منتجاتناتم تنظيم وحدات التبريد السائل (المبردات) في عام 2006. كان للوحدات الأولى قدرة تبريد تبلغ 60 كيلو وات وتم تجميعها على أساس المبادلات الحرارية ذات الألواح. إذا لزم الأمر ، فقد تم تجهيزهم بوحدة هيدروليكية.
الوحدة المائية عبارة عن خزان معزول حرارياً بسعة 500 لتر أو أكثر (حسب القدرة ، لذلك بالنسبة للتركيب بسعة تبريد 50-60 كيلو وات ، يجب أن تكون سعة الخزان 1.2-1.5 متر مكعب) مقسومًا على - مقسم إلى حاويتين من الماء "الدافئ" و "المبرد". تقوم مضخة الدائرة الداخلية ، التي تأخذ الماء من الحجرة "الدافئة" بالخزان ، بتسليمها إلى المبادل الحراري للوحة ، حيث يتم تبريدها بالتيار المعاكس مع الفريون. يدخل الماء المبرد إلى الجزء الآخر من الخزان. يجب ألا يقل أداء المضخة الداخلية عن أداء مضخة الدائرة الخارجية. يسمح لك الشكل الخاص للقسم بضبط حجم الفائض على نطاق واسع مع تغيير بسيط في مستوى الماء.
عند استخدامه كناقل حراري للماء ، فإن مثل هذه التركيبات تسمح بتبريده إلى +5 درجة مئوية +7 درجة مئوية. وفقًا لذلك ، في الحساب القياسي للمعدات ، يُفترض أن تكون درجة حرارة المياه الواردة (القادمة من المستهلك) + 10 درجة مئوية ÷ + 12 درجة مئوية. يتم حساب سعة التركيب بناءً على تدفق المياه المطلوب.
أجهزتنا مجهزة بأنظمة حماية متعددة المراحل. تعمل مفاتيح الضغط على حماية الضاغط من الحمل الزائد. لا يسمح محدد الضغط المنخفض بغلي الفريون بخفض درجة حرارته إلى أقل من 2 درجة مئوية تحت الصفر ، مما يحمي المبادل الحراري للوحة من التجميد المحتمل للماء. سوف يقوم مفتاح التدفق المركب بإيقاف تشغيل ضاغط التبريد في حالة حدوث قفل هوائي ، في حالة انسداد خطوط الأنابيب ، إذا تم تجميد الألواح. يحافظ منظم ضغط الشفط على درجة غليان الفريون + 1 درجة مئوية ± 0.2 درجة مئوية.
تم تركيب أجهزة مماثلة من قبلنا لتبريد محلول حمامات الماء المالح لتمليح الجبن في مصانع الجبن ، لتبريد الحليب بسرعة بعد البسترة في مصانع الألبان ، لخفض درجة حرارة الماء في أحواض السباحة بسلاسة في مصانع إنتاج الأسماك (التربية والتربية).
إذا كان من الضروري خفض درجة حرارة سائل التبريد من +5 درجة مئوية +7 درجة مئوية إلى درجات حرارة سالبة وقريبة من الصفر ، بدلاً من الماء ، يتم استخدام محلول البروبيلين جليكول كمبرد. يتم استخدامه أيضًا إذا انخفضت درجة الحرارة المحيطة إلى أقل من -5 درجة مئوية ، أو ، إذا لزم الأمر ، قم بإيقاف تشغيل مضخة الدائرة الداخلية من وقت لآخر (الدائرة: خزان عازل - مبادل حراري لوحدة التبريد).
عند حساب المعدات ، نأخذ دائمًا في الاعتبار التغييرات في خصائص المبرد مثل السعة الحرارية ومعامل نقل الحرارة السطحية. لن تعمل الوحدة المصممة للعمل مع الماء بشكل صحيح عند استبدال ناقل الحرارة بإيثيلين جليكول أو بروبيلين جليكول أو حلول محلول ملحي. و VICE VERSA.
تعمل وحدة تبريد البارافين ، المجمعة وفقًا لهذا المخطط ، جنبًا إلى جنب مع نظام تبريد مبرد الهواء في الشتاء ، مع الاغلاق التلقائيضاغط التبريد.
نحن من ذوي الخبرة في تصميم وتصنيع المبردات لحل مشكلة التبريد خلال فترة زمنية قصيرة ولكن بقدرة تبريد عالية. على سبيل المثال ، يتطلب متجر استلام الحليب تركيبات بوقت تشغيل يصل إلى ساعتين / يوم لتبريد 20 طنًا من الحليب خلال هذا الوقت من + 25 درجة مئوية + 30 درجة مئوية إلى + 6 درجة مئوية + 8 درجة مئوية. هذه هي ما يسمى بمشكلة التبريد الدافع.
عند تحديد مهمة التبريد النبضي للمنتجات ، من المجدي اقتصاديًا تصنيع مبرد مع مجمع بارد. كمعيار ، نجعل مثل هذه التركيبات على النحو التالي:
أ) الخزان المعزول بالحرارة مصنوع بحجم 125-150٪ من السعة العازلة المحسوبة ، مملوء بالماء بنسبة 90٪ ؛
ب) يوضع بداخله مبخر ، مصنوع من أنابيب نحاسية مثنية ، أو ألواح معدنية ذات أخاديد مطحونة بالداخل ؛
بتزويد الفريون بدرجة حرارة -17 درجة مئوية ÷ -25 درجة مئوية ، نضمن تجميد الثلج بالسماكة المطلوبة. يتم تبريد المياه القادمة من المستهلك نتيجة ذوبان الجليد. يستخدم الفقاعات لزيادة معدل الذوبان.
