Проект холодильной установки рыбокомбината г. Майкоп

2 Разработка функциональной схемы  холодильной установки

 

По климатологическим  данным /7, с.23/ г. Майкоп (t_ср.м.=22,2⁰C; t_а.м.=41⁰C;φ=48%.)     Определим температуру конденсации /4, с. 285/:

, (2.1)

где  - температуру мокрого термометра, .

Определяем  наружную расчетную температуру , которая находиться:

 (2.2)

.

Используя h-d диаграмму для влажного воздуха для t_н.р.=28,35⁰C и φ=48% находим температуру мокрого термометра и по формуле (2.1) имеем:

.

По температуре  конденсации и температурам кипения (см. задание)

 находим давления конденсации  и кипения по таблице насыщенного  пара аммиака

Для выбора схемы холодильной установки необходимо определить отношение давлений конденсации и кипения хладагента /1, с.84/:

 (2.3)

Принимаем двухступенчатое  сжатие, так как π₂>10 /1, с.81/ и находим промежуточное давление ,

 (2.4)

Составляем  функциональную схему холодильной  установки (рисунок 2.1).

Поскольку выбираем компаундную схему с компаундным ресивером и с насосным способом подачи аммиака в испарительную систему.

По нагнетательному  трубопроводу пар поступает в  конденсатор 2. Образовавшаяся жидкость по сливному трубопроводу стекает в  линейный ресивер 3. Жидкий холодильный агент из линейного ресивера, дросселируясь в регулирующем вентиле 4 до давления Р₀₁, поступает в компаундный ресивер 7,затем дросселируясь второй раз в регулирующем вентиле 4 до давления Р₀₂, поступает в пластинчатый испаритель 5. Из компаундного ресивера жидкий холодильный агент насосами 8 подается на охлаждающие приборы (воздухоохладители), откуда парожидкостная смесь,образовавшаяся в результате испарения жидкого холодильного агента, сливается обратно компаундный ресивер, в котором фазы разделяются. Компрессор низкой ступени 6 отсасывает из отделителя жидкости 9 пар, поступивший из пластинчатого испарителя 5, и нагнетает его компаундный ресивер под слой жидкого холодильного агента, где последний борбатируется и охлаждается. Отделившаяся жидкость сливается обратно в пластинчатый испаритель 5. Компрессор высокой ступени 1 всасывает пар из компаундного ресивера и нагнетает его в конденсатор. Цикл повторяется.

 

1 – компрессор высокой ступени; 2 – конденсатор; 3 – линейный ресивер;4 – дроссельный вентиль; 5 – пластинчатый испаритель; 6 – компрессор низкой ступени; 7 – компаундный ресивер; 8 – аммиачный насос; 9 – отделитель жидкости

 

Рисунок 2.1–Функциональная схема холодильной установки

 

 

3 Расчет термодинамического  цикла

 

Перегрев пара во всасывающем трубопроводе компрессора нижней ступени       

.

Перегрев пара во всасывающем трубопроводе компрессора верхней ступени      

.

Схематически  цикл приведен на рисунке 3.1, а его  построение представлено в приложении А.

 

Рисунок 3.1 Изображение цикла холодильной установки

 

Таблица 3.1 –  Параметры узловых точек цикла

 

	P,МПа	t,оС	h,кДж/кг	,м3/кг
1”	0,138	-27	1427	0,842
1	0,138	-17	1450	0,88
2	0,437	57	1602	0,378
3”	0,437	-1	1462	0,299
3	0,437	9	1486	0,313
4	1,389	98	1666	0,122
5`	1,389	36	368	0,0017
6	0,437	-1	368	0,042
6`	0,437	-1	195	0,0017
7	0,138	-27	195	0,075
7`	0,138	-27	78	0,00237

 

 

4 Расчет и подбор холодильного  оборудования

 

4.1 Расчет и подбор компрессорных агрегатов низкой ступени

Расчётная холодопроизводительность компрессора низкой ступени :

 (4.1)

где r^н – коэффициент транспортных потерь.

Для непосредственного  охлаждения при  t₀ =-27^оCпринимаем /1, с. 80/ и по (4.1) находим:

Массовая  производительность компрессора  :

 (4.2)

Степень сжатия от давления до давления :

.

По известному отношению давления находим коэффициент подачи /8,с.73/.

Объемная  производительность :

 (4.3)                     (4.5)

Теоретическая объемная производительность :

 (4.4)

. 

По значению выбираем компрессорный агрегат марки 21А410-7-7. Действительная объемная производительность по /5, с.8/ компрессорного агрегата равна /1, с. 110/.

Т.к. тепловая нагрузка в течение суток на компрессор не меняется, то необходимо учитывать  коэффициент рабочего времени  /4,с.303/:

 (4.5)

.

