2

Содержание

Общие положения ……..……………………………………………………….... 3

1. Рекомендации по оформлению пояснительной записки курсового проекта 3

1.1 Оформление титульного листа……………………………………………… 3

1.2 Параметры листа..………………………………………………………….… 3

1.3 Разделы и подразделы ..……………………………………………………… 4

1.4 Заголовки ……………………………………………………………………… 4

1.5 Формулы ……………………………………………………………………… 4

1.6 Таблицы ..……………………………………………………………………... 5

1.7 Оформление иллюстраций и приложений ..………………………………... 6

1.8 Приложения ...………………………………………………………………… 6

1.9 Сноски ...………………………………………………………………………. 6

1.10 Список литературы ...……………………………………………………….. 6

1.11 Содержание ...………………………………………………………………... 7

1.12 Структура работы ..…………………………………………………………. 7

2 Последовательность выполнения курсового проекта ……………………….. 10

2.1 Цели и задачи курсового проекта……………………………………………. 10

2.2 Тепловой расчет холодильной машины……………………………………… 10

2.3 Расчет и подбор теплообменного оборудования……………………………. 19

2.4 Расчет и подбор вспомогательного оборудования………………………….. 22

2.5 Расчет трубопроводов………………………………………………………… 27

2.6 Описание схемы холодильной машины……………………………………… 28

Список использованных источников…………………………………………….. 31

Приложения……………………………………………………………………….. 32

3

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Методическое пособие подготовлено с целью оказания помощи студентам в

выполнении курсового проекта по ПМ.01 ВЕДЕНИЕ ПРОЦЕССА ПО

МОНТАЖУ, ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ОБСЛУЖИВАНИЮ

ХОЛОДИЛЬНО-КОМПРЕССОРНЫХ МАШИН И УСТАНОВОК (ПО

ОТРАСЛЯМ) МДК 01.02 Управление технической эксплуатацией холодильного

оборудования (по отраслям) и контроль за ним.

Самостоятельная работа по выполнению курсового проекта направлена на

совершенствование навыков в организации тушения крупных пожаров,

разработке документов предварительного планирования боевых действий и

профессиональной подготовке личного состава подразделений пожарной охраны.

Прежде чем приступить к выполнению курсового проекта, необходимо

ознакомиться с методическими указаниями, подобрать и изучить нормативную

литературу.

Представляемый материал курсового проекта:

1. Расчетно-пояснительная записка на 20-25 страницах, выполненная на

листах формата А4 с необходимыми расчетами, схемами, рисунками, описаниями,

выводами, предложениями и списком использованных литературных источников.

2. Графическая часть.

1 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ

ЗАПИСКИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

1.1 Оформление титульного листа

Пример оформления титульного листа и листа задания представлены в

Приложении.

1.2 Параметры листа

Рамка листа - левое поле – 20 мм; нижнее, правое и верхнее – 5 мм.

Расстояние от верхней или нижней строки текста до верхней или нижней рамки

текста должно быть не менее 10 мм.

Расстояние от рамки формы до границ текста в начале и в конце строк

должно быть 5 мм.

Абзацы в тексте начинают отступом 15-17 мм от рамки (отступ абзаца 1

см), размер шрифта текста должен составлять не менее 14 пт.

4

1.3 Разделы и подразделы

Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всего документа,

обозначенные арабскими цифрами без точки с абзацевого отступа. Подразделы

должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит

из номеров раздела и подраздела, разделенных точкой. В конце номера

подраздела точка не ставится.

1.4 Заголовки

Разделы и подразделы должны иметь заголовки. Заголовки в тексте

выполняются шрифтом Times New Roman, высота шрифта в заголовке 14 пт.

Переносы слов в заголовке не допускаются. Заголовки оформляются без точки в

конце.

Расстояние между заголовками раздела и подраздела составляет 1

интервал, расстояние между заголовком и текстом составляет 2 интервала.

Заголовки разделов выполняются с прописной буквы. Заголовки подразделов,

содержание, введение, список литературы выполняют с прописной буквы. Начало

заголовка выполняют, отступив 20мм.

Каждый новый раздел текста начинают с нового листа.

Нумерация страниц текстового документа и приложений к нему должна

быть сквозная.

1.5 Формулы

Формулы располагают на отдельной строке, их нумеруют арабскими

цифрами в круглых скобках у правого края страницы. Пояснения символов и

числовых коэффициентов, входящих в формулу, если они не пояснены ранее в

тексте, должны быть проведены непосредственно под формулой. Пояснение

каждого символа следует давать с новой строки в той последовательности, в

которой символы приведены в формуле

,V

mp (1)

где m - масса образца, кг.;

V – объем образца, м3.

Формулы, следующие одна за другой и не разделенные текстом, разделяют

запятой.

5

Переносить формулы на следующую строку допускается на знаках

выполняемых операций.

Рекомендуется сквозная нумерация формул в курсовых работах. В

курсовых и дипломных проектах возможна нумерация по разделам

(1.1)

(1.3)

1.6 Таблицы

Таблицы применяют для наглядности и удобства сравнения показателей.