يسمح هذا النظام باستخدام وحدات التبريد بسعة 5 × 10 مرات أقل من حجم الطاقة النبضية لحمل التبريد. في الوقت نفسه ، يجب أن يُفهم أن درجة حرارة الماء في الخزان يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا عن 0 درجة مئوية ، لأن معدل ذوبان الجليد في الماء بدرجة حرارة + 5 درجة مئوية منخفض جدًا. أيضًا ، تشمل عيوب هذا النظام الوزن الكبير وأبعاد الخزان مع المبخر ، وهو ما يفسر بالحاجة إلى توفير مساحة تبادل حراري كبيرة في واجهة الجليد / الماء.
إذا كان من الضروري استخدام الماء بدرجة حرارة قريبة من الصفر (0 درجة مئوية + 1 درجة مئوية) كحامل حراري ، دون إمكانية استخدام البروبيلين غليكول أو الإيثيلين جلايكول أو المحاليل الملحية بدلاً من ذلك (على سبيل المثال ، تسرب النظام أو متطلبات SANPiN) ، نقوم بتصنيع المبردات باستخدام المبادلات الحرارية للفيلم.
مع مثل هذا النظام ، فإن المياه القادمة من المستهلك ، والتي تمر عبر نظام خاص من المجمعات والفوهات ، تغسل بالتساوي الألواح المعدنية ذات المساحة الكبيرة المبردة بالفريون حتى درجة 5 درجة مئوية تحت الصفر. بالتدفق إلى أسفل ، يتجمد جزء من الماء على الألواح ، مكونًا طبقة رقيقة من الجليد ، ويتم تبريد باقي الماء ، المتدفق أسفل هذا الفيلم ، إلى درجة الحرارة المطلوبة ويتم تجميعه في خزان معزول بالحرارة يقع تحت الألواح ، من حيث يدخل المستهلك.
هذه الأنظمة لها متطلبات صارمة لمستوى محتوى الغبار في الغرفة حيث تم تركيب خزان المبخر ، ولأسباب واضحة ، تتطلب المزيد مستوى عالالسقوف. تتميز بأكبر الأبعاد والتكلفة.
ستقوم شركتنا بحل أي مهمة تحددها أنت بشأن التبريد السائل. سنقوم بتجميع (أو اختيار تثبيت جاهز) وفقًا لمبدأ التشغيل الأمثل وبأقل تكلفة للتركيب نفسه وتشغيله.
عند حساب المبخر المصمم ، يتم تحديد سطح نقل الحرارة وحجم المحلول الملحي أو الماء.
تم العثور على سطح نقل الحرارة للمبخر بالصيغة:
حيث F هو سطح نقل الحرارة للمبخر ، m2 ؛
س 0 - قدرة تبريد الجهاز ، W ؛
Dt m - بالنسبة لمبخرات الغلاف والأنبوب ، هذا هو متوسط الاختلاف اللوغاريتمي بين درجات حرارة مادة التبريد ونقطة غليان مادة التبريد ، وبالنسبة لمبخرات الألواح ، يمثل الفرق الحسابي بين درجات حرارة المحلول الملحي الخارج ونقطة الغليان المبرد ، 0 درجة مئوية ؛
هي كثافة التدفق الحراري ، W / m2.
للحسابات التقريبية للمبخرات ، يتم استخدام قيم معامل نقل الحرارة التي تم الحصول عليها تجريبياً في W / (م 2 × كلفن):
لمبخرات الأمونيا:
قذيفة وأنبوب 450-550
لوحة 550-650
لمبخرات الفريون ذات الصدفة والأنبوب المزودة بزعانف دوارة من 250 إلى 350.
يتم حساب متوسط الاختلاف اللوغاريتمي بين درجات حرارة المبرد ونقطة غليان مادة التبريد في المبخر بالصيغة التالية:
(5.2)
حيث t P1 و t P2 هما درجات حرارة المبرد عند مدخل ومخرج المبخر ، 0 درجة مئوية ؛
ر 0 - نقطة غليان المبرد ، 0 درجة مئوية.
بالنسبة لمبخرات الألواح ، نظرًا لحجم الخزان الكبير والدوران المكثف لمادة التبريد ، يمكن أخذ متوسط درجة حرارته مساويًا لدرجة الحرارة عند مخرج الخزان t P2. لذلك ، لهذه المبخرات 
يتم تحديد حجم المبرد المتداول بواسطة الصيغة:
(5.3)
حيث V R هو حجم سائل التبريد ، م 3 / ث ؛
с Р هي السعة الحرارية النوعية للمحلول الملحي ، J / (كجم × 0 درجة مئوية) ؛
r Р - كثافة المحلول الملحي ، كجم / م 3 ؛
t Р2 و t Р1 - درجة حرارة سائل التبريد ، على التوالي ، عند مدخل الفضاء المبرد والخروج منه ، 0 درجة مئوية ؛
س 0 - قدرة تبريد الجهاز.
تم العثور على قيم c Р و r Р وفقًا للبيانات المرجعية لسائل التبريد المقابل اعتمادًا على درجة حرارته وتركيزه.
تنخفض درجة حرارة مادة التبريد أثناء مرورها عبر المبخر بمقدار 2-3 درجة مئوية.
حساب المبخرات الخاصة بتبريد الهواء في الثلاجات
لتوزيع المبخرات المضمنة في عبوة المبرد ، حدد سطح نقل الحرارة المطلوب وفقًا للصيغة:
حيث SQ هو إجمالي اكتساب الحرارة للغرفة ؛
K - معامل انتقال الحرارة لمعدات الغرفة ، W / (م 2 × كلفن) ؛
Dt هو فرق درجة الحرارة المحسوب بين الهواء في الغرفة ومتوسط درجة حرارة المبرد أثناء تبريد المحلول الملحي ، 0 درجة مئوية.
معامل انتقال الحرارة للبطارية هو 1.5-2.5 واط / (م 2 كلفن) ، لمبردات الهواء - 12-14 واط / (م 2 كلفن).
فرق درجة الحرارة المقدرة للبطاريات - 14-16 0 درجة مئوية ، لمبردات الهواء - 9-11 درجة مئوية.
يتم تحديد عدد أجهزة التبريد لكل غرفة من خلال الصيغة:
حيث n هو العدد المطلوب من أجهزة التبريد ، أجهزة الكمبيوتر ؛
f هو سطح نقل الحرارة لبطارية واحدة أو مبرد هواء (مقبول بناءً على المواصفات الفنيةسيارات).
المكثفات
هناك نوعان رئيسيان من المكثفات: مبردة بالماء ومبردة بالهواء. في وحدات التبريد عالية السعة ، تُستخدم أيضًا المكثفات المبردة بالماء والهواء ، والتي تسمى المكثفات التبخرية.
في وحدات التبريد التجارية معدات التبريدالمكثفات المبردة بالهواء هي الأكثر استخدامًا. بالمقارنة مع المكثف المبرد بالماء ، فهي اقتصادية في التشغيل ، وأسهل في التركيب والتشغيل. تعد وحدات التبريد ذات المكثفات المبردة بالماء أكثر إحكاما من تلك التي تحتوي على مكثفات مبردة بالهواء. بالإضافة إلى ذلك ، فإنها تصدر ضوضاء أقل أثناء التشغيل.
تتميز المكثفات المبردة بالمياه بطبيعة حركة المياه: نوع التدفق والري ، وبحسب التصميم - غلاف وملف ، وأنبوبين ، وأنبوب قذيفة وأنبوب.
النوع الرئيسي هو المكثفات ذات الغلاف والأنبوب الأفقي (الشكل 5.3). اعتمادًا على نوع المبرد ، هناك بعض الاختلافات في تصميم مكثفات الأمونيا والفريون. من حيث حجم سطح نقل الحرارة ، تغطي مكثفات الأمونيا نطاقًا من حوالي 30 إلى 1250 م 2 ، ومكثفات الفريون - من 5 إلى 500 م 2. بالإضافة إلى ذلك ، يتم إنتاج مكثفات الأنبوب والوعاء الرأسي للأمونيا بمساحة نقل حرارة تتراوح من 50 إلى 250 م 2.
تستخدم مكثفات شل وأنبوب في الآلات ذات السعة المتوسطة والكبيرة. يدخل بخار المبرد الساخن عبر الأنبوب 3 (الشكل 5.3) في الفراغ الحلقي ويتكثف عليه السطح الخارجيحزمة من الأنابيب الأفقية.
يدور ماء التبريد داخل الأنابيب تحت ضغط المضخة. يتم تمديد الأنابيب على شكل صفائح أنبوبية ، مغلقة من الخارج بأغطية مائية ذات فواصل تخلق عدة ممرات أفقية (2-4-6). يدخل الماء من خلال الأنبوب 8 من الأسفل ويخرج عبر الأنبوب 7. يوجد على نفس غطاء الماء صمام 6 لإطلاق الهواء من حيز الماء وصمام 9 لتصريف المياه أثناء مراجعة أو إصلاح المكثف.
الشكل 5.3 - المكثفات ذات الغلاف الأفقي والأنبوب
يوجد أعلى الجهاز صمام أمان 1 يربط الفراغ الحلقي لمكثف الأمونيا مع خط الأنابيب الذي تم إحضاره للخارج ، فوق حافة سطح المبنى الأطول داخل دائرة نصف قطرها 50 مترًا من أجزاء الجهاز. من الأسفل ، يتم لحام حوض الزيت المزود بأنبوب فرعي 11 لتصريف الزيت بالجسم. يتم التحكم في مستوى سائل التبريد في الجزء السفلي من الغلاف بواسطة مؤشر مستوى 12. أثناء التشغيل العادي ، يجب تصريف كل سائل التبريد في جهاز الاستقبال.
يوجد أعلى الغلاف صمام 5 لإطلاق الهواء ، بالإضافة إلى أنبوب فرعي لتوصيل مقياس ضغط 4.
