Как подбирается конденсатор на холодильную машину

Методика подбора и расчета воздушного конденсатора

Во время подбора холодильного оборудования выбор конденсатора является ответственным шагом. Его совершают после выбора испарителя, компрессора и определения суммарной холодопроизводительности имеющихся испарителей ∑Qисп, а также общей суммы электрической мощности ∑Nэл, которая необходима для работы всех двигателей компрессоров.

Рассмотрим на примере самой обычной холодильной машины (схема 1а) поведение температур вокруг конденсатора и поступающего в него холодильного агента.

• где, РУ – расширительное устройство (вентиль, клапан, дроссель и пр.);
• Pk – давление конденсации;
• Ро – давление кипения.

Точка В характеризуется такими значениями давления и температуры, при которых хладагент не может перейти в жидкое состояние. Отрезок кривой ВС отображает хладагент в состоянии насыщенной жидкости. Его температура соответствует температуре конца конденсации. При этом доля пара равна 0%, а переохлаждение хладагента близко к нулю. В левой части кривой ВС состояние хладагента соответствует переохлажденной жидкости (ПЖ) – его температура меньше температуры кипения.

Внутри кривой АВС состояние хладагента соответствует состоянию парожидкостной смеси (П+Ж). доля пара в единице объема приравнивается к 100% — кривая АВ, до 0% — кривая ВС.

В дальнейшем будем рассматривать конденсатор воздушного охлаждения, поскольку он является самым распространенным типом устройств среди себе подобных, испоьзуемым в парокомпрессионных холодильных машинах. Предполагается, что он имеет один или несколько вентиляторов, которые обеспечивают ему обдув воздухом и представляет собой трубчато-ребристый теплообменный аппарат (рис.2).

• где, Та3 – показатель температуры воздуха на входе в конденсатор;
• Та4 – показатель температуры воздуха на выходе из конденсатора;
• Тk – показатель температуры конденсации хладагента в конденсаторе;
• FF – температура хладагента;
• L – равнозначная длина конденсатора;
• отметки 2,3,4 и 5 соответствуют аналогичным точкам на рис. 1б.

Перепадом температур по воздуху на конденсаторе ΔТак=Та4-Та3. Если работа холодильной установки стабильна, то величина ΔТак для трубчаторебристых конденсаторов воздушного охлаждения с принудительным обдувом обычно находится в пределах 3-9К. Другими словами, воздух, проходящий через конденсатор, должен иметь температуру не меньше 3К и не превышать отметку в 9К. Если температура воздуха, которая проходит через конденсатор с принудительным обдувом менее 3 К, то это говорит о снижении теплоотдачи хладагента (причиной этому может быть загрязнение наружной поверхности оребрения конденсатора), которое приводит к росту температуры, следовательно, и давления. Более высокие значения ΔТак (>10К) по сравнению с номинальным, свидетельствуют о том, что расход воздуха проходящего через конденсатор (по причине нестабильной работы вентилятора, приводит к росту температуры и, соответственно, повышению давления конденсации.

Максимальный температурный напор ΔTмакс= Тk-Та3. Данный показатель применяют при выборе конденсатора, поскольку в большинстве случаев значение производительности Qконд зависит от показателя DTмакс. Так для всех трубчатых конденсаторов воздушного охлаждения расчетное значение DTмакс считают равным 15± 3К (независимо от марки используемого хладагента и назначения холодильной установки). Таким образом мы видим, что для стабильной работы любой холодильной установки, в которой применяются хладоны, температура конденсации Тk в трубчато-ребристых конденсаторах должна превышать температуру наружного воздуха (быть не ниже 12К и не выше 18К).

Холодильный агент (кривая, отмеченная красным цветом на рис. 2б) — имеет вид перегретого пара на входе в конденсатор и температуру, равную температуре нагнетания Тнагн. На участке 2-3 происходит отбор теплоты от хладагента и ее передача окружающей среде. На отрезке 3-4 совершается процесс конденсации при стабильной температуре Тk. Процесс переохлаждения жидкого хладагента начинается в точке 4 и завершается в точке 5. В результате температура хладагента снижается от Тk до Тж. При этом давление хладагента, если не брать во внимание его потери в конденсаторе, остаются постоянными и равняются давлению конденсации Рk. Переохлаждением на выходе из конденсатора будет разность температур конденсации Тk и жидкости на выходе из него Тж:

ΔТпереохл= Тk – Тж

При этом величина переохлаждения не зависит от типа применяемого хладагента и типа конденсатора, при условии нормальной работы холодильной установки (данный показатель должен находиться в диапазоне 3-6К).

Если для охлаждения конденсатора используется вода (рис.3), то температурные параметры будут теми же, что и для конденсаторов воздушного охлаждения. Но цифровые значения температур охлаждающей воды, которые должны использоваться во время эксплуатации холодильной установки, будут отличаться от аналогичных показателей для конденсаторов воздушного охлаждения.

Рис.3 – Схема и температурные параметры, отображающие процесс нагрева воды в конденсаторе водяного охлаждения, где:

• Те3 – показатель температуры воды на входе в конденсатор;
• Те4 – показатель температуры воды на выходе из конденсатора;
• Тk – температура конденсации хладагента в конденсаторе;
• FF – температура хладагента;
• L – равнозначная длина конденсатора.

Перепад температур для пластинчатых и кожухотрубных конденсаторов определяют по следующей формуле: ΔТек=Те4-Те3. Для нормальной работы установки его необходимо поддерживать в пределах 10-15К.

Если речь идет о конденсаторах водяного охлаждения, то следует поддерживать не максимальный температурный напор, а минимальный: DTмин=Тk-Те4 – разность между температурой конденсации хладагента в конденсаторе и температурой окружающей среды на выходе из него. Для нормальной работы установки данный показатель должен находиться в пределах 4-5К.

В приведенных примерах было описано поведение температур вокруг конденсатора и хладагента, который поступает в конденсатор парокомпрессионной холодильной установки. Сейчас же мы рассмотрим основные параметры выбора конденсатора воздушного охлаждения. Вначале отметим, что конденсатор, в первую очередь, представляет собой теплообменное устройство, которое предназначено для отвода теплоты, которую поглощает хладагент от окружающей среды. В качестве нее может выступать воздух или вода, если процесс охлаждения хладагента осуществляется при помощи градирен или используется конденсатор водяного охлаждения.

Конструктивное исполнение конденсаторов воздушного охлаждения может быть различным (рис.4). На схеме 5 представлена их классификация. Таким образом, перед тем, как приступить к выбору характеристик конденсатора, необходимо выбрать ту или иную разновидность, которая будет зависеть от условий их расположения и эксплуатации. После определения разновидности конденсатора выбирают необходимую производительность.

• разновидность используемого хладагента (R22, R134, R507 и пр.);
• максимальная нагрузка на конденсатор (с учетом выхода установки на режим). Производительность конденсатора определяется следующим способом:

• Qиспj – холодопроизводительность j-го испарителя;
• ψi – коэффициент, определяющий долю электрической мощности приводного двигателя i-го компрессора, которая поступает в виде теплоты в конденсатор;
• Nкомпрi – электрическая мощность, потребляемая двигателем i-го компрессора.

• для герметичных- ψ=1;
• для бессальниковых – ψ=0,85-0,95;
• для сальниковых ψ=ηэл.дв х ηпм, где ηэл.дв – КПД приводного двигателя i-го компрессора, а ηпм – КПД передаточного механизма i-го компрессора.

DTмакс=15К, Та3=25С, Тk=40С, ΔТпереохл≥3К, Тнагн= Тk+25К (2)

Таким образом, определяя по формуле (1) производительность конденсатора, ее значение будет соответствовать показателю в каталоге, но при условии, что во время эксплуатации конденсатора будут выполняться вышеуказанные требования (2). Если рабочие параметры будут отличаться, то для определения производительности конденсатора следует вводить поправочные коэффициенты.

Наиболее влияют на тклонение значения производительности конденсатора от показателя, приведенного в каталоге, следующие причины: температура воздуха на входе в конденсатор Та3, температура перегретого пара на входе в конденсатор Тнагн и расположение установки относительно уровня моря. Величина поправочных коэффициентов определятся из табл.1. Она умножается на величину производительности, которую определяют по формуле (1), для вычисления фактического значения производительности.

Производительность конденсатора в зависимости от величины DT, которая находится в диапазоне 10К≤DT≤20К, определяется следующим образом:

Qконд=Q*конд х 15/ DT (3),

где Q*конд – производительность конденсатора при DT=15К.

• территория жилых домов, больниц, поликлиник, учебных заведений – 60-70дБ;
• больницы и санатории – 50-60 дБ;
• жилые комнаты 40-30 дБ.

9. Расчет и подбор конденсатора

Количество теплоты, отводимое в конденсаторе холодильной установки:

Теплопередающая поверхность конденсатора:

Где q=4 кВт/м 2 -плотность теплового поток в конденсаторе; Fк=116 м 2

Берем конденсатор марки К-160, со следующими техническими характеристиками [1]:

Площадь теплопередающей поверхности, м 2 160

Габаритные размеры, мм:

Вместимость по хладагенту, м 3 1,86

Диаметр патрубков, мм

Выход жидкости 32

Где Fк1=160 м 2 -площадь теплопередающей поверхности одного конденсатора данной марки

Делись добром 😉

• Задание на проектирование
• Введение
• 1. Определение строительных площадей для камер
• 2. Планировка
• 3. Расчет температуры кипения холодильного агента для каждого типа камер
• 6. Построение циклов холодильных машин
• 7. Расчет и подбор воздухоохладителей
• 8. Расчет и подбор компрессоров
• 9. Расчет и подбор конденсатора
• 10. Расчет и подбор вспомогательного холодильного оборудования
• Список литературы

Похожие главы из других работ:

Анализ существующей на Балаковской АЭС системы очистки трапных вод

3.5.1 Расчет конденсатора

В трубках циркулирует техническая вода, в корпусе — вторичный пар после выпарного аппарата и доупаривателя. Вторичный пар поступает в количестве 0,9W=1,452кг/с и имеет следующие параметры: давление пара Рп=0,12 МПа, его температура t/п=104,81°С.

Проект реконструкции установки разделения воздуха

2.3.7 Подбор конденсатора-испарителя

Подбор конденсатора осуществляется по определению необходимой вместимости трубного и межтрубного пространства. Объём межтрубного пространства составляет 0.37 м3. Ближайший выпускаемый НПО «Криогенмаш» вариант с межтрубным пространством 0.

Проект ректификационной установки с тарельчатой колонной непрерывного действия

5.2 Расчет Конденсатора

Без учета потерь тепла, расход теплоты: Вт; где средняя удельная теплоемкость дистелята, равная Средняя разность температур: = 6.66оС; Ориентировочная поверхность теплообмена: полагая Kор = 300 , т. е. приняв его таким же.

Проектирование трёхкорпусной выпарной установки для концентрирования водного раствора

3. Расчёт барометрического конденсатора

Для создания вакуума в выпарных установках обычно применяют конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подаётся в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 С).

Расчет и проектирование воздухоразделительной установки газообразного кислорода с насосом жидкого кислорода, работающей по циклу высокого давления с простым дросселированием и предварительным фреоновым охлаждением

Расчет конденсатора-испарителя

Конденсаторы испарители представляют собой трубчатые теплообмены аппараты, концы которых впаяны в трубные решетки. Рисунок 1 — Конденсатор-испаритель с кипением в межтрубном пространстве.

Расчет и проектирование канифолеварочной колонны

3.2.3 Расчет холодильника-конденсатора

В холодильнике-конденсаторе канифолеварочной колонны конденсируется 95% смесь вода-скипидар, выходящая из колонны в количестве 1754 кг, с последующим охлаждением до 30 0С.

Расчет установки для конденсации и охлаждения паров уксусной кислоты

3.1 Расчет конденсатора

Рассчитать и подобрать конденсатор для конденсации паров уксусной кислоты количества пара, поступающего на конденсацию 2,6кг /с. Температура конденсации уксусной кислоты tэ = 1030С. В качестве охлаждающего агента используют воду.

Ректификационная установка непрерывного действия

2.2.2 Расчет кожухотрубного конденсатора

Расчет веду для конденсации в дефлегматоре =1,787 кг/с паров. Удельная теплота конденсации смеси =988374 Дж/кг, температура конденсации t1=78,3єC. Физико-химические свойства конденсата при температуре конденсации: л1=0,169 Вт/(м·К); с1=736,615 кг/мі; мD=0,4483 Па·с.

Ректификационная установка непрерывного действия для разделения 4,5 т/ч смеси натрий-хлор

5. РАСЧЁТ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО КОНДЕНСАТОРА

Для создания вакуума в выпарных установках применяют обычно конденсаторы смешения с барометрической трубой. В качестве охлаждающего агента используют воду, которая подаётся в конденсатор чаще всего при температуре окружающей среды (около 20 ).

Технологический расчет установки атмосферной перегонки производительностью 8млн т./год по переработке Ножовской нефти с получением максимального количества топливных дистиллятов

7. Расчет конденсатора и холодильника

Температурный режим Головные погоны атмосферных колонн (пары бензина, орошения и водяной пар) конденсируются и охлаждаются в воздушных холодильниках от температуры верха колонны (для К-2 tверха= 880С) до 60-70 0С. Воздух, нагнетаемый вентилятором.

Установки ожижения и разделения газовых смесей

8. Расчёт конденсатора — испарителя.

Расчёт конденсатора — испарителя также проводим на ЭВМ с помощью программы, разработанной Е. И. Борзенко. В результате расчёта получены следующие данные (смотри распечатку 6): Коэффициент телоотдачи в испарителе……….……….ALFA1 = 1130.

Холодильная техника

3. Расчет конденсатора

Потребная площадь теплопередающей поверхности конденсатора Принимаем конденсатор КТГ-32 с площадью поверхности теплообмена 32 м2. Принимаем два насоса марки ЗК-9а производительностью 11,1 л/с каждый (один насос резервный).

Холодильная техника

6. Подбор конденсатора

Конденсатор подбирается по площади поверхности теплообмена в соответствии с тепловой нагрузкой.

Холодильная установка мясокомбината

9. Расчет и подбор конденсатора

Количество теплоты, отводимое в конденсаторе холодильной установки: Qк=Qк -10+Qк-30+Qк-40=85,4+116,67+250=452,07 кВт Теплопередающая поверхность конденсатора: Fк=Qк/q Где q=4 кВт/м2-плотность теплового поток в конденсаторе; Fк=116 м2 Берем конденсатор марки К-160.

Холодильная установка хладокомбината в г. Рязань

3.2 Подбор воздушного конденсатора

Тепловая нагрузка на конденсатор Qкд = Gа.1? (i6м — i7), где Gа.1 — массовая подача компрессора ; i6м, i7 — энтальпия хладагента соответственно на входе и выходе из конденсатора, кДж/кг; Qкд = 1,88? (1590 — 350) = 2331.

Особенности подбора конденсатора для различных климатических условий

Конденсатором называется теплообменный аппарат, в котором рабочее вещество охлаждается: за счет отдачи теплоты другому, более холодному веществу переходит из парообразного в жидкое состояние. Теплообменник входит в состав оборудования холодильных установок и тепловых машин. Это один из основных узлов в схеме холодильного агрегата, подбор которого необходимо осуществлять со всей ответственностью.

Конструкция, принцип работы

Конденсатор холодильной машины относится к поверхностному типу теплообменников и представляет собой трубчатый змеевик или пучок труб ( кожухотрубные аппараты). Внутри трубопроводов проходит хладагент, снаружи находится охлаждающая среда: воздух или вода.

Естественное воздушное охлаждение простое и эффективное, потому наиболее популярное. Для увеличения коэффициента теплопередачи применяют принудительную конвекцию. Вентилятор создает интенсивное движение воздуха, ускоряя процесс теплообмена.

Водяной метод используется в основном в крупных мощных промышленных установках. Иногда применяют смешанный способ — испарительный, одновременно обдувая поверхность аппарата потоком ветра и орошая водой.

Мощность конденсатора в основном зависит от:

• Разницы температур между хладагентом и наружной средой ( температурного напора);
• Площади поверхности теплообмена;
• Коэффициента теплопередачи аппарата, который рассчитывается по сложной формуле с учетом теплофизических свойств обеих сред и элементов аппарата.

Для изготовления деталей используют материалы с высоким коэффициентом теплопроводности: медь, сталь, алюминий. Рабочую поверхность увеличивают за счет оребрения труб.

Зависимость от внешней среды

При подборе конденсатора обращают внимание на климат, в котором ему предстоит работать. На эффективности сказываются:

• Температура воздуха. Чем она выше, тем меньше температурный напор прибора, и тем большего размера требуется аппарат;
• Влажность. Воздействует незначительно. Дождь, снег, туман оказывают скорее благоприятное влияние;
• Атмосферное давление. При снижении влияет на плотность наружного воздуха. Из-за разреженной среды на 1,5−2% снижается коэффициент теплопередачи прибора;
• Загрязненность. У грязной поверхности коэффициент теплопроводности снижается на 15−35%. Зарастание зазоров может привести к тому, что движение воздуха прекратится.

Расположение оборудования на открытом воздухе под прямыми лучами солнца, в тени, под навесом, в помещении тоже учитывается при расчете конденсатора холодильной установки. Температура наружного воздуха корректируется согласно рекомендациям.

Нормативы предусматривают разделение моделей по климатическим зонам на:

• Умеренную ( У);
• Холодную ( ХЛ);
• Объединенную умеренно-холодную ( УХЛ);
• Тропическую сухую ( ТС) или влажную ( ТВ);
• Общую ( О), исключающую холодную;
• Морскую ( М);
• Всеобщую ( В), применимую в любой точке Земли, за исключением самых холодных, например, полюсов.

Ограничения по климатическим параметрам подробно описаны в государственных стандартах, правилах и рекомендациях.

Компания OMEX занимается разработкой и производством торгового оборудования промышленных систем холодоснабжения. Мы изготавливаем уникальное современное холодильное оборудование для магазинов, складов, заведений общепита. Так же компания занимается поставкой и установкой полупромышленных колонных сплит-систем.

Узнать цены, подобрать оснащение для своего предприятия можно, позвонив по телефону +7 ( 495) 009-02-42 или заполнив на сайте форму обратной связи.

Как подбирается конденсатор на холодильную машину

Добрый день, задумал сделать канальный осушитель из имеющихся канальных испарителей но не знаю процентное соотношение испарителя и конденсатора.Хотелось бы узнать ваше мнение.

3.3.2010, 11:57

Qконденсатора =Qиспарителя + Nпотр. эл.энергии.

где: Qконденсатора = f(Tохлаждающего воздуха)
Qиспарителя = f(Ткипения)
Nпотр. э/э = F (Тохл.возд; Ткипения)

Все значения из заводских манулов. Далее самостоятельно ищите свое » процентное соотношение испарителя и конденсатора». Успехов.
________
Зы. Кто, Вы «из ху» промеж испарителей и конденсаторов.

vostrikovd
3.3.2010, 13:48

Основная проблема в том что я автоматчик и в делах холодильных слабоват (хоть и принцип работы знаю) но жизнь заставляет вникать и в эти дебри.Постоянный мой заказчик просит осушить 5 м.куб./ч. воздуха автомойки,я предложил вариант на polar beer вышло дорого.Поетому пытаюсь собрать систему сам но в расчетных данных для заказа оборудования теряюсь как ребенок.Поэтому прошу помощи у специалистов может-быть все элементарно, ну а если нет тогда оставлю эту затею.

3.3.2010, 16:11

Какая цель-то, где сушть надо; в «помывочной» или на вытяжки, что бы вытяжной воздуховод не зарос льдом. На этом форуме достаточно много тем про автомойки. Посмотрите повнимательнее.

vostrikovd
3.3.2010, 16:29

Сушить воздух надо на рециркуляции у них проблемы с установкой притока(негде взять необходимую мощность нагрева) и планируется сделать подмес.

4.3.2010, 11:22

Добрый день. Давайте входные условия — поможем. Концепция понятна. Но в двух словах:
1) мощность холодильной машины значительно зависит от начальных и конечных значений температур и влажностей;
2) если вставить в канал испаритель и конденсатор, то температура будет повышаться (тепловая мощность конденсатора выше, чем испарителя).
Сталкивались с подобным вопросом. После расчетов пришли к выводу, что для поддержания постоянной температуры в обслуживаемом помещении в канал нужно ставить часть конденсатора, а другую часть выносить.
В любом случае без входных данных трудно что-то сказать.

4.3.2010, 12:48
Цитата(vostrikovd @ 3.3.2010, 16:29)

Сушить воздух надо на рециркуляции у них проблемы с установкой притока(негде взять необходимую мощность нагрева) и планируется сделать подмес.

На вскидку. Тепловой насос: испаритель в вытяжку, Ткип.= 5гр; конденсатор на приточку Ткд.= 30гр.

Иметь в виду: за один Вт электризма можете получить до 4Вт тепла; температура в «помывочной» будет не более 13 гр (адиабатное увлажнение от работающих Керхеров «съест» значительную часть тепла)

vostrikovd
4.3.2010, 13:21

Исходные данные таковы: автомойка на 4 бокса имеется вытяжная система с 5 кратным воздухообменом а притока нет(нет тепла) соответственно летом когда открыты ворота все норм. но зимой дышать от пара нечем планируется поставить рециркуляцию с подмесом и встроить осушитель из канальных испарителей возростание температуры при этом даже огромный плюс (отопление слабовато).А летом планируется использование вытяжки с открытыми воротами.
Температура воздуха рециркуляции- 10-14гр.
Объем воздуха -5500м.куб./час
Влажность 90-98%

4.3.2010, 13:34

Нужно еще значение влажности воздуха в помещении, которое планируется поддерживать. Также, до какого значения можно при осушении поднимать температуру в помещении (по технологии или из иных соображений).

vostrikovd
4.3.2010, 13:44

Влажность в помещении чем ниже тем лучше ,нормировки нет .Отопление слабовато и постоянное открытие ворот снижает температуру.Поетому критичных условий нет.Заказчику главное убрать облако влаги при помывке.

4.3.2010, 13:57

Боюсь, что «чем ниже, тем лучше» — не стОит. Технически вопросов нет, а по финансам осушитель золотым будет. Вообще, чем ниже разность значений влажности «до» и «после», тем ниже мощность холодильной машины и ее цена. Хотелось бы узнать, какие данные у Вас уже есть (расчеты,может быть)?

vostrikovd
4.3.2010, 14:01
60% влажности самое оно
vostrikovd
4.3.2010, 14:33

Из данных которые смог собрать:
Температура воздуха рециркуляции- 10-14гр.
Объем воздуха — 5500м.куб./час
Влажность 90-98% вход
Влажность 50-60% выход

4.3.2010, 15:16

Для указанных условий:
мощность охлаждения 39,5 кВт;
мощность конденсатора требуемая 48,4 кВт;
влагосъем 31,8 кг/ч.
Если нужно, могу выложить расчеты.

vostrikovd
4.3.2010, 15:22

Не судите строго , повторюсь я не спец, из этих данных реально подобрать два канальных испарителя и использовать один в качестве конденсатора или нет. И если да то какие?

Пока писал уже получил ответ , ,спасибо.

4.3.2010, 15:28
Цитата(MiD @ 4.3.2010, 15:16)

Для указанных условий:
мощность охлаждения 39,5 кВт;
мощность конденсатора требуемая 48,4 кВт;
влагосъем 31,8 кг/ч.
Если нужно, могу выложить расчеты.

ЧиВО, чИво? «Разблюдовку», в студию. , плз-з-з-з.

4.3.2010, 15:44

Думаю, что нет. Дело в том, что испарители в вентсистемах используются с распределителем жидкости (или «пауком») — это как если бы имели дело с горизонтальными оребренными трубками, которые выходными концами соединены с вертикальным коллектором, а к входным концам подходят тонкие трубки распределителя. У конденсатора коллектора с обоих сторон.
Испаритель: температура кипения 0 град.С, дельта t — 5 град.С.
Конденсатор: температура воздуха 5 град.С, температура конденсации 18 град.С.

На практике температуру испарения нужно будет поднимать, иначе неизбежно обмерзание испарителя. Это значит, что требуемая холодильная мощность машины также станет ниже. Это снизит не только стоимость, но и влагосъем. Если же влагосьем нужно будет повысить, тогда не обойдемся и без увеличения температуры воздуха — возникает вопрос об отоплении.