Название таблицы должно быть четким, кратким, каждая таблица имеет

свой номер. Номер и название таблицы помещаются над таблицей на расстоянии

1 интервал.

Пример:

Таблица 1 – Температура плавления

Таблица 1.2 - Температура плавления

Материал Температура

Таблицы нумеруют арабскими цифрами сквозной нумерацией, допускается

нумерация таблиц в пределах раздела.

Таблицы приложений нумеруются отдельно. Таблицы могут быть

перенесены с одного листа на другой, при этом заголовки граф нумеруются, а не

повторяются. В заголовке таблицы на другой странице указывается: Продолжение

таблицы 1 – Температура плавления

Заголовки граф и строк таблицы следует писать с прописной буквы, а

подзаголовки граф – со строчной буквы, если они составляют одно предложение с

заголовком. Подзаголовки граф пишутся с прописной буквы, если они имеют

самостоятельное значение. Заголовки и подзаголовки граф указывают в

единственном числе. Заголовки граф таблицы записывают параллельно строкам

таблицы.

Таблицы слева, справа и снизу ограничивают линиями.

Толщина линий таблицы должна соответствовать толщине линий рамки.

Графу «номер по порядку» в таблицу не включают. Цифры в графах таблицы

располагают так, чтобы разряды чисел были расположены один над другим.

Высота строк таблицы должна быть не менее 8мм.

6

1.7 Оформление иллюстраций и приложений

Иллюстрации могут быть расположены как по тексту, так и в конце текста.

Иллюстрации следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией –

«Рисунок 1». Иллюстрации могут иметь наименование и пояснительные данные.

Слово «Рисунок» и наименование помещают после пояснительных данных.

Пример: Рисунок 1 - Детали прибора

1.8 Приложения

Материал, дополнительный текст документа, допускается помещать в

приложениях. Приложениями могут быть графический материал, таблицы

большого формата, расчеты. В тексте документа на все приложения должны быть

даны ссылки. Приложения должны иметь общую с остальной частью документа

нумерацию. Все приложения должны быть перечислены в содержании документа

с указанием их номеров и заголовков.

1.9 Сноски

Если необходимо пояснить отдельные данные, приведенные в документе,

то эти данные следует обозначить надстрочными знаками сноски. Сноски в тексте

располагают с абзацного отступа в конце страницы, на которой они обозначены, и

отделяют от текста короткой тонкой горизонтальной линией с левой стороны, а к

данным, расположенным в таблице, в конце таблицы над линией, обозначающей

окончание таблицы.

Знак сноски ставят непосредственно после того слова, числа, символа,

предложения, к которому дается пояснение, и перед текстом пояснения.

Знак сноски выполняют арабскими цифрами со скобкой и помещают на

уровне верхнего обреза шрифта.

Пример – «…печатающие устройства 1) »

Нумерация сносок отдельная для каждой станицы.

1.10 Список использованных источников

Источники информации указываются в алфавитном порядке:

-Фамилия и инициалы автора

7

- Название книги, статьи

- Город, издательство, год издания.

Пример: Руденко, А.С. Детали машин [Текст] / А.С. Руденко. - М.:

Машиностроение, 1998. – 345 с.

Справочная литература указывается в алфавитном порядке.

В списке литературы дается перечень ГОСТов по мере возрастания

номеров ГОСТа.

1.11 Содержание

На первом месте и, при необходимости, на последующих листах

помещают содержание, включающее номера и наименования разделов и

подразделов с указанием номеров листов. Содержание включается в общее

количество листов данного документа.

Слово «Содержание» записывают в виде заголовка (симметрично тексту) с

прописной буквы. Наименования, включенные в содержание, записывают

строчными буквами, начиная с прописной буквы.

1.12 Структура работы

Пояснительная записка:

- Задание для курсового проекта (дипломного проекта)

Образцы выполнения титульного листа и задания

8

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Кемеровский государственный университет

Факультет

Среднетехнический____________________________________________________

Кафедра «Пожарная безопасность и технологическое оснащение производств»___

Специальность 15.02.06 «Монтаж холодильно-компрессорных машин и установок

(по отраслям)»________________________________________________________

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ (РАБОТА)

Дисциплина МДК 01.02 «Организация ремонтных работ промышленного

оборудования и контроль за ними (по отраслям)»___________________________

Тема «_________________________________________________________________

_____________________________________________________________________»

Студент ______________________________________________________________ Фамилия, имя, отчество, подпись

Руководитель курсового проекта _________________________________________ Фамилия, имя, отчество, подпись

Допустить к защите: Зав. кафедрой ________________________________________ Подпись, дата, инициалы, фамилия

Кемерово 20__

9

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Кемеровский государственный университет

Факультет

Среднетехнический____________________________________________

Кафедра «Пожарная безопасность и технологическое оснащение производств»___

Специальность 15.02.06 «Монтаж холодильно-компрессорных машин и установок

(по отраслям)»________________________________________________________

УТВЕРЖДАЮ: Зав. кафедрой ___________________________________________ Подпись, дата, фамилия, инициалы

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсового проекта (работы)

Студенту группы _______________________________________________________ Номер группы, фамилия, имя, отчество

Тема «________________________________________________________________

______________________________________________________________________»

Утверждено распоряжение по факультету № от 20 г. дата

Срок представления работы к защите 20 г. дата

Содержание текстового документа:

Введение______________________________________________________________

_

1 Организация и проведение ремонтных работ_______________________________

2 Расчетная часть_______________________________________________________

3 Ремонт сборочной единицы_____________________________________________

4 Охрана труда_________________________________________________________

Перечень графического материала с точным указанием чертежей

1 Лист – А2 – Сборочная единица________________________________________

2 Лист А2 – Схема сборки сборочной машины_______________________________

Руководитель курсового проекта (работы)_________________________________

Подпись, дата, фамилия, инициалы

Задание принял к исполнению___________________________________________ Подпись, дата, фамилия, инициалы

10

2 ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОГО

ПРОЕКТА

Введение

Введение должно содержать краткую характеристику холодильников,

географического расположения и сущность применения холода.

2.1 Цели и задачи курсового проекта

Цель курсового проекта:

применение полученных знаний по расчету и подбору основного и

вспомогательного холодильного оборудования, проектированию схемы

холодильной установки.

Задачи курсового проекта:

-развитие навыков самостоятельной работы;

-применение законодательной, нормативной и конструкторской

документации для решения технических вопросов;

-проявление умений систематизации и анализа данных,

полученных из учебной и периодической литературы.

Задание для выполнения курсового проекта

Расчет и подбор холодильной машины для холодильника:

- температура кипения хладагента: t01 = _____ 0С; t02 = ____

0С;

- холодопроизводительность, соответственно: Q01 = ____ кВт; Q02 = ___ кВт;

- тип конденсатора __________;

- город –. (указать город)

2.2 Тепловой расчет холодильной машины

Задачами теплового расчета холодильной машины являются:

- определение требуемой объемной производительности компрессора;

- подбор компрессора;

- определение потребляемой мощности;

- определение тепловой нагрузки на конденсатор.

Исходные данные для теплового расчета:

11

- требуемая холодопроизводительность машины, принимаемая равной

тепловой нагрузке на компрессор;

- расчетная схема холодильной машины;

- расчетный температурный режим холодильной машины.

2.2.1 Расчетный температурный режим холодильной машины

Расчетный (рабочий) режим холодильной машины характеризуется

температурами: кипения tо; конденсации tк; всасывания пара на входе в

компрессор tвс и переохлаждения перед регулирующим вентилем tп,0С. Значения

этих параметров выбирают в зависимости от назначения холодильной машины и

расчетных наружных условий.

При проектировании холодильных установок с непосредственным

охлаждением аммиачными холодильными машинами температуру кипения

хладагента t0,0С, принимают на (5÷10)

0С ниже температуры воздуха в камере по

формуле

t0 = tв – (5÷10) (2.1)

В задании для выполнения курсового проекта указываются температуры

кипения хладагента – t01 = ___ 0С; t02 = ___

0С.

Температура конденсации зависит от температуры и количества подаваемой

воды или воздуха. Температуру конденсации для установок с водяным

охлаждением конденсатора принимаем на (2÷4)0С выше температуры воды,

уходящей из конденсатора по формуле

tк = tw2 + (2÷4) = tw1 +Δ tw + (2÷4) (2.2)

где tw2 - температура воды, уходящей из конденсатора, 0С.

tw1 - температура воды, поступающей на конденсатор, 0С; температуру

воды, поступающей на конденсатор, принимается на (3÷4)0С выше температуры

воздуха по мокрому термометру, определяемую по I-d-диаграмме влажного

воздуха (рисунок 1.1);

Δtw – нагрев воды в конденсаторе Δtw, 0С, принимают в зависимости от

типа конденсатора; для вертикальных кожухотрубных конденсаторов нагрев воды

в конденсаторе принимается: Δtw =(5 ÷ 6)0С.

Температура мокрого термометра (tм) - это температура, при которой газ

насыщается водяным паром при постоянной энтальпии воздуха. Для определения

температуры мокрого термометра по I-d-диаграмме через точку,

характеризующую заданное состояние влажного воздуха, проводится линия

постоянной энтальпии i=const до пересечения с кривой насыщения. Значение

температуры мокрого термометра будет соответствовать изотерме, проходящей

12

через точку пересечения. Определение параметров температуры мокрого

термометра по I-d диаграмме показано на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 - Определение параметров по I-d диаграмме

Расчетные параметры наружного воздуха для города Магнитогорска

указаны в таблице 2.1.

Таблица 2.1 - Расчетные параметры наружного воздуха

Город Геогра-

фическая

широта

Глубина

промерзания

грунта, см

Температура, 0С Относительная

влажность, φ %

средне-

годовая

расчетная расчетная

летняя зимняя летняя зимняя

13

Для города «…» (температура расчетная летняя tрасч.л. = __0С, относительная

влажность расчетная летняя φрасч.л. = 58%) температура мокрого термометра равна

tм.т. = __0С.

