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 40^оС 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: d_нар=35мм, d_вн=32мм.

d_вн=0,032м, S_вн=0,0008042м², V_потока=0,76м/с – превышение нормы.

2 вариант: d_нар=42мм, d_вн=39мм.

d_вн=0,039м, S_вн=0,001195м², V_потока=0,51м/с – норма!

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

1 вариант: d_нар=28мм, d_вн=25мм.

d_вн=0,025м, S_вн=0,0004908м², V_потока=0,47м/с – норма!

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

1 вариант: d_нар=28мм, d_вн=25мм.

d_вн=0,025м, S_вн=0,0004908м², V_потока=5,48м/с – превышение нормы.

2 вариант: d_нар=32мм, d_вн=29мм.

d_вн=0,029м, S_вн=0,0006605м², V_потока=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 … 8 3 … 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: