Расчет и подбор воздухоохладителей.

При расчете поверхностного (сухого) воздухоохладителя определяют площадь теплопередающей поверхности и объемный расход циркулирующего воздуха (если он предварительно не задан).

Площадь теплопередающей поверхности воздухоохладителя F_B (в м²) рассчитывают по формуле

,

где Q_T – теплоприток к воздухоохладителю, Вт;

k_B ‑ коэффициент теплопередачи воздухоохладителя, Вт/(м²-К);

Θ ‑ средний температурный напор между циркулирующим воздухом и холодильным агентом, рассолом или водой, °С.

При движении воздуха поперек труб со скоростью 3 ‑ 5 м/с коэффициент теплопередачи сухого гладкотрубного воздухоохладителя k_в=30÷35 Вт/(м²·К), а при движении воздуха вдоль труб k_в=17÷20 Вт/(м²·К). Для ребристых воздухоохладителей при скорости движения воздуха 4 ‑ 5 м/с и плотности теплового потока 100 ‑ 120 Вт/м² k_в=12÷17 Bт/(м²·K).

Для подбора вентилятора определяют объемный расход циркулирующего воздуха по уравнению

,

где V_B ‑ объемный расход циркулирующего воздуха, м³/с;

ρ_в ‑ плотность воздуха, кг/м³ (определяют по i-d диаграмме или по психометрической таблице соответственно температуре воздуха, выходящего из воздухоохладителя).

Энтальпии входящего i₁ и выходящего i₂ воздуха определяют по i-d диаграмме.

Раздел X

Лекция 1. Расчет теплопритоков в охлаждаемые помещения.

Расчет теплопритоков состоит в последовательном учете количества теплоты, поступающей в охлаждаемое помещение (охлаждаемый аппарат) от каждого из источников теплоты, которые могут оказать влияние на установление и поддержание заданного теплового режима в охлаждаемом объекте.

Конечной целью расчета теплопритоков является нахождение для каждого охлаждаемого помещения (аппарата) производительности охлаждающих приборов, достаточной для отвода всей поступившей теплоты и поддержания тем самым требуемых параметров воздушной (или иной) среды внутри этого помещения (аппарата). Кроме того, расчет теплопритоков позволяет найти холодопроизводительность оборудования машинного отделения, необ­ходимую для поддержания заданной температуры во всех охлаж­даемых помещениях (аппаратах), имеющихся на предприятии. Поскольку в задачу расчета входит определение производительно­сти охлаждающих приборов (а затем и площади их теплопередающей поверхности) для каждого охлаждаемого помещения, то рас­чет теплопритоков выполняют отдельно по каждому помещению (аппарату), что при проектировании больших предприятий оказы­вается достаточно трудоемким и требует применения вычислитель­ной техники.

В установившемся состоянии в охлаждаемое помещение будут проникать и возникать внутри самого помещения (аппарата) сле­дующие виды теплопритоков: от окружающей среды Q_l, вызван­ный проникновением теплоты через ограждения; от продуктов (гру­зов) Q₂ ПРИ их холодильной обработке или от выделения теплоты при совершении реакций; с наружным воздухом Q₃ при вентиля­ции помещений; эксплуатационный Q₄ от различных источников. Сумма всех теплопритоков Q =ΣQ_i в данный момент времени определяет тепловую нагрузку на холодильное оборудование.

Важнейшей особенностью теплопритоков, накладывающей от­печаток на весь ход расчета, является непостоянство их во време­ни. Все теплопритоки непрерывно изменяются и в общем случае без достаточной закономерности. Однако теплопритоки Q₁ и Q₃, обусловленные влиянием окружающей среды, изменяются в связи с сезонными и суточными колебаниями температуры и влажности атмосферного воздуха. В свою очередь, величина Q₂ зависит от сезонности поступления грузов или от графика нагрузки на аппа­раты (реакторы). Другая особенность теплопритоков состоит в том, что их максимальные значения по времени, как правило, не совпа­дают и могут наблюдаться в разное время суток или года.

При расчете учитывают все теплопритоки в охлаждаемые камеры (охлаждаемые аппараты), которые могут влиять на температуру в этих объектах. Результаты расчета теплопритоков являются основанием для расчета и выбора холодильного оборудования машинного отделения и камер, производительность которого должна быть достаточной для отвода всех теплопритоков и поддержания заданных температурных режимов в охлаждаемых помещениях.

При расчете теплопритоков учитывают притоки теплоты через внешние ограждения охлаждаемых помещений Q₁, от продуктов при их охлаждении или замораживании Q₂, с наружным воздухом при вентиляции камер Q₃, прочие теплопритоки, неизбежно появляющиеся при эксплуатации холодильника Q₄, а также приток теплоты, выделяемой плодами и овощами в результате дыхания Q₅.

Тепловую нагрузку на холодильное оборудование оп­ределяют по сумме всех теплообменников

Q=Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅

Теплопритоки в камеры холодильника непрерывно изменяются в связи с сезонным и суточным колебаниями температур, влажности атмосферного воздуха (Q₁ и Q₃) и сезонным поступлением продуктов (Q₂). Поэтому теплопритоки следует рассчитывать для периода максимальной тепловой нагрузки на холодильник.

Расчет теплопритоков проводят для каждой камеры в отдельности, что позволяет определить тепловые нагрузки на камерное оборудование отдельно для каждой из них. Затем результаты суммируют по группам камер с примерно одинаковыми температурами. Эти результаты составляют тепловую нагрузку на оборудование машинного отделения и являются основанием для расчета и подбора компрессоров, конденсатора и другого оборудования машинного отделения.

Исходными данными для расчета теплопритоков являются план и разрез холодильника с указанием размеров камер и ориентировкой по странам света, значения коэффициентов теплопередачи строительно-изоляционных конструкций ограждения, полученные при расчете теплоизоляции, температура и влажность наружного воздуха, смежных помещений и камер, температура грунта, температура и количество поступающих грузов.