Для аммиачных одноступенчатых холодильных машин температуру на

всасывании паров в компрессор tвс,0С, принимают на (5÷10)

0С выше температуры

кипения

tвс = t0 + (5÷10) (2.3)

Температуру переохлаждения перед регулирующим вентилем tп.о.,0С,

принимаем

tп.о. = tпр + (4÷6) (2.4)

2.2.2 Тепловой расчет двухступенчатой холодильной машины

Тепловой расчет холодильной машины начинают с составления

принципиальной (структурной) схемы и построения цикла в i-lgp-диаграмме.

Исходными данными для расчета являются тепловая нагрузка на

компрессорное оборудование (холодопроизводительность) Q0, кВт и температуры

кипения t0, 0С и конденсации tк,

0С.

Значение тепловой нагрузки на компрессорное оборудование

(холодопроизводительность Q01 = ___ кВт и Q02 = ___ кВт) и температуры

кипения хладагента (t01 = ___0С и t02 = ___

0С) известно из задания, а температура

конденсации определена расчетным путем в зависимости от расположения города

(город Магнитогорск) и типа конденсатора (вертикальный кожухотрубный)

холодильной установки.

Составляем расчетную (структурную) схему холодильной машины, на

которой изображаем компрессоры, теплообменные аппараты, в которых

изменяются параметры хладагента и регулирующие вентили (рисунок 2.2).

Для охлаждения нескольких групп потребителей холода с различными

температурами кипения может быть применена схема двухступенчатого сжатия

на три температуры кипения с фиксированным промежуточным давлением или

компаундная, которую для нашего случая применяем на две температуры

кипения.

Основное отличие этой схемы от традиционных многотемпературных схем

в том, что температура кипения в промежуточном сосуде поддерживается в

соответствии с требованием одного из потребителей холода (в данном случае –

камера с t01 = ___ 0С). При этом компрессор СВД отсасывает пары хладагента как

из промежуточного сосуда, так и из испарительной системы с t01 = ___ 0С.

Поскольку для поддержания заданной температуры кипения в промежуточном

сосуде необходимо поддерживать соответствующее ей давление, такую схему

14

называют двухступенчатой схемой с фиксированным промежуточным давлением

или компаундной схемой. Применение таких схем позволяет использовать на

каждую температуру кипения одноступенчатый агрегат и уменьшить

необходимое число промежуточных сосудов.

Рисунок 2.2 – Структурная схема двухступенчатой аммиачной холодильной

машины на две температуры кипения с фиксированным промежуточным

давлением

Принимаем, что охлаждение камер осуществляется двухступенчатой

установкой с фиксированным промежуточным давлением и насосно-

циркуляционной системой подачи хладагента в камеры.

Точки цикла и соответствующие им места на схеме отмечают одними и

теми же цифрами. Схему цикла обычно располагают рядом со структурной

схемой холодильной машины (рисунок 2.2).

15

На основании принятой структурной схемы и расчетного режима строим

холодильный цикл в тепловой диаграмме для выбранного хладагента (рисунок

2.3).

Рисунок 2.3 – Цикл двухступенчатой аммиачной холодильной машины на

две температуры кипения с фиксированным промежуточным давлением

Температура кипения:

- t01 = ___ 0С – для камер хранения охлажденных продуктов;

- t02 = ___ 0С – для камер хранения мороженых продуктов.

Значения давлений конденсации и кипения определяем по температурам

конденсации и кипения в i-lg p - диаграмме или по таблице насыщенных паров

аммиака:

- температура конденсации tк = ___0С, давление конденсации рк =___ МПа;

- температура кипения t01 = ___0С, давление кипения р01 = ___ МПа;

- температура кипения t02 = ___0С, давление кипения р02 =___ МПа.

Параметры узловых точек цикла (температура, давление, удельные

энтальпия, и объем), необходимые для теплового расчета записываем в таблицу

2.2.

16

Таблица 2.2 - Параметры узловых точек цикла двухступенчатой аммиачной

холодильной машины на две температуры кипения с

фиксированным промежуточным давлением

Номер

точки

Параметры

температура

t, 0С

давление

р, МПа

энтальпия

i, кДж/кг

удельный объем

v,м3/кг

1

1” -

1

2 -

2” -

3’ -

3 -

4 -

5” -

5

6 -

7’ -

8 -

2.2.3 Расчѐт и подбор компрессоров

Определяем основные параметры цикла и требуемую объемную

производительность (подачу) компрессоров.

Массовый расход циркулирующего хладагента М, кг/с, который надо

отводить от циркуляционных ресиверов, определяем раздельно для каждой

температуры кипения по формулам

)i-(i

QМ

85n

0202 (2.5)

i4)-(i1

QМ

n

0101 (2.6)

где Q01, Q02 – требуемая холодопроизводительность компрессора при

соответствующей температуре кипения хладагента, кВт;

Q01 = ___ кВт, Q02 = ___ кВт.