تُستخدم المكثفات ذات الغلاف والأنبوب الرأسي في مبردات الأمونيا عالية السعة ؛ وهي مصممة لتحمل حرارة تتراوح من 225 إلى 1150 كيلو وات ويتم تركيبها خارج غرفة الماكينة دون شغل المنطقة الصالحة للاستخدام.
في الآونة الأخيرة ، ظهرت المكثفات من نوع اللوحة. الكثافة العالية لانتقال الحرارة في مكثفات الألواح ، مقارنة بمكثفات الغلاف والأنبوب ، تجعل من الممكن ، عند نفس الحمل الحراري ، تقليل استهلاك المعدن للجهاز بمقدار النصف تقريبًا وزيادة انضغاطه بمقدار 3-4 مرات.
هواءتستخدم المكثفات بشكل رئيسي في الآلات ذات الإنتاجية الصغيرة والمتوسطة. حسب طبيعة حركة الهواء فهي مقسمة إلى نوعين:
مع حرية حركة الهواء. تستخدم هذه المكثفات في الآلات ذات الإنتاجية المنخفضة جدًا (حتى حوالي 500 واط) المستخدمة في ثلاجات منزلية;
مع حركة الهواء القسري ، أي مع نفخ سطح نقل الحرارة باستخدام مراوح محورية. هذا النوع من المكثفات هو الأكثر قابلية للتطبيق في الآلات ذات الإنتاجية الصغيرة والمتوسطة ، ولكن في الآونة الأخيرة ، بسبب نقص المياه ، يتم استخدامها بشكل متزايد في الآلات ذات الإنتاجية الكبيرة.
تُستخدم المكثفات من النوع الهوائي في وحدات التبريد مع صندوق حشو ، وضواغط محكمة الغلق ومحكم الغلق. تصميمات المكثفات هي نفسها. يتكون المكثف من قسمين أو أكثر متصلين في سلسلة مع ملفات أو بالتوازي مع المجمعات. المقاطع عبارة عن أنابيب مستقيمة أو على شكل حرف U مجمعة في ملف بمساعدة ملفات. أنابيب - فولاذ ونحاس الأضلاع - الصلب أو الألومنيوم.
تستخدم مكثفات الهواء القسري في وحدات التبريد التجارية.
حساب المكثفات
عند تصميم مكثف ، يتم تقليل الحساب لتحديد سطح نقل الحرارة و (إذا تم تبريده بالماء) كمية المياه المستهلكة. بادئ ذي بدء ، يتم حساب الحمل الحراري الفعلي على المكثف.
حيث Q k هو الحمل الحراري الفعلي على المكثف ، W ؛
س 0 - قدرة تبريد الضاغط ، وات ؛
N i - مؤشر قوة الضاغط ، W ؛
N e هي القوة الفعالة للضاغط ، W ؛
ح م - الكفاءة الميكانيكية للضاغط.
في الوحدات التي تحتوي على ضواغط محكمة الغلق أو بدون غدد ، يجب تحديد الحمل الحراري على المكثف باستخدام الصيغة:
(5.7)
حيث N e هي الطاقة الكهربائية عند أطراف محرك الضاغط ، W ؛
ح ه - كفاءة المحرك الكهربائي.
يتم تحديد سطح نقل الحرارة للمكثف من خلال الصيغة:
(5.8)
حيث F هي مساحة سطح نقل الحرارة ، م 2 ؛
ك - معامل انتقال الحرارة للمكثف ، W / (م 2 × كلفن) ؛
Dt m هو متوسط الاختلاف اللوغاريتمي بين درجات حرارة تكثيف مادة التبريد وماء التبريد أو الهواء ، 0 درجة مئوية ؛
q F هي كثافة التدفق الحراري ، W / m 2.
يتم تحديد متوسط الفرق اللوغاريتمي من خلال الصيغة:
(5.9)
حيث t in1 هي درجة حرارة الماء أو الهواء عند مدخل المكثف ، 0 درجة مئوية ؛
t v2 - درجة حرارة الماء أو الهواء عند مخرج المكثف ، 0 درجة مئوية ؛
t k - درجة حرارة التكثيف لوحدة التبريد ، 0 درجة مئوية.
معاملات انتقال الحرارة أنواع مختلفةالمكثفات معطاة في الجدول. 5.1
الجدول 5.1 - معاملات نقل الحرارة للمكثفات
الري بالأمونيامبخر للأمونيا
مبرد بالهواء (مع دوران هواء قسري) لمواد التبريد
قيم إلىمحدد لسطح مضلع.
حيث تم تصميم المبخر لتبريد السائل وليس الهواء.
يمكن أن يكون المبخر في المبرد من عدة أنواع:
- رقائقي
- أنابيب - غاطسة
- قذيفة وأنبوب.
في أغلب الأحيان ، أولئك الذين يرغبون في جمع مبرد بنفسك، استخدم مبخرًا غاطسًا ملتويًا ، كخيار أرخص وأسهل يمكنك صنعه بنفسك. السؤال هو في الأساس التصنيع المناسبالمبخر ، بالنسبة لقدرة الضاغط ، اختيار قطر وطول الأنبوب الذي سيصنع منه المبادل الحراري المستقبلي.
