Что такое полезная холодопроизводительность
Что такое полезная холодопроизводительность
Экономичность работы холодильной машины характеризуется
холодильным коэффициентом ε. Теоретический холодильный
коэффициент, как показано в расчете теоретического цикла,
выражен соотношением (8).
Действительный холодильный коэффициент определяется как
отношение действительной холодопроизводительности машины
брутто к эффективной мощности на валу компрессора
или как отношение действительной холодопроизводительности к
электрической мощности на клеммах электродвигателя (для
герметичных и бессальниковых компрессоров)
Действительный холодильный коэффициент увеличивается с
повышением температуры кипения и понижением температуры
ХОЛОДОПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НЕТТО И БРУТТО
В действительной работе холодильной машины часть
производимого ею холода теряется в окружающую среду через
стенки трубопроводов всасывающей стороны компрессора и
испарителей рассольных систем охлаждения, которые находятся в
Значительные потери холода вызывают теплопритоки в систему
испарителей, вентиляторов воздухоохладителей и других
Фактическая холодопроизводительность машины с учетом
внешних потерь должна быть выше той, которая требуется для
получения холода, полезно потребляемого охлаждаемым объектом.
В связи с этим в холодильной технике различают
холодопроизводительность машины нетто Q
холодопроизводительность без потерь, соответствующая расходу
холода непосредственно на охлаждение объекта. Брутто
Что такое полезная холодопроизводительность
В материале даны понятия, представлен порядок расчёта холодопроизводительности для установок охлаждения жидкостей, приведены табличные данные значений удельных теплоёмкостей и плотностей различных жидкостей.
Материал может быть полезен широкому кругу инженерных работников.
Основной характеристикой чиллера является холодопроизводительность.
Под холодопроизводительностью понимается показатель количества тепла, отводимого чиллером от охлаждаемого тела. Холодопроизводительность рассчитывается при известных значениях расхода жидкости и температуры нагрева воды за один цикл работы оборудования.
Холодопроизводительность (Q) любой холодильной установки охлаждения жидкости (чиллера) существенно зависит от температуры, до которой необходимо охладить жидкость. Чем выше конечная температура жидкости (Тk), тем выше холодопроизводительность. Это связано с тем, что хладагент способен отобрать больше тепла у жидкости, при более высокой температуре кипения.
Требуемая холодопроизводительность чиллера рассчитывается в соответствии с исходными данными по формулам (1) и (2).
Объёмный расход охлаждаемой жидкости G (м 3 /час).
Требуемая (конечная) температура охлажденной жидкости Тk (°С).
Температура входящей жидкости Тн (°С).
Требуемая холодопроизводительность установки для охлаждения воды рассчитывается по формуле:
Требуемая холодопроизводительность установки для охлаждения любой жидкости рассчитывается по формуле:
Пример расчета холодопроизводительности чиллера.
Рассчитать холодопроизводительность установки охлаждения жидкости, предназначенной для охлаждения молока от температуры +18 °С до +4 °С с объёмным расходом молока в количестве 3 м 3 /час.
После подстановки в формулу (2) исходных данных из условия задачи и соответствующих табличных значений (см. табл. 1), получаем:
Вещество
при Т=20 ° С, С p ж, кДж∙(кг∙К)
Бензол (10 ° С)
Бензол (40 ° С)
Дёготь каменноугольный
Керосин
Кислота азотная концентрированная
Кислота соляная концентрированная
Кислота соляная 17%
Клей столярный
Масло моторное
Масло оливковое
Масло подсолнечное
Морская вода 18 ° С, 0,5%-ый раствор соли
Морская вода 18 ° С, 3%-ый раствор соли
Морская вода 18 ° С, 6%-ый раствор соли
Спирт метиловый (метанол)
Спирт нашатырный
Спирт этиловый (этанол)
Учредитель и издатель сетевого издания: Маргарян С.М..
Адрес редакции: Россия, г. Москва, Шипиловский проезд, д.47, оф. 67-А.
Тел./факс: +7 (495) 343-43-71. +7-916-186-57-39
Блог о климатической технике Консультации по тел.: 8-495-225-37-19
Установка охлаждения жидкости (чиллер, от англ. Chiller — охладитель, холодильная установка) — это холодильная машина, предназначенная для охлаждения жидких сред (воды, растворов гликолей, спиртов и др.). В отечественной литературе используются традиционные названия: установка охлаждения жидкости, охладитель, водоохладитель, холодильная установка, водоохлаждающая машина (установка).
Основной характеристикой чиллера является холодопроизводительность.
Под холодопроизводительностью понимается показатель количества тепла, отводимого чиллером от охлаждаемого тела. Холодопроизводительность рассчитывается при известных значениях расхода жидкости и температуры нагрева воды за один цикл работы оборудования.
Холодопроизводительность (Q) любой холодильной установки охлаждения жидкости (чиллера) существенно зависит от температуры, до которой необходимо охладить жидкость. Чем выше конечная температура жидкости (Тk), тем выше холодопроизводительность. Это связано с тем, что хладагент способен отобрать больше тепла у жидкости, при более высокой температуре кипения.
Требуемая холодопроизводительность чиллера рассчитывается в соответствии с исходными данными по формулам (1) и (2).
