Для чего вводится понятие стандартная холодопроизводительность

Холодопроизводительность, расчет

В случае с холодильником, процесса преобразования нет, а есть отбор тепла (энергии) от охлаждаемой среды.

Холодопроизводительность любой холодильной установки охлаждения жидкости сильно зависит от температуры, до которой необходимо охлаждать жидкость. Чем выше конечная температура жидкости, тем выше холодопроизводительность. Это связано с тем, что хладагент способен отобрать больше тепла у жидкости, при более высокой температуре кипения.

Определить требуемую холодопроизводительность можно в соответствии с исходными данными по формулам (1) или (2).

1. объемный расход охлаждаемой жидкости G (м3/час);

2. требуемая (конечная) температура охлажденной жидкости Тk (°С);

3. температура входящей жидкости Тн(°С).

Формула расчета требуемой холодопроизводительности установки для охлаждения воды:

(1) Q (кВт) = G x (Тн – Тk) x 1,163

Формула расчета требуемой холодопроизводительности установки для охлаждения любой жидкости:

(2) Q (кВт) = G x (Тнж– Тkж) x Cpж x rж / 3600

Cpж – удельная теплоемкость охлаждаемой жидкости, кДж/(кг °С) (таблица),

rж – плотность охлаждаемой жидкости, кг/м3(таблица).

Удельная теплоемкость вещества показывает количество энергии, которую необходимо сообщить/отобрать, для того, чтобы увеличить/уменьшить температуру одного килограмма вещества на один градус Кельвина.

Что касается воды, необходимо отметить, что это жидкость с самым высоким значением удельной теплоемкости. Другими словами, чтобы обеспечить заданное количество температуры, вода должна поглотить или отдать количество тепла значительно больше, чем любое другое тело такой же массы.

В связи с этим становится понятным интерес к воде, когда нужно обеспечить искусственный теплообмен. Количество тепла, необходимое для повышения температуры с Тн до Тk тела массой m можно рассчитать по следующей формуле:

Q = C x (Тн – Тk) x m, кДж

Источник

3.4. Производительность холодильной установки и способы ее регулирования

Холодопроизводительность холодильной установки характеризуется количеством теплоты, отводимой от охлаждаемого объекта. Эта теплота расходуется на превращение в пар определенного количества хладагента в камерных приборах.

Холодопроизводительность компрессора — условное понятие. Под ней понимают объем пара, отсасываемого из испарительной системы компрессором или группой компрессоров.

Различают теоретическую, действительную и стандартную холодопроизводительность компрессора.

Для оценки работы действительного поршневого компрессора его сравнивают с теоретическим, который имеет такую же величину объема, описанного поршнями. В теоретическом компрессоре не учитываются потери.

Теоретическую холодопроизводительность компрессора определяют по формуле Q_OT = V_hq_v, где Q_OT — теоретическая холодопроизводительность компрессора, кВт; V_h — теоретическая объемная подача (объем, описанный поршнями компрессора), м³/с; q_v — удельная объемная производительность хладагента, кДж/м³.

Действительная холодопроизводительность компрессора меньше теоретической вследствие наличия потерь: происходит расширение пара, остающегося в конце сжатия в мертвом пространстве; давление всасывания ниже давления кипения, а давление нагнетания выше давления конденсации; пар в цилиндре подогревается; имеются перетекания пара через поршневые кольца, клапаны и другие неплотности; происходит дросселирование в клапанах и т. д. В герметичных и бессальниковых компрессорах пар перегревается, охлаждая обмотки электродвигателя.

Величина всех перечисленных потерь характеризуется коэффициентом подачи λ. С повышением температуры конденсации или понижением температуры кипения увеличиваются потери, коэффициент подачи уменьшается.

Действительная холодопроизводительность компрессора может быть рассчитана по формуле Q_0q = Q_0T λ или

На рис. 23 показан график зависимости коэффициента подачи от степени сжатия для различных типов компрессоров.

Под степенью сжатия Е понимается отношение абсолютного давления нагнетания к абсолютному давлению всасывания: Е = Р_К/Р₀, где Е — степень сжатия; Р_К — абсолютное давление нагнетания, МПа; Р₀ — абсолютное давление всасывания, МПа.
В технической документации на холодильные компрессоры указывается стандартная холодопроизводительность. Это действительная холодопроизводительность компрессора при стандартных условиях его работы.
В качестве стандартного режима по отраслевому стандарту (ОСТ 2603-943—77) принимаются следующие температуры кипения, всасывания, конденсации и переохлаждения, °С:

Стандартный режим введен для возможности испытания и сравнения характеристик различных компрессоров в сопоставимых условиях. Действительные рабочие параметры, как правило, отличаются от стандартного режима.

На рис. 24 представлена зависимость холодопроизводительности компрессоров серии П, входящих в агрегаты А110, А165 и А220, от температур кипения и конденсации.

Стандартная холодопроизводительность компрессора может быть определена по формуле Q_0ст = Q₀ (q_vст λ_ст) / q_v λ, где q_vст — удельная объемная холодопроизводительность компрессора, работающего в стандартном режиме, кВт; λ_ст — коэффициент подачи в стандартном режиме; Q₀ — рабочая холодопроизводительность компрессора, кВт.

Выбор холодопроизводительности компрессора делается из расчета максимальной расчетной тепловой нагрузки.

Для стабильного поддержания заданных температур в охлаждаемых помещениях необходимо отрегулировать холодопроизводительность установки до величины, соответствующей величине теплопритоков в охлаждаемые помещения в данное время года, суток и при конкретной тепловой нагрузке. Существуют следующие способы регулирования холодопроизводительности холодильной установки:

ручное или автоматическое включение и выключение компрессоров;

ступенчатое или плавное изменение частоты вращения электродвигателя;

подключение дополнительного мертвого пространства компрессора;

отключение отдельных цилиндров путем отжима пластин всасывающих клапанов;

уменьшение подачи жидкого хладагента в камерные приборы;

выключение части камерных приборов;

соединение нагнетательной полости компрессора со всасывающей (байпасирование);

прикрытие всасывающего вентиля компрессора.

Ручное включение и выключение компрессоров. Наиболее простым способом регулирования холодопроизводительности холодильной установки является отключение части работающих компрессоров при понижении температуры кипения или подключении дополнительных компрессоров при ее повышении.

Серьезной ошибкой является попытка добиться понижения температуры камеры путем уменьшения подачи хладагента в камерные приборы. В этом случае понижается температура кипения, но вследствие недостатка хладагента в камерных приборах температура охлаждаемого объекта повышается.

Автоматическое включение и выключение компрессоров. Автоматический пуск и остановка компрессора производятся по команде термореле, контролирующего температуру в охлаждаемом помещении или температуру хладоносителя,
либо по команде реле низкого давления, контролирующего давление всасывания компрессора.

При работе компрессора на охлаждение одной камеры или любого другого объекта (например, танка с молоком) достаточно применения одного автоматического включения и выключения компрессора. При поддержании с помощью одного компрессора различных температур в охлаждаемых объектах дополнительно применяются и другие способы регулирования холодопроизводительности установки, например уменьшение подачи хладагента в камерные приборы (см. ниже).

Ступенчатое изменение частоты вращения электродвигателя. Частота вращения электродвигателя может быть изменена за счет подключения дополнительных пар полюсов. Используются двух- и трехскоростные электродвигатели асинхронного типа. Уменьшение числа включенных пар полюсов приводит к возрастанию частоты вращения электродвигателя.

Плавное изменение частоты вращения электродвигателя. Метод плавного изменения частоты вращения электродвигателя компрессора более целесообразен с точки зрения экономичности эксплуатации, чем метод ступенчатого изменения. При плавном изменении частоты вращения электродвигателя происходит плавное изменение холодопроизводительности компрессора, что дает возможность поддерживать в охлаждаемых помещениях стабильную температуру. Однако этот метод значительно усложняет конструкцию электропривода и по этой причине применяется ограниченно.

Подключение дополнительного мертвого пространства компрессора. Дополнительный объем мертвого пространства располагается в крышке или стенке цилиндров компрессора. Величина этого объема может меняться плавно или ступенчато. Холодопроизводительность компрессора уменьшается с увеличением мертвого пространства. Энергетические потери при таком способе регулирования холодопроизводительности велики и связаны с необходимостью сжатия пара, находящегося в дополнительном объеме мертвого пространства.

Отключение отдельных цилиндров компрессора путем отжима пластин всасывающих клапанов. На некоторых зарубежных непрямоточных поршневых компрессорах имеется устройство для отжима пластин всасывающих клапанов с пневматическим и гидравлическим управлением. При пневматическом управлении пластина всасывающего клапана отключаемого цилиндра отжимается давлением пара, сжимаемого в других цилиндрах. При гидравлическом управлении всасывающие клапаны неработающего компрессора находятся в отжатом состоянии и возвращаются в рабочее положение только при достижении
разности давлений в системе смазки компрессора. Такая конструкция позволяет запускать компрессор без нагрузки, но не обеспечивает регулирование холодопроизводительности для поддержания заданной температуры.
На отечественных компрессорах применяется электромагнитное управление — отжимом пластин всасывающих клапанов. Так, регулирование холодопроизводительности поршневых непрямоточных компрессоров типа П110, ФУ-40РЭ и их модификаций осуществляется отжимом пластин за счет электромагнитного поля, сосредоточенного в зоне пластин, которое удерживает пластины у розетки клапана (рис. 25). Источником поля являются электромагниты, размещенные в верхних крышках цилиндров. Напряжение, подаваемое на катушки электромагнитов, составляет 24 В. Компрессоры с регулированием холодопроизводительности оснащают специальными всасывающими клапанами, приспособленными для электромагнитного регулирования. При подаче напряжения на катушку электромагнита образуется магнитное поле, которое показано на рис. 25 стрелками. Благодаря наличию в корпусе катушки и в розетке всасывающего клапана вваренных вставок из немагнитной стали (на рис. 25 показаны черным цветом) магнитые силовые линии распространяются, как указано на схеме. Пластина всасывающего клапана отрывается от седла, которым является верхняя плоскость гильзы цилиндра; она прижимается к розетке, установленной на гильзе, замыкая магнитное поле между внешним и внутренним кольцами корпуса розетки клапана. Направляющая клапана выполнена из алюминия, что исключает замыкание магнитных силовых линий непосредственно через нагнетательный клапан. При снятии напряжения с катушки всасывающий клапан включается.

Этот способ экономичен и обеспечивает как разгрузку компрессора при пуске, так и ступенчатое регулирование производительности компрессора в ходе его эксплуатации путем отключения любого количества цилиндров.

Уменьшение подачи жидкого хладагента в камерные приборы. При использовании одного компрессора для охлаждения нескольких камер с различными температурами применяют ограничение подачи жидкого хладагента в камерные приборы. При этом имеет место искусственное отклонение от оптимального режима: увеличивается разность между температурами охлаждаемых помещений и температурой кипения. Это снижает энергетические показатели работы холодильной установки, однако находит применение в малых холодильных установках для хранения различных продуктов (молока, творога, сливочного масла и т. д.) при режимах, рекомендованных технологией хранения.

Соединение нагнетательной полости компрессора со всасывающей (байпасирование). Байпасирование дает возможность, перепуская пар из нагнетательной полости во всасывающую, разгрузить компрессор при пуске. Длительная работа компрессора при открытом байпасе невозможна, поскольку приводит к его перегреву.

Прикрытие всасывающего вентиля компрессора. При переполнении испарителя жидким хладагентом холодопроиз-
водительность компрессора уменьшают, прикрывая всасывающий вентиль компрессора или запорный вентиль на испарителе. Дросселирование пара перед компрессором уменьшает интенсивность кипения хладагента в испарителе. Таким образом исключают вынос капельной влаги из испарителя в компрессор. Если дросселирования пара для этого недостаточно — частично приоткрывают байпас.

Источник

Стандартная холодопроизводительность и подбор компрессоров

Холодопроизводительность холодильной установки характеризуется количеством теплоты, отводимой от охлаждаемого объекта. Эта теплота расходуется на превращение в пар определенного количества хладагента в камерных приборах.

Холодопроизводительность компрессора — условное понятие. Под ней понимают объем пара, отсасываемого из испарительной системы компрессором или группой компрессоров.

Различают теоретическую, действительную и стандартную холодопроизводительность компрессора.

Для сопоставления разных холодильных машин и подбора оборудования используется величина стандартной холодопроизводительности.

