)

где - для горизонтальных ресиверов.

- объём испарителя 160ИТГ  по межтрубному пространству.

По [5, табл. 5.22] подбираем дренажный ресивер типа 2,5РД:  Д×S = 800×8 мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. РАСЧЁТ СИСТЕМЫ ОБОРОТНОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

 

Расчёт системы оборотного водоснабжения предполагает подбор вентиляторных градирен, подбор циркуляционных насосов и определение расхода  энергии на работу системы.

Исходными данными при  расчёте являются:

- тепловая мощность градирни 

- температура наружного  воздуха  и его влажность

                                                   (37)

где

Уравнение теплового баланса  для градирни:

                                                    (38)              

где  - массовый расход охлаждаемой воды, кг/с

- теплоёмкость воды

- объёмный расход воздуха  через градирню, м³/с

- плотность воздуха, кг/м³

- энтальпия воздуха на  входе и выходе из градирни, кДж/кг

- температура выхода воды из градирни (равна температуре входа воды в компрессор ).

- температура входа воды в градирню (равна температуре выхода воды из компрессора ).

Тепловая мощность градирни определяется:

                                                                 (39) 

где - действительная тепловая мощность конденсаторов. [п. 2.14]

- тепловая мощность, отводимая  водой при охлаждении компрессоров.

                                (40)

где - массовый расход воды через компрессор типа АУУ400.

Количество компрессоров – 3.

- температура выхода воды из компрессора.

- температура входа воды в  компрессор.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из уравнения теплового  баланса определяем массовый расход охлаждаемой воды через градирню:         

                             (41)

Массовый расход охлаждаемой  воды через конденсатор:

                                 (42)

Градирня выбирается по требуемой  площади поперечного сечения:

                                                                                       (43)

где - плотность теплового потока (удельная тепловая нагрузка) градирни, определяется по [5, табл. 5.32]

Принимаем

По площади  поперечного сечения градирни выбираем [5, табл. 5.33] градирню типа ГПВ-320 – с площадью поперечного сечения в количестве

                                                                                      (44)

Техническая характеристика градирни: [7, табл. 15.1, стр. 149]

 

        Тепловая производительность при  :                               372,2 кВт

        Площадь поперечного сечения  градирни:                                    6,5 м²    

        Расход охлаждаемой воды:                                                            17,76 кг/с