Объёмный расход охлаждаемой жидкости G (м 3 /час).
Требуемая (конечная) температура охлажденной жидкости Тk (°С).
Температура входящей жидкости Тн (°С).
Требуемая холодопроизводительность установки для охлаждения воды рассчитывается по формуле:
где: G — объёмный расход охлаждаемой жидкости, м 3 /час, Тн — начальная температура воды, °С, Тk — конечная температура воды, °С.
Требуемая холодопроизводительность установки для охлаждения любой жидкости рассчитывается по формуле:
где: G — объёмный расход охлаждаемой жидкости, м 3 /час, Cpж — удельная теплоемкость охлаждаемой жидкости, кДж / (кг · К) (по таблице 1), ρж — плотность охлаждаемой жидкости, °С (по таблице 1), Тнж — начальная температура жидкости, °С, Тkж — конечная температура жидкости, °С.
Пример расчета холодопроизводительности чиллера.
Рассчитать холодопроизводительность установки охлаждения жидкости, предназначенной для охлаждения молока от температуры +18 °С до +4 °С с объёмным расходом молока в количестве 3 м 3 /час.
После подстановки в формулу (2) исходных данных из условия задачи и соответствующих табличных значений (см. табл. 1), получаем:
Производительность чиллера
ООО «ЦентрПром-Холод» много лет производит качественные чиллеры различной холодопроизводительности.
За краткие сроки рассчитаем произведем чиллер от 2 до 1000 кВт, исходя из Ваших данных, соберем поз заказ чиллер на 100% отвечающий вашему техническому заданию, а также предложим оптимальные технические решения для наиболее эффективной интеграции произведенного охладителя жидкости в Ваше производство.
Ознакомиться с нашим оборудованием можно здесь…
Общие понятия
Под производительностью чиллера следует понимать такой термин, как холодопроизводительность. Холодопроизводительность (Q0) — это количество теплоты, которое способен отнять чиллер от охлаждаемой жидкости в единицу времени, измеряется в кВт. Q0 определяется компрессором, т.е. чем мощнее компрессор, тем больше Q0.
Как рассчитать необходимую холодопроизводительность можно ознакомиться пройдя по ссылке — подбор чиллера.
Однако, один и тот же компрессор, при различных условиях работы, имеет различную Q0. Зависит это от режима работы чиллера температуры кипения фреона и температуры конденсации.
Температура (давление) конденсации фреона зависит от температуры окружающей (охлаждающей) среды и мощности конденсатора.
Вывод
Для достижения наибольшей холодопроизводительности чиллера, следует повысить кипение и снизить конденсацию.
Способы повышения температуры кипения хладагента
Большинство Российских производителей чиллеров изготавливают каждую единицу под заказ, что позволяет конструктивно рассчитать испаритель и ТРВ (терморегулирующий вентиль) таким образом, чтобы максимально приблизить температуру кипения к температуре охлаждаемой жидкости. Зачастую, эта дельта может составлять до 8-10К, однако, возможно снизить этот показатель до 4К и даже до 3К. Этими мерами мы можем повысить кипение фреона, относительно температуры жидкости. Как этого добиться? Подобрать максимально большое ТРВ (сообразно мощности компрессора) и полностью его открыть. Как сделать это без риска затопления компрессора жидким, не выкипевшим фреоном, вследствие переразмерного или переоткрытого ТРВ? Подобрать боле мощный испаритель, в котором данное количество жидкого фреона, выходящее из ТРВ, будет успевать выкипать, проходя через него, при этом перегрев на всасывании должен быть на необходимой отметке. Такая мера целесообразна, если стоимость более мощного компрессора значительно выше стоимости более мощного испарителя, что довольно часто бывает и такой метод, в свою очередь, не редко применяется. На практике, это может снизить стоимость чиллера, при заданной производительности.
Способы снижения температуры кондесации
Для повышения Q0 чиллера, путем снижения температуры конденсации, при существующей температуре окружающей среды, необходимо увеличить мощность конденсатора. Чем больше его мощность, тем ниже температура конденсации. Подбирается переразмерный конденсатор с коэффициентом
2.5-3.5, т.е. на 1 кВт мощности компрессора, в режиме, приходится
Наиболее применим данный метод не в целях экономии, а для воздушных чиллеров для жаркого климата (по ссылке есть более подробное описание).
Как видно из таблицы, при температуре конденсации фреона Тс = +55°C, Q0=3.67 кВт, а при Т0=+35°C, Q0=5.65кВт, при одинаковой температуре кипения T0 = +5°C. Снизив Tc, можно получается разброс холодопроизводительностей более чем на 50%. Обычно, при подборе воздушного конденсатора чиллера делается расчет на температуру конденсации Tc = +40°C — +45°C, исходя из максимальной температуры окружающей среды Tокр. = +25°C — +30°C. Т.е. дельта (dT) между Tc и Tокр. составляет 15К. Путем увеличения мощности воздушного конденсатора, подбора более производительных вентиляторов и некоторых других более редко применимых мер (вроде орошения водой и т.п.) можно снизить dT до 5К. На практике, меньшей дельты нам пока применять не приходилось.
Холодопроизводительность, расчет
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.
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