لتحديد الأنبوب وكميته ، من الضروري استخدام حساب هندسة الحرارة ، والذي يمكن العثور عليه بسهولة على الإنترنت. لإنتاج المبردات بسعة تصل إلى 15 كيلو وات ، مع مبخر ملتوي ، فإن الأقطار التالية من الأنابيب النحاسية 1/2 هي الأكثر قابلية للتطبيق ؛ 5/8 ؛ 3/4. يصعب ثني الأنابيب ذات القطر الكبير (من 7/8) بدون آلات خاصة ، لذلك لا يتم استخدامها للمبخرات الملتوية. الأفضل من حيث سهولة التشغيل والطاقة لكل متر واحد هو أنبوب 5/8. لا ينبغي بأي حال من الأحوال السماح بحساب تقريبي لطول الأنبوب. إذا لم يكن من الصحيح عمل مبخر المبرد ، فلن يكون من الممكن تحقيق إما ارتفاع درجة الحرارة المطلوبة ، أو التبريد الفرعي المطلوب ، أو ضغط غليان الفريون ، ونتيجة لذلك ، لن يعمل المبرد بكفاءة أو لن يبرد على الاطلاق.
أيضًا ، هناك فارق بسيط آخر ، نظرًا لأن الوسط المبرد هو الماء (غالبًا) ، يجب ألا تقل نقطة الغليان عند (باستخدام الماء) عن -9 درجة مئوية ، مع وجود دلتا لا تزيد عن 10 كيلو بين نقطة غليان الفريون و درجة حرارة الماء المبرد. في هذا الصدد ، يجب أيضًا ضبط مفتاح الضغط المنخفض للطوارئ على علامة طوارئ لا تقل عن ضغط الفريون المستخدم ، عند نقطة غليانه البالغة -9 درجة مئوية. خلاف ذلك ، إذا كان مستشعر وحدة التحكم به خطأ وانخفضت درجة حرارة الماء إلى أقل من + 1 درجة مئوية ، فسيبدأ الماء في التجمد على المبخر ، مما سيقلل ، وبمرور الوقت ، يقلل من وظيفة التبادل الحراري إلى الصفر تقريبًا - لن يكون مبرد الماء تعمل بشكل صحيح.
يتم تحديد مساحة سطح إطلاق الحرارة للمبخر F ، م 2 ، بواسطة الصيغة:
أين تدفق الحرارة في المبخر ، W
ك - معامل نقل الحرارة للمبخر ، W / (م 2 * كلفن) ، يعتمد على نوع المبخر ؛
متوسط الاختلاف اللوغاريتمي بين درجات حرارة الفريون المغلي والوسط المبرد ؛
- تدفق حراري محدد يساوي 4700 واط / م 2
يتم تحديد معدل تدفق المبرد المطلوب لإزالة التدفقات الحرارية من خلال الصيغة:
أين مع -السعة الحرارية للوسط المبرد: للمياه 4.187 kJ / (kg * ° C) ، للمحلول الملحي ، يتم أخذ السعة الحرارية وفقًا لجداول خاصة اعتمادًا على درجة حرارة التجمد ، والتي يتم أخذها من 5-8 درجة مئوية تحت درجة غليان المبرد t 0 للأنظمة المفتوحة و8-10 درجة مئوية أدناه ر 0 للأنظمة المغلقة
ρ ص - الكثافة ، سائل تبريد SCR ، كجم / م 3 ؛
Δ ر ص - اختلاف درجة حرارة سائل التبريد عند مدخل ومخرج المبخر ، درجة مئوية.
لظروف تكييف الهواء في وجود غرف الرش للري ، يتم استخدام أنظمة توزيع تدفق المياه. وفقًا لذلك ، يتم تعريف Δt p على أنها اختلاف درجة الحرارة عند مخرج حوض غرفة الري ر w.k وعند مخرج المبخر ر X :.
8. اختيار مكثف
يتم تقليل حساب المكثف لتحديد مساحة سطح نقل الحرارة ، والتي وفقًا لها يتم اختيار واحد أو أكثر من المكثفات مع مساحة سطح إجمالية تساوي المساحة المحسوبة (هامش السطح لا يزيد عن + 15٪) .
1. يتم تحديد التدفق الحراري النظري في المكثف بالاختلاف في المحتوى الحراري المحدد في الدورة النظرية ، مع أو بدون تبريد فرعي في المكثف:
أ) يتم تحديد تدفق الحرارة ، مع مراعاة التبريد الفرعي في المكثف ، من خلال الاختلاف في المحتوى الحراري المحدد في الدورة النظرية:
ب) تدفق الحرارة دون مراعاة التبريد الفرعي في المكثف وفي حالة عدم وجود مبادل حراري متجدد
إجمالي الحمل الحراري ، مع الأخذ في الاعتبار المكافئ الحراري للطاقة التي يستهلكها الضاغط لضغط المبرد (التدفق الحراري الفعلي):
2. يتم تحديد متوسط فرق درجة الحرارة اللوغاريتمي av بين مبرد التكثيف والتبريد المتوسط للمكثف ، ° С:
أين فرق درجة الحرارة في بداية سطح نقل الحرارة (فرق كبير في درجة الحرارة) ، 0 درجة مئوية:
فرق درجة الحرارة في نهاية سطح نقل الحرارة (فرق أقل في درجة الحرارة) ، 0 درجة مئوية:
3. ابحث عن التدفق الحراري المحدد:
حيث k هو معامل انتقال الحرارة ، يساوي 700 واط / (م 2 * كلفن)
4. مساحة سطح نقل الحرارة للمكثف:
5. معدل تدفق المبرد المكثف:
أين التدفق الحراري الكلي في المكثف من جميع مجموعات الضواغط ، كيلوواط ؛
مع -الحرارة النوعية للتبريد المتوسط للمكثف (ماء ، هواء) ، kJ / (kg * K) ؛
ρ هي كثافة التبريد المتوسط للمكثف ، كجم / م 3 ؛
- تدفئة البيئة تبريد المكثف ، درجة مئوية:
1.1- معامل الأمان (10٪) مع مراعاة الخسائر غير المنتجة.
وفقًا لتدفق المياه ، مع مراعاة الضغط المطلوب ، يتم اختيار مضخة إمداد مياه متداولة بالسعة المطلوبة. تأكد من توفير مضخة احتياطية.
9. اختيار وحدات التبريد الرئيسية
يتم اختيار آلة التبريد بإحدى الطرق الثلاث:
وفقًا للحجم الموصوف للضاغط المتضمن في الماكينة ؛
وفقًا للرسوم البيانية لقدرة التبريد للآلة ؛
وفقًا للقيم المجدولة لقدرة تبريد الماكينة ، الواردة في الخصائص التقنية للمنتج.
الطريقة الأولى مشابهة لتلك المستخدمة في حساب ضاغط المرحلة الواحدة: يتم تحديد الحجم المطلوب الموصوف بواسطة مكابس الضاغط ، ومن ثم ، وفقًا لجداول الخصائص التقنية ، يتم اختيار آلة أو عدة آلات بحيث يتم تحديد القيمة الفعلية من الحجم الموصوف بواسطة المكابس 20-30٪ أكثر من الحساب الذي تم الحصول عليه.
عند اختيار آلة التبريد بالطريقة الثالثة ، من الضروري إحضار سعة تبريد الماكينة ، المحسوبة لظروف التشغيل ، إلى الظروف التي يتم بموجبها تقديمها في جدول الخصائص ، أي إلى الظروف القياسية.
بعد اختيار العلامة التجارية للوحدة (وفقًا لقدرة التبريد المخفضة للظروف القياسية) ، من الضروري التحقق مما إذا كانت مساحة سطح نقل الحرارة للمبخر والمكثف كافية. إذا كانت مساحة سطح نقل الحرارة للأجهزة المشار إليها في المواصفات الفنية مساوية أو أكبر قليلاً من المساحة المحسوبة ، يتم اختيار الماكينة بشكل صحيح. على سبيل المثال ، إذا تبين أن مساحة سطح المبخر أقل من المساحة المحسوبة ، فمن الضروري تعيين قيمة جديدة لفرق درجة الحرارة (درجة حرارة تبخر أقل) ، ثم التحقق مما إذا كان أداء الضاغط كافياً عند درجة حرارة التبخر الجديدة.
نستخدم مبرد يورك YCWM بتبريد الماء بسعة تبريد 75 كيلو وات.
مهمة 1
يجب تبريد تدفق المنتج الساخن الذي يغادر المفاعل من درجة الحرارة الأولية t 1n = 95 ° C إلى درجة الحرارة النهائية t 1k = 50 ° C ، لذلك يتم إرساله إلى الثلاجة ، حيث يتم تزويد الماء بدرجة حرارة أولية ر 2 ن = 20 درجة مئوية. مطلوب حساب ∆t cf في ظروف التيار المشترك والتدفق المضاد في الثلاجة.
الحل: 1) لا يمكن أن تتجاوز درجة الحرارة النهائية لمياه التبريد t 2k في حالة حركة التيار المشترك لناقلات الحرارة قيمة درجة الحرارة النهائية لسائل التبريد الساخن (t 1k = 50 ° C) ، لذلك نأخذ القيمة ر 2 ك = 40 درجة مئوية.
احسب متوسط درجات الحرارة عند مدخل ومخرج الثلاجة:
∆t n cf = 95-20 = 75 ؛
∆t إلى cf = 50-40 = 10
∆tav = 75-10 / ln (75/10) = 32.3 درجة مئوية
2) ستكون درجة الحرارة النهائية للماء في التدفق المعاكس هي نفسها كما في التدفق المباشر لناقلات الحرارة t 2k = 40 ° C.
∆t n cf = 95-40 = 55 ؛
∆t إلى cf = 50-20 = 30
∆tav = 55 - 30 / ln (55/30) = 41.3 درجة مئوية
المهمة 2.
باستخدام شروط المشكلة 1 ، حدد سطح التبادل الحراري المطلوب (F) ومعدل تدفق مياه التبريد (G). استهلاك المنتج الساخن G = 15000 كجم / ساعة ، السعة الحرارية C = 3430 J / kg deg (0.8 kcal kg deg). مياه التبريد لها القيم التالية: السعة الحرارية c = 4080 J / kg deg (1 kcal kg deg) ، معامل نقل الحرارة k = 290 W / m 2 deg (250 kcal / m 2 * deg).
الحل: باستخدام معادلة توازن الحرارة ، نحصل على تعبير لتحديد تدفق الحرارة عند تسخين المبرد البارد:
Q \ u003d Q gt \ u003d Q xt
من أين: Q \ u003d Q gt \ u003d GC (t 1n - t 1k) \ u003d (15000/3600) 3430 (95-50) \ u003d 643125 واط
بأخذ t 2k \ u003d 40 ° C ، نجد معدل تدفق المبرد البارد:
G \ u003d Q / c (t 2k - t 2n) \ u003d 643125/4080 (40-20) \ u003d 7.9 كجم / ثانية \ u003d 28500 كجم / ساعة
سطح نقل الحرارة المطلوب
للتدفق إلى الأمام:
F = Q / k ∆t cf = 643125/290 32.3 = 69 م 2
مع التيار المعاكس:
F = Q / k ∆t cf = 643125/290 41.3 = 54 م 2
المهمة 3
في الإنتاج ، يتم نقل الغاز عبر خط أنابيب فولاذي بقطر خارجي d 2 \ u003d 1500 مم ، سمك الجدار δ 2 \ u003d 15 مم ، التوصيل الحراري λ 2 \ u003d 55 W / m · deg. داخل خط الأنابيب مبطنة بطوب النار ، سمكها δ 1 = 85 مم ، التوصيل الحراري λ 1 = 0.91 واط / م · درجة. معامل انتقال الحرارة من الغاز إلى الجدار α 1 = 12.7 واط / م 2 درجة ، من السطح الخارجي للجدار إلى الهواء α 2 = 17.3 واط / م 2 درجة. مطلوب إيجاد معامل انتقال الحرارة من الغاز إلى الهواء.
الحل: 1) تحديد القطر الداخلي لخط الأنابيب:
د 1 \ u003d د 2-2 (δ 2 + δ 1) \ u003d 1500-2 (15 + 85) \ u003d 1300 مم \ u003d 1.3 م
متوسط قطر البطانة:
د 1 cf \ u003d 1300 + 85 \ u003d 1385 مم \ u003d 1.385 م
متوسط قطر جدار الأنبوب:
د 2 cf \ u003d 1500-15 \ u003d 1485 مم \ u003d 1.485 م
احسب معامل انتقال الحرارة باستخدام الصيغة:
ك = [(1 / α 1) (1 / د 1) + (1 / λ 1) (1 / د 1 ريال) + (δ 2 / λ 2) (1 / د 2 ريال) + (1 / α 2)] -1 = [(1 / 12.7) (1 / 1.3) + (0.085 / 0.91) (1 / 1.385) + (0.015 / 55) (1 / 1.485) + (1 / 17.3)] -1 \ u003d 5.4 وات / م 2 درجة
المهمة 4
في المبادل الحراري ذي الغلاف والأنبوب المفرد ، يتم تسخين الميثانول بالماء من درجة حرارة أولية من 20 إلى 45 درجة مئوية. يتم تبريد تدفق المياه من 100 إلى 45 درجة مئوية. حزمة أنبوب المبادل الحراري تحتوي على 111 أنبوبًا ، قطر الأنبوب الواحد 25x2.5 مم. معدل تدفق كحول الميثيل عبر الأنابيب هو 0.8 م / ث (ث). معامل انتقال الحرارة يساوي 400 واط / م 2 درجة. حدد الطول الإجمالي لحزمة الأنبوب.
دعونا نحدد متوسط فرق درجة الحرارة لناقلات الحرارة كمتوسط لوغاريتمي.
∆t n cf = 95-45 = 50 ؛
∆t إلى cf = 45-20 = 25
∆tav = 45 + 20/2 = 32.5 درجة مئوية
دعونا نحدد معدل التدفق الكتلي لكحول الميثيل.
G cn \ u003d n 0.785 d int 2 w cn ρ cn \ u003d 111 0.785 0.02 2 0.8 \ u003d 21.8
ρ cn = 785 كجم / م 3 - تم العثور على كثافة كحول الميثيل عند 32.5 درجة مئوية من الأدبيات المرجعية.
ثم نحدد تدفق الحرارة.
Q \ u003d G cn c cn (t c cn - t n cn) \ u003d 21.8 2520 (45-20) \ u003d 1.373 10 6 واط
ج cn \ u003d 2520 كجم / م 3 - تم العثور على السعة الحرارية لكحول الميثيل عند 32.5 درجة مئوية من الأدبيات المرجعية.
دعونا نحدد سطح التبادل الحراري المطلوب.
F = Q / K∆t cf = 1.373 10 6 / (400 37.5) = 91.7 م 3
دعونا نحسب الطول الإجمالي لحزمة الأنبوب من متوسط قطر الأنابيب.
L \ u003d F / nπd cf = 91.7 / 111 3.14 0.0225 = 11.7 م.
المهمة 5
يتم استخدام مبادل حراري لوحة لتسخين تدفق 10٪ من محلول هيدروكسيد الصوديوم من 40 درجة مئوية إلى 75 درجة مئوية. استهلاك هيدروكسيد الصوديوم 19000 كجم / ساعة. يستخدم مكثف بخار الماء كعامل تسخين ، واستهلاكه 16000 كجم / ساعة ، ودرجة الحرارة الأولية 95 درجة مئوية. خذ معامل انتقال الحرارة يساوي 1400 واط / م 2 درجة. من الضروري حساب المعلمات الرئيسية للمبادل الحراري للوحة.
الحل: أوجد كمية الحرارة المنقولة.
Q \ u003d G · p مع p (t · k · p - t n · p) \ u003d 19000/3600 3860 (75-40) \ u003d 713 028 واط
من معادلة توازن الحرارة ، نحدد درجة الحرارة النهائية للمكثفات.
t إلى x \ u003d (Q 3600 / G to c to) - 95 \ u003d (713028 3600) / (16000 4190) - 95 \ u003d 56.7 درجة مئوية
с р، к - السعة الحرارية للمحلول والمكثفات الموجودة في المواد المرجعية.
تحديد متوسط درجات حرارة حاملات الحرارة.
∆t n cf = 95-75 = 20 ؛
∆t إلى cf = 56.7 - 40 = 16.7
∆tav = 20 + 16.7 / 2 = 18.4 درجة مئوية
نحدد المقطع العرضي للقنوات ، من أجل الحساب نأخذ سرعة كتلة المكثف W c = 1500 kg / m 2 · sec.
S \ u003d G / W \ u003d 16000/3600 1500 = 0.003 م 2
بافتراض عرض القناة ب = 6 مم ، نجد عرض اللولب.
ب = S / ب = 0.003 / 0.006 = 0.5 م
دعونا نحسن قسم القناة
S \ u003d B b \ u003d 0.58 0.006 \ u003d 0.0035 م 2
ومعدل التدفق الشامل
W · p \ u003d G · p / S \ u003d 19000/3600 0.0035 \ u003d 1508 كجم / م 3 ث
W إلى \ u003d G إلى / S \ u003d 16000/3600 0.0035 \ u003d 1270 كجم / م 3 ث
يتم تحديد سطح التبادل الحراري للمبادل الحراري الحلزوني على النحو التالي.
F = Q / K∆t cf = 713028 / (1400 18.4) = 27.7 م 2
حدد طول عمل اللولب
L = F / 2B = 27.7 / (2 0.58) = 23.8 م
ر = ب + δ = 6 + 5 = 11 ملم
لحساب عدد دورات كل لولب ، من الضروري أخذ القطر الأولي للولب بناءً على التوصيات د = 200 مم.
N \ u003d (√ (2L / t) + x 2) - x \ u003d (√ (2 23.8 / 3.14 0.011) + 8.6 2) - 8.6 \ u003d 29.5
حيث x \ u003d 0.5 (d / t - 1) \ u003d 0.5 (200/11 - 1) \ u003d 8.6
يتم تحديد القطر الخارجي للولب على النحو التالي.
D = d + 2Nt + δ = 200 + 2 29.5 11 + 5 = 860 مم.
المهمة 6
حدد المقاومة الهيدروليكية للحاملات الحرارية التي تم إنشاؤها في مبادل حراري للوحة رباعية المسارات بطول قناة يبلغ 0.9 متر وقطر مكافئ يبلغ 7.5 10 -3 عند تبريد كحول البوتيل بالماء. يحتوي كحول البوتيل على الخصائص التالية: الاستهلاك G = 2.5 كجم / ثانية ، السرعة W = 0.240 م / ث والكثافة ρ = 776 كجم / م 3 (معيار رينولدز Re = 1573> 50). تتميز مياه التبريد بالخصائص التالية: معدل التدفق G = 5 كجم / ثانية ، والسرعة W = 0.175 م / ث ، والكثافة ρ = 995 كجم / م 3 (معيار رينولدز Re = 3101> 50).
الحل: لنحدد معامل المقاومة الهيدروليكية المحلية.
ζ بس = 15 / Re 0.25 = 15/1573 0.25 = 2.38
ζ في = 15 / Re 0.25 = 15/3101 0.25 = 2.01
دعنا نحدد سرعة حركة الكحول والماء في التركيبات (نأخذ d قطعة = 0.3 م)
أجهزة كمبيوتر W \ u003d G bs / ρ bs 0.785d قطعة 2 \ u003d 2.5 / 776 0.785 0.3 2 \ u003d 0.05 م / ث أقل من 2 م / ث ، لذلك ، يمكن تجاهلها.
W أجهزة الكمبيوتر \ u003d G in / في 0.785d قطعة 2 \ u003d 5/995 0.785 0.3 2 \ u003d 0.07 م / ث أقل من 2 م / ث ، لذلك ، يمكن تجاهلها.
دعونا نحدد قيمة المقاومة الهيدروليكية لكحول البوتيل ومياه التبريد.
∆Р bs = xζ ( ل/د) (ρ bs w 2/2) \ u003d (4 2.38 0.9 / 0.0075) (776 0.240 2/2) \ u003d 25532 باسكال
∆Р في = xζ ( ل/د) (ρ في ث 2/2) \ u003d (4 2.01 0.9 / 0.0075) (995 0.175 2/2) \ u003d 14699 باسكال.
