Меню

Электрическая мощность холодильной машины



Холодопроизводительность, расчет

Холодопроизводительность установки охлаждения жидкостей — это та тепловая мощность, которую установка способна отбирать от жидкости. Холодопроизводительность оборудования часто путают с полезной мощностью. Бывает такое, что даже опытные на вид энергетики, увидев, что хододопроизводительность установки в три раза превышает потребляемую мощность, удивляются, что КПД в этом случае достигает 300%(!). На самом деле о КПД можно говорить только в том случае, где существует процесс преобразования энергии. Например в электродвигателе электрическая энергия преобразуется в механическую, при этом имеются потери на нагрев и трение. И КПД двигателя как раз показывает, сколько энергии потеряно.

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.

То есть в других словах, если например удельная теплоемкость воды равняется 4,2 кДж/(кг*К) — это значит, что для того, чтобы нагреть один кг воды на один градус, необходимо передать этому кг воды 4,2 кДж энергии.

Читайте также:  Авто потерял мощность что это

Удельная теплоемкость для любого вещества есть величина переменная, то есть она зависит от температуры и агрегатного состояния вещества. Если продолжать пример с водой, то ее удельная теплоемкость для 0°С равняется 4,218, а при 40°С 4,178 кДж/(кг*К). Для льда теплоемкость еще ниже — 2,11 кДж/(кг*К) для льда с температурой 0°С.

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

где m — масса тела, кг; С — удельная теплоемкость, кДж/(кг*К)

Источник

Методика расчета холодильной машины

6.1 Цели и задачи

6.2 Построение холодильного процесса на P — I диаграмме

Режим работы холодильной машины определяется температурами: 1) кипения хладагента t о, которая задается исходя из условий работы СКВ; 2) конденсации t к, принимаемой на 3-4° выше температуры воды, уходящей из конденсаторов; 3) переохлаждения агента t п, принимаемой на 1-2° выше начальной температуры воды, подаваемой в конденсаторы.

Сравнение производительности холодильных машин заключается в приведении их к одинаковым условиям, т. е. К одинаковым температурам испарения t о, всасывания t в, конденсации t к, а так же к температуре перед регулирующим вентелем t и (табл. 1).

Вместо четырех сравнительных температур часто пользуются только тремя: t о, t к, t и.

Расчет холодильной машины производится с помощью схемы холодильного цикла, который строится на I-lgp-диаграмме (рис. 1). На правой пограничной кривой находят точку 1, руководствуясь заданной температурой кипения хладагента t о. Из этой точки проводят адиабату, характеризующую сжатие паров в компрессоре, до пересечения с прямой, характеризующей постоянное давление в конденсаторе p к, которое соответствует заданной температуре конденсации хладагента t к. В результате получают точку 2, характеризующую параметры паров хладагента при выходе из компрессора.

Читайте также:  Тиристорный регулятор мощности расчет

Процесс в конденсаторе и переохладителе изображают прямой 2-3, которая характеризуется постоянным давлением р к и тремя различными температурами: постоянной температурой конденсации на участке 2¢-3¢, более высокой температурой паров после компрессора t 2 и более низкой температурой при выходе жидкого хладагента из переохладителя t 3.

Положение точки 3 определяется давлением р к и температурой t 3. Из точки 3 проводят вниз вертикальную прямую 3-4, представляющую собой процесс дросселирования в регулирующем вентеле при постоянной энтальпии I 3 =I 4. Положение точки 4 определяется пересечением прямых I 3 и р о.

Из схемы процесса находят энтальпии, кДж/кг, и давления, МПа: в точке 1 — энтальпию I 1, давление р 1; в точке 2 — энтальпию I 2 и давление р 2; в точке 3 — энтальтию I 3; в точке 3¢ — энтальпию I 3 ¢; в точке 4- энтальпию I 4. Кроме того, в точке 1 находят удельный объем паров V 1, м 3 /кг

Таблица 1.Сравнительные условия для холодильных машин.

Условия работы машин

Стандартные для фреоновых компрессоров

Плюсовые для открытых (сальниковых) фреоновых компрессоров

Плюсовые для герметичных фреоновых компрессоров

Источник