Расчет и подбор конденсаторов

Конденсаторы подбираются по действительному тепловому потоку, определенному при тепловом расчете цикла холодильной машины.

Тип конденсатора выбирают в зависимости от назначения установки, условий водоснабжения и качества воды с учетом климатологических данных.

В большинстве случаев для крупных и средних установок, работающих на различных хладагентах, применяют конденсаторы с водяным охлаждением – горизонтальные кожухотрубные. Такие конденсаторы использовать целесообразно при наличии оборотного водоснабжения.

В случае прямоточной системы водоснабжения из естественных водоемов на крупных холодильных установках, работающих на аммиаке, используют вертикальные кожухотрубные конденсаторы.

Для районов с низкой относительной влажностью воздуха рекомендуется применять испарительные конденсаторы.

Значительное количество малых и крупных холодильных машин, работающих на хладонах, комплектуется конденсаторами с воздушным охлаждением. В связи с ограниченностью запасов воды конденсаторы с воздушным охлаждением должны найти широкое применение на установках любой холодопроизводительности, работающих на различных хладагентах, в том числе на аммиаке. Воздушные конденсаторы можно рекомендовать для установок, расположенных в районах с максимальной расчетной температурой воздуха не выше 30 ⁰С. Технические характеристики горизонтальных кожухотрубных конденсаторов представлены в [1-3, 5, 6, 24, 27-30, 32].

Расчет конденсатора сводится к определению площади теплопередающей поверхности, по которой подбирают один или несколько конденсаторов с суммарной площадью поверхности, равной расчетной.

Рассчитывают расход воды или воздуха и производят подбор насосов или вентиляторов или поверочный расчет оборудования, поставляемого в комплекте.

Площадь теплопередающей поверхности конденсатора F определяют по формуле:

¸ м²

где: Q_к  - суммарный тепловой поток в конденсаторе от всех групп компрессоров, определенный при тепловом расчете компрессора, кВт; k - коэффициент теплопередачи конденсатора (зависит от типа аппарата) Вт/(м²· К); - средняя разность температур между конденсирующимся хладагентом и охлаждающей средой, К.

                

Среднелогарифмическая разность температур между конденсирующимся холодильным агентом и охлаждающей средой θ_m рассчитывается по формуле, ^оС:

 

.

 

   Коэффициенты теплопередачи конденсаторов k [в Вт/(м²·К)] различного типа приведены ниже.

 

                    Кожухотрубные

      горизонтальные для аммиака    700-1000

                                 вертикальные»»                   800

                                 горизонтальные для хладонов    700

                     Оросительные                                          700-930

                     Воздушного охлаждения                        30

 

По рассчитанной площади поверхности подбирают конденсатор, соответствующего типа (следует выписать полную характеристику аппарата).

Расход охлаждающей воды, поступающей в конденсатор, V_вд  (в м₃/с) находят по формуле:

,

где: Q_к - суммарный тепловой поток в конденсаторе, кВт; С – удельная теплоемкость воды [с = 4,19 кДж/(кг·К)];  - плотность воды (ρ=1000 кг/м³); -подогрев воды в конденсаторе, К.

      

По расходу воды с учетом необходимого напора подбирают насос или несколько насосов необходимой производительности. Обязательно предусматривают резервный насос.

По той же формуле можно определить расход воздуха для конденсаторов воздушного охлаждения, только в формулу подставляют соответственно значения удельной теплоемкости и плотности воздуха и разность температур между входящим воздухом на конденсаторе.

Удельная теплоемкость воздуха с= 1кДж/(кг·К), плотность воздуха при температуре 20-35 ⁰С ρ= 1,2 ÷ 1,15 кг/м³.