Расчет и подбор конденсаторов

В конденсаторах теплота от холодильного агента передается охлаждающей среде через разделяющую стенку. Количество передаваемой теплоты (в единицу времени), т.е. тепловой поток в конденсаторе определяют по формуле

,

где Q – тепловой поток, Вт;

k — коэффициент теплопередачи, равный количеству теплоты, переходящей от холодильного агента к охлаждающей среде через стенку поверхностью 1 м² в единицу времени (секунду) при разности между температурами сред 1 К, Вт/(м²-К);

F – площадь поверхности теплопередачи, м²;

Θ – средний температурный напор между холодильным агентом и охлаждающей средой.

Коэффициент теплопередачи в конденсаторах зависит от интенсивности теплоотдачи со стороны холодильного агента и охлаждающей среды, воды или воздуха, а также от теплового сопротивления стенки аппарата. Коэффициент теплопередачи можно определить по уравнению

,

где α₁ и α₂ – коэффициенты теплоотдачи со стороны холодильного агента и охлаждающей среды; они равны количеству теплоты, переходящей соответственно от холодильного агента к стенке поверхностью 1 м² или от поверхности стенки к охлаждающей среде в единицу времени (секунду) при разности между температурами среды и поверхности стенки 1 К, Вт/(м²-К);

δ_n – толщина отдельных слоев стенки, м;

λ_n – коэффициент теплопроводности отдельных слоев стенки, он равен количеству теплоты, проходящему сквозь стенку однородного материала толщиной 1 м, площадью поверхности 1 м² в единицу времени (секунду) при разности температур на поверхностях стенки 1 К, Вт/(м·К).

При проектировании холодильных установок чаще всего приходится подбирать конденсатор по площади тёплопередающей поверхности F_к (в м²). Температуру конденсации принимают в зависимости от температуры охлаждающей воды. Чем меньше разность между температурами воды и холодильного агента, тем ниже температура и давление конденсации. При этом уменьшается расход энергии на работу машины и увеличивается холодопроизводительность. Однако при этом увеличиваются размеры конденсатора и расходуется больше металла. Оптимальную разность между температурами в теплообменных аппаратах определяют технико-экономическим расчетом.

В конденсаторах холодильных установок экономически целесообразно поддерживать температуру конденсации на 3–5 °С выше температуры воды, выходящей из конденсатора, а нагревание воды в конденсаторе на 2–6 °С в зависимости от типа конденсатора.

По величине площади тёплопередающей поверхности подбирают конденсатор в справочниках и каталогах.

Расход воды в конденсаторе при условии, что вся теплота отводится водой, определяют по формуле

,

где V_B – расход воды в конденсаторе, м³/с;

с_в – теплоемкость воды, Дж/(кг-К);

ρ_в – плотность воды, кг/м³;

t_в2-t_в1 – разность между температурами воды на выходе из конденсатора и входе в него, °С (t_B2—f_B1=2÷6 °C).

Лекция 2. Испарители холодильных машин

Испарители - теплообменные аппараты, в которых кипит холодильный агент, воспринимая теплоту от охлаждаемой среды. По виду охлаждаемой среды различают испарители: для охлаждения жидких хладоносителей – воды, рассола или других незамерзающих жидкостей, для охлаждения воздуха – камерные батареи непосредственного охлаждения (с естественной циркуляцией воздуха) и воздухоохладители непосредственного охлаждения (с принудительной циркуляцией воздуха). По характеру заполнения холодильным агентом испарители разделяют на затопленные, в которых поддерживается определенный уровень жидкого холодильного агента, и незатопленные или сухие, в которых нет уровня жидкости (змеевиковые аппараты, заполняемые непосредственно от регулирующего вентиля).