Действительная объемная производительность компрессорных агрегатов :

 (4.6)

.

Действительная  массовая производительность компрессорного агрегат :

  (4.7)

.

Найдем действительную холодопроизводительность компрессорного агрегата :

  (4.8)

.

Теоретическая мощность /2, с. 233/:

, (4.9)

.

Индикаторная  мощность /2, с. 234/:

 (4.10)

где η_i – индикаторный КПД, η_i=(0,79÷0,84) /4, с. 234/,

.

Эффективная мощность /2, с. 234/:

 (4.11)

где η_м – механический КПД, η_м=(0,82÷0,92) /4, с. 235/,

.

Мощность электродвигателя компрессорного агрегата /4, с. 235/:

 (4.12)

где  – КПД передачи , /8, с.74/;

 – КПД электродвигателя, /8, с.74/.

.

Мощность электродвигателя компрессорного агрегата марки 21А410-7-7 по паспорту равна /1, с.236/. Так как N_эл<N_дв, то принимаем выбранный компрессор.

 

4.2 Расчет и подбор компрессорных агрегатов высокой ступени  

Расчётная холодопроизводительность компрессора высокой ступени :

, (4.13)

где r^в – коэффициент транспортных потерь.

Для непосредственного  охлаждения при  t₀ =-1^оC равен /1, с. 80/ и по (4.13) находим:

Массовая  производительность компрессора :

 (4.14)

.

Массовая  производительность компрессора /1, с.104/:

 (4.15)

.

По известному отношению давления находим коэффициент подачи /8, с.73/.

Теоретические объемные производительности :

 (4.16)

.

 Для ступени высокого давления выбираем винтовые компрессорные агрегаты марки 26А280-7-3 в количестве двух штук с /4, с.8/.

Т.к. тепловая нагрузка в течение суток на компрессор не меняется, то необходимо

учитывать коэффициент рабочего времени  /4,с.303/ (формула 4.17).

= ,  (4.17)

.

Действительная объемная производительность компрессорных агрегатов :

 (4.18)

.

Действительная  массовая производительность компрессорных агрегатов :

 (4.19)

.

Найдем действительную холодопроизводительность компрессорных агрегатов :

                (4.20)

.

Теоретическая мощность /2, с. 233/:

, (4.21)

.

Индикаторная  мощность /2, с. 234/:

 (4.22)

где η_i – индикаторный КПД, η_i=(0,79÷0,84).

Эффективная мощность :

 (4.23)

где η_м – механический КПД, η_м=(0,82÷0,92)

.

Мощность  электродвигателя компрессорных агрегатов  :

  (4.24)

где  – КПД передачи , /8, с.74/;

 – КПД электродвигателя, /8, с.74/.

.

Мощность электродвигателя двух компрессорных агрегатов марки 26А280-7-3 по паспорту равна /1, с.236/. Так как N_эл<N_дв, то принимаем выбранные компрессоры.

 

4.3 Расчёт и подбор конденсатора

Определяем  номинальную тепловую нагрузку на конденсатор , _:

,      (4.25)

где - расчётная тепловая нагрузка на конденсатор, _;

- коэффициент, учитывающий режим  работы испарительного конденсатора.

Определяем  суммарную тепловую нагрузку на конденсатор  , _:

     (4.26)

Величина  находиться по формуле:

 (4.27)

 

где  – массовый расход воды через маслоохладитель i-ого компрессорного агрегата, кг/с;

 – теплоемкость воды  ;

 – нагрев воды в маслоохладителе  компрессорного агрегата .

Массовый расход воды , кг/с через маслоохладитель i-ого компрессорного агрегата находим по формуле:

                                                

                                                (4.28)

где  -объемный расход воды через маслоохладитель, , /1, с.236/.

Массовый расход воды через маслоохладитель компрессорного агрегата нижней ступени равен:

Массовый расход воды через маслоохладитель компрессорного агрегата верхней ступени равен:

 Тогда,

 

Коэффициент, учитывающий режим  работы для конденсаторов Evapсo типа ATC-E определяется исходя из температуры мокрого термометра и температуры конденсации и равен .

По формуле (4.25) определяем номинальную тепловую нагрузку на конденсатор , :

Исходя из номинальной тепловой нагрузке выбираем испарительный конденсатор фирмы  Evapco 135-Е имеющий следующие характеристики: номинальная тепловая нагрузка , производительность распылительного насоса .

Запас по номинальной  тепловой нагрузке, при этом, составляет

4.4 Расчет и подбор пластинчатого испарителя

Площадь теплопередающей поверхности:

,                                                           (4.29)

где – коэффициент теплопередачи пластинчатого испарителя, .

 – тепловой поток в испарителе: