Овощехранилище Украины

 

1. Удельная массовая холодопроизводительность:

 

 кДж/кг    (5.1)

 

2. Массовый расход холодильного  агента:

 

 кг/с      (5.2)

 

3. Действительная объемная подача:

 

м³/с    (5.3)

 

4. Коэффициент подачи компрессора (для винтового компрессора определяем по графику в зависимости от отношения Р_к/Р₀):

 

 

5. Теоретическая объемная подача:

 м³/с     (5.4)

 

6. Адиабатная мощность:

 

 кВт   (5.5)

 

7. Индикаторный КПД:

 

    (5.6)

 

8. Индикаторная мощность:

 

 кВт      (5.7)

 

9. Мощность на валу электродвигателя:

 

 кВт      (5.10)

 

10. Тепловая нагрузка на конденсатор:

 

 кВт    (5.12)

11.Теоретически по разности удельных  энтальпий в теоретическом цикле с учетом переохлаждения в конденсаторе:

 

=0,152(1900-560)=203 кВт

При полученных результатах подбираем  компрессорный агрегат А110 .

Описываемый объем компрессора, = 0,0836м³/с;

 

6 Подбор оборудования

6.1 Расчет воздухоохладителя

 

В настоящее время всё более  широкое распространение получают подвесные воздухоохладители, не занимающие полезной площади камеры.

    В основе расчёта лежат общепринятые предпосылки: температура теплообменной поверхности аппарата постоянна и равна t ; температура кипения холодильного агента t постоянна по длине змеевика; средние параметры воздуха в В/О равны средним параметрам воздуха в охлаждаемом помещении, т.е.

       t =t

      =

Камера №1, t =4˚С

       t =t =4˚С

       = =95%

Перепад температур между воздухом и хладагентом

4-(-6)=10˚С

Подохлаждение воздуха.

˚С=3˚С

Скорость воздуха в живом  сечении 

W=4 м/с

 

7.1 Средняя температура наружной  поверхности

     t t -(0,7..0,9)

     t 4-(0.8*10)= -4˚С

7.2 Строим луч процесса изменения  состояния воздуха в В/О на  d-i диаграмме по точкам :

 

 

С (t ; ) H (t ; =1)

    4˚;95%                                   -4˚;100%

7.3 Температура воздуха на входе  в аппарат 

 t = t +0.5*

 t =4+0.5*3=5,5˚С

Температура воздуха на выходе из аппарата

 t = t -0.5*

 t =4-0.5*3=2,5˚С

7.4 Коэффициент теплоотдачи со  стороны воздуха

      число Re

 Re=

  Где u- шаг рёбер

         w- скорость воздуха в живом сечении аппарата.

         - коэффициент теплопроводности

         =(2.442+0.00815*4)*10 =2.24*10 Вт/(м*к)

         - коэффициент кинематической вязкости

         =(13.26+0.081*4)* 10 =11.24*10 м/с

          Re= =5338

Число Нуссельта

Nu=c*(dt/u)

 Где dt- наружный диаметр трубы

                                  Труба 25х2.5, м

        h- высота ребра, м

Для коридорного пучка труб

С=0,105   n=0.72

Nu=0.105*(0.025/0.015) =36

 

7.5 коэффициент влаговыпадения

энтальпия инея =2.09*(-28) ˚С

                         кДж/кг

Теплоёмкость влажного воздуха

С =1,006+1,87*0,3*10 =1,006

r-удельная теплота фазового перехода

при t <0(-20˚С)    r=2835 кДж/кг

d -влагосодержание воздуха при t =-20˚С

d =0.3*10 кг/кг

d -влагосодержание воздуха при t =-28 ˚С

d =0.1*10 кг/кг

7,6 коэффициент теплоотдачи с  учётом влаговыпадения

 Вт/(м2*к)

7,7 Приведенный коэффициент теплоотдачи с учётом термического сопротивления слоя инея

  

   Вт/(м *к)

    где  Вт/(м*к)

          толщина инея, мм

7,8 Коэффициент эффективности ребра

E=

E=

Условие высоты, м

h

где D - диаметр ребра

      h- высота ребра, мм

      h =

Безразмерный комплекс

mh

mh

мм

=140 Вт/(м*к)

7.9 Наружная поверхность оребрённого   элемента с учётом инея

    м

Наружная поверхность ребра + , м

 м

межрёберной полости.

=0,0006 м

 м

 м

7.10 Коэффициент оребрения с учётом  инея

 

 

7.11 Плотность теплового потока, отнесённая к внутренней поверхности трубы

q

q Вт/м

7.12 Коэффициент теплоотдачи со  стороны хладагента (R717)

=706 Вт/(м *k)

 

7.13 Коэффициент теплоотдачи В/О

   K= Вт/(м *k)

   K= Вт/(м *k)

 

7.14 Расчётная температура наружной  поверхности аппарата

    t

    t ˚С

7.15 относительная погрешность задания

   

   

Т.к. >5% расчёт повторяем с п.2

При t = = ˚С

После проведенных перерасчётов , получено значение =3%,т.к. <5% находим площадь наружной поверхности В/О

 

7.16 F=Q

где Q - теплоприток в камеру №1, кВт

F= *10 /15*(-20+30) =84 м

По таблице 5.16 [1] подбираем. В/О марки  ВОП-100

Площадь поверхности, м Тепловой поток при  =10˚С, Вт Шаг ребер Вентиляторы :   -кол-во   -диаметр,мм   -частота вращения,об/с   -мощность,кВт   -расход воздуха,м Мощность электронагревателей, кВт Вместимость,л

100 12000 17,5   2 600 16,7/25 1,1/1,5 1,38/2,07 12 30

6.2 Расчёт  конденсатора

 

Исходные данные:

 

Тепловая нагрузка на конденсатор, Q = 206 кВт

Температура наружного воздуха, °С

Относительная влажность воздуха,

 

 

Для расчета принимаем:

 

Температура воды на входе,

Температура выхода воды,

Температура конденсации,

 

Подбираем конденсатор горизонтальный кожухотрубный 

Определяем среднелогарифмическую  разность температур в аппарате.

 

                    (6.2.1)

 

Расход воды, проходящей через конденсатор

 

 кг/с  (6.2.2)

 

Поверхность теплообмена

 

 м²   (6.2.3)

 

Выбираем 2 конденсатора  марки КТР-25

Площадь наружной поверхности  F = 25 м²

 

 

 

 

 

Расход воды

, м /с 

=0,021 м /с

 

Принимаем два насоса марки 3 К-45/30 с производительностью 50,4 м /ч

 

 

7. Подбор вспомогательного оборудования

 

7.1 Линейный ресивер

В насосно-циркуляционных системах с нижней подачей аммиака в приборы охлаждения.

Объем линейного ресивера:

V = =1,45*                                                      

Где - вместимость испарительной системы, м

0,5- коэффициент, учитывающий  норму заполнения ресивера при  эксплуатации (50%)

= + + + + +

V =

По таблице 5.22 [1] подбираем 2 ресивера марки 0,4РВ

Размеры: - DxS, мм - L, мм - H, мм Масса, кг

600х8 3000 500 430

 

 

7.2   Циркуляционный ресивер

В насосно-циркуляционных системах:

         V = * К * К * К * К * К * К , м                                        

Где при нижней подаче агента в  В/О.

К -заполнение труб В/О

К - количество NH выбрасываемого из приборов охлаждения

К - вместимость коллекторов и трубопроводов

К - рабочее заполнение ресиверов для обеспечения устойчивой работы насосов.

К - допустимое заполнение ресиверов

К - запас вместимости.

- объем В/О-й на   t ˚С, м

V м

Подбираем ресивер марки 2,5 РДВ

      

Размеры: - DxS, мм - H, мм - B, мм Ёмкость, м Масса, кг

1000х10 3990 1320 2,70 785

11.3 Дренажный ресивер

Дренажный ресивер

                                                              

где - вместимость В/О-й самой крупной камеры, м

0,8- норма заполнения др. ресивера при сливе в него жидкого аммиака (80% объёма)

1,2- коэффициент запаса

 м

Подбираем ресивер марки 0,75 РД 
7.4  Маслоотделитель

По диаметру нагнетательного патрубка компрессора высокой ступени

d= , м

w- скорость агента, м/с

       d= =0,04м

       d= =0,067м

Подбираем маслоотделитель марки 65М и  100М.                                 

 

6.3 Расчет и  подбор трубопроводов

 

Диаметр трубопроводов определяем по формуле:

 

    (6.3.1)

 

где  - массовый расход агента, кг/с

V - объем пара или жидкости, м³/кг

W - скорость пара или жидкости в трубопроводе, м/с

 

Принимаем скорость фреона во всасывающих и нагнетательных трубопроводах - 15м/с, в жидкостных - 1 м/с.

Трубопроводы медные

 

Всасывающий трубопровод:

 

 м

 

Подбираем трубопровод  72 х 3;

 

Нагнетательный трубопровод на конденсатор:

 

 м

 

Подбираем трубопровод  55 х 2,5;

 

Жидкостной с конденсатора

 

 м

 

Подбираем трубопровод 

45 х 2,5;

 

7 Автоматизация холодильной установки

 

Под автоматизацией понимают комплекс технических мероприятий частично или полностью исключающих участие обслуживающего персонала в управлении установкой.

При полной автоматизации устройства автоматически управляют всеми  основными процессами, что дает возможность  отказаться от непрерывного обслуживания.

В данном проекте разработана функциональная схема автоматизации холодильной  установки, представленная на листе  графической части проекта.

Функциональная схема автоматизации  представляет собой технологическую схему, расположенную в верхней части чертежа, и схему управления - в нижней части.

Технологическая схема включает в  себя четыре камеры хранения фруктов с установленными в них воздухоохладителями (ВО). Заданный температурный режим в камерах обеспечивается двумя фреоновыми холодильными установками, каждая из которых состоит из двух винтовых компрессоров (КМ1, КМ2) маслоотделителя (МО), маслоохладителя (МОХ), отделителя жидкости (ОЖ), линейного ресивера (ЛР), кожухотрубного конденсатора (КД).

 

Работа установки.

 

В компрессоре пары фреона сжимаются в компрессоре и под давлением натнетания поступают в начале в маслоотделитель МО, а затем в конденсатор (КД), где происходит конденсация паров фреона и в жидком виде фреон подается в линейный ресивер (ЛР). Из линейного ресивера жидкий фреон подается через ТРВ в воздухоохладители. Здесь жидкий фреон кипит, отбирая тепло из камеры, испаряется и в газообразном виде поступает в отделитель жидкости ОЖ. Из ОЖ газообразный фреон поступает во всасывающую линию компрессора. Масло из маслоотделителя поступает в маслоохладитель МОХ, а затем в компрессор

Для проведения оттайки  одного или нескольких воздухоохладителей, необходимо перекрыть подачу жидкого  холодильного агента, выключить вентиляторы  воздухоохладителей и включить ТЭНы.

Основная задача автоматизации  данной холодильной установки заключается в поддержании заданной нулевой температуры в камерах хранения продуктов и обеспечение безаварийной работы всей установки с соблюдением необходимого технологического процесса.

В проектируемой холодильной установке  пуск компрессора осуществляется нажатием кнопки на пульте управления электродвигателя компрессора. Работа компрессора в рабочем режиме контролируется приборами автоматики, установленными на аппаратах и трубопроводах холодильной установки. Остановка компрессора происходит автоматически в случае отклонения контролируемого параметра от нормы и угрозы аварии в этой связи одновременно на щите сигнализации загорается лампочка, которая указывает на аварийное состояние в данном аппарате.

Пуск данной холодильной установки  сблокирован с вводом системы аварийной защиты компрессоров. Поэтому предварительно необходимо нажатием кнопки КВ ввести систему аварийной защиты обеспечивающей отключение машины при нарушении нормального режима работы компрессоров.

 

Система аварийной защиты

 

САЗ включает в себя электромеханические  реле, которые срабатывают при  отклонении технологических параметров от допустимых значений.

Сюда входят: реле аварийной защиты компрессоров реле давления (РД); реле протока (РП), и реле уровня (РУ). При  срабатывании любого из защитных реле размыкаются их контакты, включенные последовательно в цепь питания катушки реле аварийного, катушка обесточится и своими контактами разорвет цепь питания катушки магнитного пускателя (ПМ) двигателя (ДКМ) соответствующего компрессора и последний остановится.

Настоящая система автоматической защиты (САЗ) обеспечивает:

 

Защиту компрессора от повышения давления нагнетания и от понижения давления всасывания.

 

Эта защита предохраняет компрессор от аварии при недопустимо высоких давлениях конденсации и от понижения давления на стороне всасывания, отчего может иметь место повышение перегрева паров, ухудшение условий смазки.

Для такой защиты на КМ вмонтированы реле высокого и низкого давления поз. 1а, 2а, За,4атипа РД-1-01 и РД-2-03 соответственно.

Цепь защиты: РД - САЗ - САУ - ПМ – ДКМ

 

Защита системы охлаждения и  смазки.

 

Этот вид защиты выполняет реле уровня РУ 1 поз. 5а.

С помощью датчика уровня, установленного на аварийном нижнем уровне в маслоотделителе  контролируется предельный нижний уровень масла при котором возможно нарушение работы системы смазки и как результат выход из строя компрессора. При автоматическом пуске КМ срабатывает реле времени РВ поз. 56 (1 - 1,5) мин для отключения выхода РУ от защиты на время, необходимое для набора в сосуде необходимого уровня.