8. Определение площади теплообменных аппаратов холодильной машины

Площадь поверхности конденсатора (рис.8.1) в м² определяется по формуле:

, (8.1)

где - холодопроизводительность установки по конденсатору; ; -индикаторная мощность компрессора (приближенно величину можно принять равной 1,2 _о, кроме того можно определить величину с помощью рис. 6.1 , где - длина отрезка (3-2), мм; - длина отрезка (4-1), мм, измеренные по построенному циклу для заданных условий); К_к - коэффициент теплопередачи конденсатора; для воздушных конденсаторов этот коэффициент принимается 23-35 Вт/(м²К); - разность средних температур конденсируемого фреона и охлаждающего воздуха, К.

Обычно величину принимают равной 10-15° С или вычисляют по формуле:

,

где - температура конденсации фреона; и - температура воздуха на входе в конденсатор и выходе из него ( - заданная в задании температура наружного воздуха, ).

Рис. 8.1 Конденсатор с воздушным охлаждением.

Вентилятор для воздушного конденсатора подбирают по его производительности, м³/ч:

(8.2)

где кг/м³ – плотность воздуха; С_в – удельная теплоемкость воздуха, которая принимается равной 1кдж/(кг∙К).

Температурный режим работы конденсатора выбирается по температуре подаваемого вентилятором охлаждающего воздуха, которая для вагонных установок принимается равной расчетной температуре наружного воздуха. Теплопередающая поверхность конденсатора холодильных установок в пассажирских вагонах обычно бывает в пределах 80-150м². Количество воздуха, продуваемого через конденсатор, составляет примерно 8000-16 000 м³/ч. Число оборотов вентилятора конденсатора автоматически изменяются при изменении режима работы компрессора: при 4-х цилиндровом режиме ; при 2-х цилиндровом режиме ; при 1-ноцилиндровом режиме . Соответственно скорость вращения составляет ; ; .

Поверхность теплопередачи конденсатора в кондиционерах МАБ- II составляет 150 м².

Испаритель предназначен для испарения хладагента при пониженном давлении за счет отбора тепла от охлаждаемой среды. Поскольку охлаждаемой средой в вагонных установках является продуваемый через испаритель воздух, испаритель получил название воздухоохладитель.

По принципу действия и конструктивному исполнению испаритель и конденсатор аналогичны и отличаются лишь тем, что в конденсаторе хладагент отдает тепло окружающей среде, а в испарителе поглощает тепло из окружающей среды.

В кондиционере МАБ- II испаритель представляет собой оребрённую батарею разделённую на 2 секции по 5 змеевиков в каждой для того, чтобы при изменении холодопроизводительности установки в зависимости от тепловой нагрузки на испаритель иметь возможность изменять величину его теплопередающей поверхности. Испаритель входит в состав крышевого агрегата вместе с коллекторами, терморегулирующими вентилями, а также с соленоидными (электромагнитными) вентилями для отключения секций. Под испарителем устанавливают поддон для сбора и отвода конденсата, образующегося при охлаждении влажного воздуха.

Размещают испаритель в воздуховоде непосредственно за вентилятором. Испаритель вместе с вентилятором и размещенными после него калориферами составляет начальное звено воздуховода.

Работа испарителя, как и конденсатора, характеризуется интенсивностью теплоотдачи, которая зависит от величины теплопередающей поверхности, скорости движения проходящего воздуха и циркуляции хладагента.

Поверхность испарителя в м² можно определить по формуле:

(8.3)

где _о - холодопроизводительность установки (определённая по формуле (4.13)); - коэффициент теплопередачи испарителя с учетом влаговыделения, который обычно принимается 17,5-23 Вт/(м².К); - разность между температурой испарения хладагента и средней температурой охлаждающего воздуха на входе и (формула 4.15) выходе испарителя. Обычно величину принимают 10-18^оС или определяют по формуле:

, (8.4)

где - соответствует температуре в точке С₁ определённой по циклу рис. 6.3.

Температурный режим работы испарителя-воздухоохладителя выбирается по температуре смеси наружного и рециркуляционного воздуха, определяемой пропорционально их количествам, подаваемым вагонной вентиляционной установкой.

Теплопередающая поверхность теплообменных аппаратов состоит из суммы поверхностей змеевиков по которым циркулирует фреон и оребрения. Отношение площади поверхности змеевиков называется коэффициентом оребрения и достигает в вагонных кондиционерах значения 12-15.

Теплопередающая поверхность испарителей в вагонах примерно 100 м² при общем количестве проходящего воздуха 5000 м³/ч.

К вспомогательным аппаратам холодильной установки относятся устройства, предназначенные для поддержания нормального режима и безаварийной работы, а также улучшающие ее эксплуатационные показатели - это теплообменники, ресиверы, осушители, фильтры и др.

Их расчёт можно найти в специальных изданиях.