Пример расчёта маслоохладителя-термосифона

Расчёт маслоохладителя по схеме «термосифон»

Цель расчёта:

  1. Определение диаметров трубопроводов хладагента в контуре маслоохладителя-«термосифона».
  2. Определение высоты установки промежуточного ресивера хладагента для маслоохладителя-«термосифона».

 

Расчёт на примере конкретной установки:

 

Скороморозильная установка на базе двух винтовых компрессоров «Битцер» HSN7451-60 с экономайзерами.

Режим работы:
Тиспарения –40оС
Тконденсации 40оС
Тнагнетания 90оС
Хладагент R22

Расчёт компрессоров проводился по программе Bitzer software 4.0.2
Расчёт термодинамических параметров хладагента R22 проводился по программе ASEREP32, Version 2.3c, © ILK Dresden 1997, 1999

1. Суммарный массовый расход хладагента НР:

2. Требуемая производительность маслоохладителя:

3. Потери гидравлические в магистрали хладагента в контуре маслоохладителя-«термосифона»:

3.1. Участок: конденсатор – промежуточный ресивер:

3.2. Участок: промежуточный ресивер – теплообменник-маслоохладитель:

3.3. Возвратная линия:

4. Термодинамические параметры хладагента R22 при температуре 40оС и абсолютном давлении 15,331 абар:

4.1. Плотность жидкого хладагента R22:

4.2. Плотность паров хладагента R22:

4.3. Удельный объём жидкого хладагента R22:

4.4. Удельный объём паров хладагента R22:

4.5. Удельная энтальпия жидкого хладагента R22:

4.6. Удельная энтальпия паров хладагента R22:

5. Потребный массовый расход хладагента R22 для охлаждения масла:

6. Расчёт объёмных расходов хладагента R22 в линиях:

6.1. Объёмный расход жидкого хладагента в линии: промежуточный ресивер – теплообменник-маслоохладитель

6.2. Объёмный расход паров хладагента в возвратной линии:

6.3. Объёмный расход жидкого хладагента в возвратной линии:

6.4. Суммарный объёмный расход в возвратной линии:

Для надёжного функционирования маслоохладителя-«термосифона» в расчёт закладывается 50%-ное превышение необходимого массового расхода жидкого хладагента. Избыточная жидкость в возвратной линии составляет 3% от общего объёмного расхода.

7. Потребный суммарный массовый расход жидкого хладагента R22 через конденсатор:

8. Потребный суммарный объёмный расход жидкого хладагента R22 через конденсатор:

9. Выбор диаметров трубопровода жидкостной линии из конденсатора с учётом рекомендованных величин скорости потока:

1 вариант: dнар=35мм, dвн=32мм.

dвн=0,032м, Sвн=0,0008042м2, Vпотока=0,76м/с – превышение нормы.

2 вариант: dнар=42мм, dвн=39мм.

dвн=0,039м, Sвн=0,001195м2, Vпотока=0,51м/с – норма!

10. Выбор диаметров трубопровода жидкостной линии «промежуточный ресивер – маслоохладитель» с учётом рекомендованных величин скорости потока:

1 вариант: dнар=28мм, dвн=25мм.

dвн=0,025м, Sвн=0,0004908м2, Vпотока=0,47м/с – норма!

11. Выбор диаметров трубопровода возвратной линии «маслоохладитель-конденсатор» с учётом рекомендованных величин скорости потока:

1 вариант: dнар=28мм, dвн=25мм.

dвн=0,025м, Sвн=0,0004908м2, Vпотока=5,48м/с – превышение нормы.

2 вариант: dнар=32мм, dвн=29мм.

dвн=0,029м, Sвн=0,0006605м2, Vпотока=4,07м/с – норма!

12. Расчёт высоты расположения промежуточного ресивера:
, где

— суммарные гидравлические потери в магистрали хладагента в контуре маслоохладителя-«термосифона» (3),
— ускорение свободного падения,
— плотность жидкого хладагента R22.

 

Рекомендуемые значения основных параметров, необходимых для проектированиямаслоохладителей-«термосифонов»

Параметр Хладагент Единицы измерения Приблизительные значения*
Скорость потока жидкого хладагента в линии «пром.ресивер – маслоохладитель» при 100% производительности компрессора Все м/с 0,3 … 0,8
Скорость потока паров хладагента в возвратной линии при 100% производительности компрессора NH3
R22
R404A/R507A
м/с 5 … 10
4 … 83 … 6
Потребный удельный объём жидкого хладагента в пром.ресивере (VQ) на один кВт производительности маслоохладителя-«термосифона» (Qмохл)** NH3
R22
R404A/R507A
         дм3/кВт   0,3
0,9
1,4
Коэффициент превышения расчётного массового расхода жидкого хладагента в контуре маслоохладителя-«термосифона» NH3
фреоны
             —                1,5 … 4
1,5

 

* точное значение параметра выбирается исходя из конкретных условий установки на основании личного опыта.
** объём жидкого хладагента, который обязательно должен находиться в промежуточном ресивере вычисляется по формуле:

Источник: bitzer.ru