Производительность компрессора по условиям всасывания составляет некоторую долю от объема, описанного поршнем:

,

где — коэффициент подачи компрессора; — объем описанный поршнем;

— плотность хладоагента по условиям всасывания;

— удельный объем хладоагента по условиям всасывания.

Фактическая производительность компрессора при увеличении степени сжатия уменьшается, а эффективность использования энергии снижается.

Объем, описанный поршнем , для рабочих условий: ,

а для стандартных условий: .

Следовательно, стандартная холодопроизводительность будет:

,

где — объемная удельная холодопроизводительность для рабочих условий;

— объемная удельная холодопроизводительность для стандартных условий.

Подбор компрессора осуществляется по стандартной холодопроизводительности и установочной мощности электродвигателя.

Абсорбционная холодильная машина

По выходе из испарителя газообразный аммиак направляется в абсорбер 5 и при охлаждении (отвод теплоты растворения) поглощается водой с образованием высококонцентрированного раствора (»50% NH₃).

Полученный раствор нагнетается насосом 6 через теплообменник 7 в кипятильник 1, где в результате нагревания водяным паром (подвод тепла испарения) большая часть аммиака испаряется и в виде газа поступает в конденсатор 2. Обедненный водоаммиачный раствор (»20% NH₃) уходит из кипятильника через теплообменник 7 и дроссельный вентиль 8 в абсорбер 5, где вновь концентрируется в результате абсорбции газообразного аммиака.

Установка имеет высокую металлоемкость (большое количество оборудования).

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 632 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник

Для чего вводится понятие стандартная холодопроизводительность

Термины и определения

Refrigerating equipment. Terms and definitions

Дата введения 1981-01-01

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 18 сентября 1980 года N 4744 дата введения установлена 01.01.81

ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в декабре 1981 года (ИУС 3-82)

Настоящий стандарт устанавливает применяемые в науке, технике и производстве термины и определения основных понятий в области холодильной техники.

Термины, установленные стандартом, обязательны для применения в документации всех видов, научно-технической, учебной и справочной литературе.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1166-78.

Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.

Для отдельных стандартизованных терминов в стандарте приведены в качестве справочных их краткие формы, которые разрешается применять в случаях, исключающих возможность их различного толкования.

Установленные определения можно при необходимости изменять по форме изложения, не допуская нарушения границ понятий.

В случаях, когда существенные признаки понятия содержатся в буквальном значении термина, определение не приведено, и, соответственно, в графе «Определение» поставлен прочерк.

В стандарте приведен алфавитный указатель содержащихся в нем терминов.

В стандарте имеется справочное приложение, содержащее буквенные обозначения ряда стандартизованных терминов.

1. Холодильная техника

Область техники, предметом которой является искусственное охлаждение

2. Холодильный цикл

Термодинамический цикл, используемый в холодильной машине

3. Холодильный агент

Рабочее вещество холодильного цикла

Вещество для отвода теплоты от охлаждаемых объектов и передачи его холодильному агенту.

Примечание. Примером хладоносителя является рассол

5. Искусственное охлаждение

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Охлаждение с помощью холодильных машин

6. Непосредственное искусственное охлаждение

Отвод теплоты от объекта охлаждения непосредственно холодильным агентом

7. Искусственное охлаждение хладоносителем

Отвод теплоты от объекта охлаждения хладоносителем

Превращение основной массы влаги, содержащейся в объекте охлаждения, в лед

9. Сравнительные условия работы холодильного оборудования

Сравнительные условия

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Температурные режимы, принятые для сравнения основных параметров холодильного оборудования

Примечание. Например, для паровых холодильных компрессоров сравнительными условиями являются температуры кипения, конденсации, перегрев на всасывании

Количество теплоты, отводимое в единицу времени искусственным охлаждением

11. Холодопроизводительность брутто

Холодопроизводительность, включающая дополнительные теплопритоки

12. Холодопроизводительность нетто

13. Номинальная холодопроизводительность

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Холодопроизводительность при заданных температурных режимах

14. Удельная холодопроизводительность

Отношение холодопроизводительности к потребляемой мощности

15. Удельная холодопроизводительность брутто

16. Удельная холодопроизводительность нетто

Слой замерзшей влаги на охлаждающей поверхности

Удаление снеговой шубы с элементов холодильной машины подводом теплоты

Сооружение или устройство с одной или несколькими холодильными камерами для обработки и хранения объектов охлаждения

