Читайте также: |
|
Определение производительности холодильной установки для системы кондиционирования воздуха.
Расчетная производительность без учета потерь холода определяется из уравнения теплового баланса оросительной камеры:
Q0 = Vвρв(hв1 - hв2) = GwСрw(twк – twн),
где Vв– объемный расход воздуха, Vв=15м3/с;
ρв– плотность воздуха, ρв=1,21кг/м3;
hв1, hв2 – начальная и конечная энтальпия обрабатываемого наружного воздуха;
Gw– массовый расход охлаждающей воды, Gw=30 кг/с;
Ср – теплоемкость воды, Ср=4,19кДж/кг°С;
twк, twн– начальная и конечная температура воды, twн=5°С.
Определение энтальпии воздуха hв1производится по h,d-диаграмме влажного воздуха. На диаграмме по заданным параметрам – температуре tв1= tвн=30°С и относительной влажности φ1=50% - наносится точка 1, характеризующая начальное состояние поступающего в оросительную камеру наружного воздуха, hв1=63кДж/кг. Для построения процесса изменения состояния воздуха в h,d-диаграмме наносится точка 4, характеризующая состояние насыщенного воздуха (φ=100%) при температуре, равной начальной температуре воды twн=5°С, hв4=20кДж/кг.
Из выражения коэффициента эффективности теплообмена в камере орашения определяется энтальпия воздуха на выходе из оросительной камеры:
iв2= iв1 – Е(hв1- hв4)=63-0,5(63-20)=41.5кДж/кг,
где Е – коэффициент теплообмена в камере, Е=0,5.
Найдем значение twк:
twк= twн+ Vвρв(hв1 - hв2)/ GwСрw=4+5·1,21(64-39)/4,19·10=8°С.
Тогда
Q0 =GwСрw(twк – twн)=30·4,19(8-5)=390.2 кВт
Действительная расчетная производительность:
Qод = Q0 · Kпк= 390.2·1,1 =429.2кВт,
где Kпк– коэффициент, учитывающий потери холода за счет притока от окружающей среды на пути от ХС до оросительной камеры, Kпк=1,1.
Расчет парокомпрессионной установки.
Изобразим цикл парокомпрессионной установки в phи Tsдиаграммах.
На Tsдиаграмму фреона R-12 наносится цикл работы установки. Для этого определяются характерные точки цикла:
Точка 5. Находится на пересечении изотермы tо= t5=0°С с линией сухого насыщенного пара хладоагента (x=1). Давление испарения, соответствующее данной температуре tо, составляет Pо = 0,32 МПа.
Точка 1. Определяется как точка пересечения изотермы t1 = tо+ 10 = 10 ºС с изобарой Pо = 0,32 МПа.
Точка 3´. Находится на пересечении изотермы tк= t'3=33ºС с линией кипящей жидкости хладоагента (х=0). Давление конденсации, соответствующее этой температуре tк, равняется Pк = 0,83 МПа.
Точка 2´. Определяется как точка пересечения изоэнтропы 1-2´ с изобарой
Pк = 0,83МПа.
Точка 3. Энтальпия в точке 3:
h3 = h'3- qр= h'3 - (h1 – h5) = 453 – (580 – 574) = 447 кДж/кг.
Пересечение изоэнтальпы h3с изобарой Pк = 0,88 МПа (x=0) дает точку 3.
Точка 2. Адиабатная работа компрессора:
la= h'2- h1= 599 – 580 = 19 кДж/кг
Энтальпия в точке 2:
кДж/кг,
где ƞi– адиабатный КПД, ƞi=0,78.
Пересечение изоэнтальпии h2с изобарой Pкдает точку 2.
Полученные данные сводим в таблицу:
Точка | Давление P, МПа | Температура t, ºC | Энтальпия h, кДж/кг |
0,32 | |||
2´ | 0,83 | ||
0,83 | |||
3´ | 0,83 | ||
0,83 | |||
0,32 | |||
0,32 |
Удельная внутренняя работа компрессора:
li= h2- h1= 607– 580= 33кДж/кг.
Удельная нагрузка испарителя (удельная холодопроизводительность):
qo= h5- h4= 574– 447= 127 кДж/кг.
Удельная нагрузка конденсатора:
qk= h2- h'3 = 607 – 447 = 160 кДж/кг.
Удельная мощность привода компрессора:
кДж/кг,
где ηэм – электромеханический КПД.
Уравнение теплового баланса установки:
qо + qрт + li = qо + qрт
где qрт = h1– h5= 580– 574 = 6 кДж/кг
127 + 6 + 33=160+ 6 = 166 кДж/кг.
Массовый расход хладоагента:
кг/c.
Мощность привода компрессора:
Nэ = lкм · Gх.а. =36,7·3.8 = 139.5кВт.
Тепловая нагрузка конденсатора:
Qk = qk · Gх.а. = 160·3.8= 608 кВт.
Холодильный коэффициент:
Коэффициент работоспособности холода на нижнем уровне (при температуре T0):
где Tо.с. – температура окружающей среды.
КПД установки по хладоагенту:
Коэффициент работоспособности холода при средней температуре охлаждаемой в испарителе среды:
K
составит
Энергетический КПД системы с учетом потерь эксергии в испарителе:
Выбор количества холодильных машин, установленных на холодильной станции производится, исходя из отношения давлений ирасчетной холодопроизводительности Qо.д. = 898,7 кВт.
Так как действительная расчетная производительность Qо.д.= 429,2 кВт, выбираем поршневую холодильную установку. Но так как в справочных таблицах для фреона R-12 приведены данные при стандартном режиме работы, сделаем пересчет для стандартной холодопроизводительности установки
Qст.0 х.у. на фактическую Q0 x.y. по выражению:
Точка | Давление P, МПа | Температура t, ºC | Энтальпия h, кДж/кг |
0,17 | -5 | ||
2´ | 0,75 | ||
0,75 | |||
3´ | 0,75 | ||
0,75 | |||
0,17 | -15 | ||
0,17 | -15 |
где qv, qvст – объемные холодопроизводительности для расчетных и стандартных условий
кДж/кг;
кДж/кг.
λ и λст – коэффициент подачи поршневого компрессора при расчетных и стандартных условиях работы:
λ = 0,82 при
λст.=0,75 при
- Фактическая производительность при стандартных условиях
кВт.
По таблицам выбираем поршневую машину наибольшей производительности XM-ФУУ 80/1РЭ с Qo =100 кВт в количестве 4 штук, одна из которых в резерве.
- Поверхность нагрева конденсатора:
м²,
где Кк- коэффициент теплопередачи конденсатора, Кк=600 Вт/(м2·К);
∆tкср.л.- средняя логарифмическая разность температур в конденсаторе, ∆tкср.л=20°С.
Выбираем конденсатор КТР-18 с площадью Fk = 18 м² в количестве 4 штук, один из которых в резерве.
- Определение площади нагрева испарителя и выбор его по каталогу:
м²,
где Ки- коэффициент теплопередачи испарителя, Ки=500 Вт/(м2·К);
∆tиср.л.- средняя логарифмическая разность температур в испарители:
С
Выбираем испаритель ИТР-50 с площадью Fи = 50 м² в количестве 4 штук, один в резерве.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 92 | Нарушение авторских прав