17

Требуемый суммарный массовый расход хладагента в компрессоре СВД

(ступень высокого давления) определяем из теплового баланса промежуточного

сосуда по формуле

)ii(

)ii(ММM

4ln

36

02011 (2.7)

Требуемая теоретическая объемная производительность компрессоров Vт,

м3/с, определяем раздельно для каждой температуры кипения по формуле

λ

vМVт , (2.8)

где v – удельный объем всасываемого пара, м3/кг; соответственно v01 = 0,45

м3/кг и v02 = 1,0 м

3/кг;

λ – коэффициент подачи компрессора, определяемый в зависимости от

отношения давлений рк/р0.

При температуре кипения t01 = ___0С отношение давлений составляет рк /р01 =

___ /___ = ___ и, следовательно, = ___; при температуре кипения t02 = ___ 0С

отношение давлений составляет р01/р02 = ___/___ = ___ и, следовательно, = ___.

Принимаем:

- на температуру кипения t0= ___ 0С винтовой одноступенчатый

компрессорный агрегат марки …;

- на температуру кипения t0= ___ 0С винтовой одноступенчатый

компрессорный агрегат марки ….

Технические характеристики винтовых одноступенчатых агрегатов

приведены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 – Техническая характеристика винтовых одноступенчатых

агрегатов

Показатели Агрегат

Номинальная холодопроизводительность, кВт

Объемный расход охлаждающей воды, м3/ч

Теоретическая объемная подача Vкм, м3/с

Эффективная мощность электродвигателя, кВт

Габаритные размеры, мм

длина

ширина

высота

Масса, кг

Диаметр патрубков, мм / /

18

Действительный массовый расход хладагента Мкм, кг/с, определяем по

формуле

v

VM км

км (2.9)

Теоретическая мощность выбранных компрессоров Nт, кВт, определяется

по формуле

Nт = Мкм×lт, (2.10)

где lт – работа цикла, кДж/кг.

Индикаторная мощность компрессоров Ni, кВт, определяется по формуле

,N

Ni

mi (2.11)

где - индикаторный КПД. Принимаем ηi = 0,75.

Электрическая мощность, потребляемая из сети, Nэ , кВт , определяется по

формуле

эл'мехi

iэ

ηηη

NN , (2.12)

где ηi - индикаторный КПД. Принимаем ηi =0,75;

ηмех - механический КПД. Принимаем ηi =0,9;

ηэл - электрический КПД. Принимаем ηi =0,9.

___9,09,075,0

___02эN

___9,09,075,0

___01эN

Установленная мощность электродвигателей компрессоров составляет

соответственно ___ кВт и ___ кВт, т.е. существует запас мощности.

Тепловая нагрузка на конденсатор в теоретическом цикле Qкд, кВт,

определяется по формуле

Qкд.т = Мкм×(i2-i3’) (2.13)

i

19

Действительная тепловая нагрузка на конденсатор ΣQкд, кВт, определяется

по формуле

ΣQкд.д = Q0(02)+ Q0(01)+ Ni(02) + Ni(01) (2.14)

Действительная холодопроизводительность компрессоров каждой ступени

определяется из соотношения

т

км

00V

VQQ (2.15)

следовательно, действительная тепловая нагрузка на конденсатор ΣQкд, кВт,

i01i02

т

км01

т

км02

д

к NNV

VQ

V

VQΣQ (2.16)

Средний коэффициент рабочего времени компрессоров b, определяется из

соотношения

км

т

ΣV

ΣVb (2.17)

2.3 Расчет и подбор теплообменного оборудования

2.3.1 Расчет и подбор конденсатора

Подбор конденсаторов осуществляется по площади теплопередающей

поверхности.

Требуемую площадь теплопередающей поверхности конденсатора F , м2

,

определяем по формуле

,q

Q

Θk

QF

F

к

т

к

(3.1)

где Qк – тепловая нагрузка на конденсатор, кВт;

k – общий коэффициент теплопередачи, кВт/(м2×К); для

кожухотрубного аммиачного конденсатора k = (___÷___) кВт/(м2×К);

Θт - расчетная разность температур (средний температурный напор),0С.

qF – плотность теплового потока, кВт/м2; qF = (___÷___) кВт/м

2.

20

В качестве расчетной разности температур принимают

среднелогарифмическое значение температурного напора Θт,0С, которое для

кожухотрубных конденсаторов определяется по формуле

w2к

w1к

w1w2

т

tt

tt2,3lg

ttΘ , (3.2)

где tw2, tw1 - температура воды на входе и на выходе в конденсатор, 0С;

tк – температура конденсации, 0С.

Исходя из расчетов принимаем два кожухотрубных вертикальных

аммиачных конденсатора марки …. Технические характеристики конденсатора

приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Техническая характеристика конденсатора

Конденсатор Площадь

теплообмена

F, м2

Вместимость

пространства, м2

Число

труб,

n

Диаметр

кожуха

D, мм

Масса,

кг

межтрубного трубного

Объемный расход охлаждающей воды, Vw, м3/с, определяем о формуле

www

к.д.

wΔtρc

QV , (3.3)

где Qк.д. – тепловой поток в конденсаторе, кВт; Qк.д. = ___ кВт;

сw – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг×К); сw = ___ кДж/(кг×К);

ρw – плотность воды, кг/м3; ρw = 1000 кг/м

3;

∆tw – подогрев воды в конденсаторе,0С; ∆tw = (2÷4)

0С.

Исходя из расчетов принимаем для подачи охлаждающей воды на

конденсатор два центробежных насоса (основной и резервный) марки

Техническая характеристика центробежного насоса приведена в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Техническая характеристика центробежного насоса типа К

Марка

насоса

Подача,

м3/с

Напор,

кПа

Мощность

электродвигателя,

кВт

Габаритные

размеры, мм

Масса,

кг

длина ширина высота

21

2.3.2 Расчет и подбор камерных приборов охлаждения

Тепловая нагрузка на камерное оборудование согласно температурам

кипения хладагента (t01 = ___ 0С; t02 = ___

0С): Q01 = ___ кВт; Q02 = ___ кВт.

Принимаем, что охлаждение камер осуществляется с помощью

воздухоохладителей, так как продукт поступает на хранение в упакованном виде.

Требуемую площадь теплопередающей поверхности камерных приборов

охлаждения Fво, м2, определяем по формуле

т

обво

Θk

QF (3.4)

где об - нагрузка на камерное оборудование, Вт;

- коэффициент теплопередачи, Вт/(м2×К); t01 = ___

0С, = ___

Вт/(м2×К);

t02 = ___0С, = ___ Вт/(м

2×К);

Θт- средний температурный напор между циркулирующим воздухом и

кипящим хладагентом, 0С; Θт = (7 ÷ 10)

0С, для камер хранения яиц и фруктов Θт =

(4 ÷ 6) 0С.

При температуре кипения хладагента t01 = ___0С тепловая нагрузка на

камерное оборудование составляет Qоб = ___ кВт, следовательно, для

воздухоохладителей с оребренной наружной поверхностью коэффициент

теплопередачи = ___ Вт/(м2×К).

_________

10___F

3

во

Принимаем (указать количество) воздухоохладителей типа (указать тип)

типоразмер (указать типоразмер, диаметр вентиляторов, площадь поверхности

теплообмена, шаг ребер).

При температуре кипения хладагента t01 = ___0С тепловая нагрузка на

камерное оборудование составляет Qоб = ___ кВт, следовательно, для

воздухоохладителей с оребренной наружной поверхностью коэффициент

теплопередачи = ___ Вт/(м2×К).

_________

10___F

3

во

Принимаем (указать количество) воздухоохладителей типа (указать тип)

типоразмер.

Техническая характеристика воздухоохладителей приведена в таблице 3.3.

Q

k k

k

k

k

22

Таблица 3.3 - Техническая характеристика воздухоохладителей

Типоразмер

(АВП)

Площадь

поверхности

теплообмена

Fво, м2

Шаг

ребер,

мм

Мощность

ТЭНов N,

кВт

Габаритные размеры,

мм

Объем,

м3

длина

L

ширина

B

высота

H

2.4 Расчет и подбор вспомогательного оборудования

2.4.1 Расчет и подбор промежуточного сосуда

В системах двухступенчатого сжатия с полным промежуточным

охлаждением и одноступенчатым дросселированием применяют промежуточные

сосуды со змеевиком. Уровень жидкости в сосуде поддерживается регулятором

уровня. На сосуде также устанавливаются приборы автоматической защиты

компрессора от гидравлического удара и предохранительный клапан с условным

проходом 25 мм.

Подбирают промежуточные сосуды по диаметру нагнетательного патрубка

ЦНД или по площади теплопередающей поверхности змеевика Fзм, м2, по

формуле

θk

)i(iМ

θk

QF 33'02зм

зм (4.1)

Скорость движения пара в сечении сосуда должна быть не более ω = 0,5 м/с;

скорость жидкого аммиака в змеевике ωзм = (0,4 ÷ 0,7) м/с; коэффициент

теплопередачи змеевика k = (___ ÷ ___) Вт/(м2×К).

Принимаем один промежуточный сосуд типоразмер 80ПСз с площадью

теплопередающей поверхности змеевика Fзм = ___ м2. Техническая

характеристика промежуточного сосуда приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Техническая характеристика промежуточного сосуда

Типо-

размер

Диаметр

корпуса,

D×s, мм

Высота

H, мм

Ширина

B, мм

Диаметр

патрубка на

входе/выходе

пара dу, м3

Площадь

поверхности

змеевика Fзм,

м2

Объем

аппарата,

м3

Масса,

кг

__×__

23

2.4.2 Расчет и подбор ресиверов

Ресивером называют сосуд для сбора жидкого хладагента. В схеме данной

холодильной установки применяют ресиверы следующих видов:

- линейный ресивер устанавливают на стороне высокого давления после

конденсатора для сбора конденсата и создания равномерного потока жидкого

хладагента к регулирующему вентилю;

- дренажный ресивер устанавливают на стороне низкого давления для слива

жидкого хладагента из приборов непосредственного охлаждения;

- циркуляционный ресивер устанавливают на стороне низкого давления в

аммиачных холодильных установках с принудительной подачей хладагента в

приборы охлаждения.

Для жидкого аммиака выпускают ресиверы двух типов: горизонтальные РД

и вертикальные РДВ.

Ресиверы подбирают по требуемому геометрическому внутреннему объему

этих емкостей V, м3, в зависимости от подачи (верхняя или нижняя) жидкого

хладагента в приборы охлаждения. Принимаем верхнюю подачу жидкого

хладагента в приборы охлаждения.

Требуемый объем линейного ресивера Vл.р., для системы с верхней подачей

жидкого хладагента в приборы охлаждения определяем по формуле

,)V(V0,3V воблр (4.2)

Подбираем линейный ресивер марки (указать марку) вместимостью Vл.р.=

___м3. Техническая характеристика линейного ресивера приведена в таблице 4.2.

Объем дренажного ресивера выбираем таким, чтобы при условии

заполнения не более чем на 80% он вместил жидкий аммиак из любого аппарата

или наиболее аммиакоѐмких воздухоохладителей или батарей охлаждаемого

помещения по формуле

max,V4,1Vдр (4.3)

где Vмах - объем наиболее аммиакоѐмкого аппарата, м3.

Подбираем горизонтальный ресивер типа (указать тип), V= ___ м3 .

Технические характеристики дренажного ресивера марки (указать марку)

приведены в таблице 4.2.

Требуемый объем циркуляционного ресивера Vц.р., для системы с верхней

подачей жидкого хладагента в приборы охлаждения определяем по формуле

,)0,3V0,5V0,5V(V3V вс.твобн.тцр (4.4)

где Vн.т. - внутренний объем нагнетательного трубопровода насоса, м3;

24

Vб. и Vво – соответственно вместимость батарей и воздухоохладителей

по температуре кипения, м3;

Vв.т. - внутренний объем трубопровода совмещенного отсоса паров и

смеси жидкости, м3.

016,04,004,0V т.н

024,04,006,0V т.в

7,0)024,03,0107,055,00016,0(3V )30(цр

1,1)024,03,0107,085,00016,0(3)10(црV

Подбираем по вместимости на каждую температуру ресивер марки 1,5РДВ.

Технические характеристики циркуляционного ресивера приведены в

таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Техническая характеристика ресивера

Типоразмер Вместимость,

м3

Габаритные и установочные размеры, мм Масса,

кг D×s L, (Н) (l)В d

__×__

__×__

2.4.3 Расчет и подбор маслоотделителя и маслосборника

Для улавливания масла, уносимого из компрессора, подберем

маслоотделитель. Подбор ведем по диаметру аппарата D, м, который определяем

по формуле

][π

)υ(M4D

2д

,

(4.5)

где Mд - действительный массовый расход хладагента; м3/с;

ω - скорость движения аммиака по трубопроводу; [ω]≤1 м/с.

___114,3

______4D

25

Подбираем вертикальный маслоотделитель циклонного типа (указать тип).

Технические характеристики маслоотделителя приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 - Технические характеристики маслоотделителя марки 300М

Типоразме

р

Размеры, мм Объем, 3м Масса, кг

DхS H

__×__

В качестве маслосборника принимаем маслособиратель 60МЗС.

Технические характеристики маслособирателя приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Техническая характеристика маслособирателя

Типораз

мер

Размеры, мм Объем, м

3 Масса, кг

D×S H

__×__

2.4.4 Подбор воздухоотделителя

В связи с необходимостью удаления из системы воздуха, принимаем

отделитель воздуха марки (указать марку).

2.4.5 Расчет и подбор насосов

Подбор аммиачных насосов осуществляем по объемной подаче хладагента в

приборы охлаждения. Определяем общую подачу насоса V , м3/с, определяем по

формуле

rρ

nQV , (4.6)

где Q - тепловая нагрузка на камеры, кВт;

n - кратность циркуляции жидкого хладагента; при верхней подаче

хладагента в приборы охлаждения n=8÷10;

ρ - удельная плотность жидкого хладагента при данной температуре,

кг/м3;

r - удельная теплота парообразования при данной температуре, кДж/кг.

26

Исходя из расчетов принимаем для подачи хладагента в приборы

охлаждения два центробежных насоса (основной и резервный) типа (указать тип).

Техническая характеристика центробежного насоса приведена в таблице 4.5.

Исходя из расчетов принимаем для подачи хладагента в приборы

охлаждения на каждую температуру кипения два центробежных насоса (основной

и резервный) типа (указать тип). Технические характеристики центробежного

насоса приведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 - Технические характеристики центробежных насосов

Типоразмер Подача,

м 3 /с

Напор столба

жидкого

хладагента, м

Габаритные

размеры, мм

Мощность

электродвига-

теля, кВт

Масса

электро-

насоса,

кг

___×___×___

Подбор насосов для подачи воды на охлаждение конденсаторов и

компрессорных агрегатов осуществляем по объемной подаче воды.

Объемный расход охлаждающей воды, идущей на конденсатор составляет

Vw = ___ м3/ч. На охлаждение конденсатора было подобрано два насоса марки

(указать марку насоса), Нw= ___ кПа.

Технические характеристики водяных насосов (указать марку насоса)

приведены в таблице 3.2.

Объемный расход охлаждающей воды, идущей на охлаждение

компрессоров, Vw, м3/ч, находим по формуле

iооw VV (4.7)

где ∑Viоб – подача воды в i – e оборудование, т.е. компрессора, м3/ч.