20. Холодильная камера

Камера с искусственным охлаждением

21. Сторона низкого давления

Часть холодильной машины (установки), находящаяся под давлением всасывания

22. Сторона высокого давления

Часть холодильной машины (установки), находящаяся под давлением нагнетания

23. Влажный ход холодильного компрессора

Режим работы парового холодильного компрессора, при котором пар в компрессоре содержит часть жидкого холодильного агента

24. Сухой ход холодильного компрессора

Режим работы парового холодильного компрессора, при котором пар в компрессоре находится в перегретом состоянии

ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ

25. Холодильная машина

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Машина, осуществляющая перенос теплоты с низкого температурного уровня на более высокий с целью охлаждения

26. Компрессионная холодильная машина

Холодильная машина, в которой холодильный цикл осуществляется с помощью механического компрессора

27. Паровая компрессионная холодильная машина

Компрессионная холодильная машина, в которой холодильный агент изменяет свое агрегатное состояние

28. Газовая компрессионная холодильная машина

Компрессионная холодильная машина, в которой газообразный холодильный агент сохраняет свое агрегатное состояние

29. Воздушная компрессионная холодильная машина

Газовая компрессионная холодильная машина, в которой холодильным агентом является воздух

30. Каскадная парокомпрессионная холодильная машина

Холодильная машина, в которой осуществляется несколько холодильных циклов и охлаждение конденсирующегося холодильного агента в одном цикле осуществляется кипящим холодильным агентом в другом цикле

31. Теплоиспользующая холодильная машина

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Холодильная машина, в которой холодильный цикл осуществляется за счет подвода теплоты

32. Абсорбционная холодильная машина

Теплоиспользующая холодильная машина с применением абсорбции и десорбции

33. Пароэжекторная холодильная машина

Теплоиспользующая холодильная машина с применением эжекции холодильного агента

34. Многоступенчатая холодильная машина

Холодильная машина, в которой холодильный цикл осуществляется с многоступенчатым сжатием холодильного агента с охлаждением между ступенями

35. Холодильная установка

Комплекс холодильных машин и дополнительного оборудования, применяемый для искусственного охлаждения.

Примечание. Дополнительное оборудование холодильной установки включает в себя оборудование для охлаждения и подачи конденсаторной воды, приготовления и подачи хладоносителя и др. Технологическое оборудование потребителя в состав холодильной установки не входит

36. Централизованная холодильная установка

Холодильная установка с несколькими потребителями холода

Холодильная установка для производства льда

ЭЛЕМЕНТЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН И УСТАНОВОК

38. Холодильный компрессор

Компрессор для сжатия и циркуляции холодильного агента

39. Сальниковый холодильный компрессор

Холодильный компрессор с уплотнением приводного конца вала

40. Бессальниковый холодильный компрессор

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Холодильный компрессор со встроенным электродвигателем, имеющий внешние корпусные детали

41. Герметичный холодильный компрессор

Холодильный компрессор с электродвигателем в герметичном кожухе

42. Холодильный абсорбер

Абсорбер для поглощения пара холодильного агента

43. Генератор абсорбционной холодильной машины

Аппарат абсорбционной холодильной машины для выпаривания холодильного агента

44. Холодильный конденсатор

Конденсатор холодильной машины для конденсации холодильного агента

45. Холодильный переохладитель

Теплообменный аппарат холодильной машины для охлаждения холодильного агента после его конденсации

46. Холодильный испаритель

Испаритель

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Испаритель холодильной машины для кипения холодильного агента

47. Холодильный воздухоотделитель

Устройство для удаления воздуха и других неконденсирующихся газов из холодильного агента

48. Осушитель холодильного агента

Устройство для удаления влаги из холодильного агента

49. Фильтр-осушитель холодильного агента

Устройство для осушения и фильтрования холодильного агента

50. Холодильный агрегат

(Измененная редакция, Изм. N 1).

Агрегат, состоящий из конструктивно объединенных основных и вспомогательных элементов холодильной машины.

Примечание. Примерами холодильного агрегата являются: компрессорный агрегат, компрессорно-конденсаторный агрегат, компрессорно-испарительный агрегат

Источник