Исходя из расчетов принимаем для подачи охлаждающей воды на

компрессоры два центробежных насоса (основной и резервный) марки (указать

марку насоса).

Технические характеристики центробежных насосов приведены в таблице

4.6.

Таблица 4.6 - Технические характеристики центробежных насосов

Марка

насоса

Подача,

м3/с

Напор,

кПа

Мощность

электродви-

гателя, кВт

Габаритные размеры, мм Масса,

кг длина ширина высота

27

2.4.6 Расчет и подбор градирни

Подбор градирни произведем по количеству воды, Vгр, м3/ч, которая должна

в ней охлаждаться, по формуле

КдwwККгр VVV (4.8)

Исходя из расчетов принимаем две пленочных вентиляторных градирни

типа (указать марку). Технические характеристики градирни приведены в таблице

4.7.

Таблица 4.7 - Технические характеристики пленочной вентиляторной

градирни типа ГПВ

№

п/п

Показатели Марка

1 Тепловой поток при Θ=50С, кВт

2 Площадь поверхности, м2

3 Площадь поперечного сечения градирни, м2

4 Массовый расход охлаждаемой воды, кг/с

5 Объемный расход воздуха, м3/с

6 Условная плотность теплового потока, кВт/м2

7 Плотность орошения, кг/(м2×с)

8 Мощность, потребляемая электродвигателем вентилятора, кВт

9 Размеры градирни (основание в плане) ___×___

10 Общая высота, мм

11 Масса, кг

2.5 Расчет трубопроводов

Диаметр трубопровода d, м, определяем по формуле

,wπ

V4d (4.9)

где V - расход хладагента, м3/с;

w - расчетная скорость, м/с.

Диаметр всасывающего трубопровода на компрессор (t02 = ___ 0С)

28

______3,14

___4d

Принимаем d = ___ мм.

Диаметр нагнетательного трубопровода от компрессора (t02 = ___ 0С)

______3,14

___4d

Принимаем d = ___ мм.

Диаметр всасывающего трубопровода в компрессор (t0 = ___ 0С)

______3,14

___4d

Принимаем d = ___ мм.

Диаметр нагнетательного трубопровода от компрессора (t0 = ___ 0С)

______3,14

___4d

Принимаем d = ___ мм

2.6 Описание схемы холодильной установки

На проектируемой установке применена двухступенчатая схема на две

температуры кипения с фиксированным промежуточным давлением, с верхней

подачей хладагента в камерные приборы охлаждения.

Схема рассчитана на две температуры кипения: t01 = ___ oC, t02 = ___

oC

согласно задания на курсовой проект.

В соответствии с двумя температурами кипения t02 = ___ oC и t01 = ___

oC в

схеме предусмотрены два вертикальных ресивера типоразмера (указать

типопазмер), совмещающих функции циркуляционного и защитного ресиверов, с

циркуляционными насосами типоразмера (указать типопазмер) в количестве

четырех единиц (два основных и два резервных).

Хладагент в жидком состоянии поступает в ресивер через соленоидный

вентиль СВ, открывающийся по команде реле уровня. Дросселирование жидкого

хладагента происходит в ручном регулирующем вентиле РВ, установленном

после соленоидного вентиля.

29

В приведенной схеме двухступенчатой холодильной установки с двумя

температурами кипения используются два одноступенчатых винтовых

компрессорных агрегата:

- на температуру кипения t01 = ___oC - (указать типопазмер);

- на температуру кипения t02 = ___oC - (указать типопазмер).

Винтовой одноступенчатый компрессорный агрегат (указать типопазмер),

установленный на ступени высокого давления (СВД), может отсасывать пары

хладагента как из циркуляционного ресивера на температуре кипения t01 = ___oC,

так и из промежуточного сосуда (указать типопазмер). В схеме предусмотрен

дополнительный трубопровод, соединяющий паровое пространство

циркуляционного ресивера на температуру кипения t01 = ___oC и промежуточного

сосуда 80ПСз и две пары жидкостных и паровых или всасывающих коллекторов

соответственно для контуров с температурами кипения t02 = ___oC и t01 = ___

oC.

В компрессорном цехе также установлены: дренажный горизонтальный

ресивер (указать типопазмер), линейный горизонтальный ресивер (указать

типопазмер), маслоотделитель 50МА, маслособиратель (указать типопазмер);

центробежные насосы: марки (указать типопазмер) для подачи охлаждающей

воды на два кожухотрубных вертикальных аммиачных конденсатора (указать

типопазмер) в количестве двух единиц и для подачи охлаждающей воды на

компрессорные агрегаты марки (указать типопазмер) в количестве двух единиц;

центробежные насосы для подачи жидкого хладагента в приборы охлаждения в

количестве четырех единиц марки (указать типопазмер).

Если все камеры холодильника используются как камеры хранения с

температурой воздуха в охлаждаемом контуре tв = ___oC, то компрессорный

агрегат СНД должен отсасывать пары хладагента из РЦ02, поддерживая в нем

температуру кипения t02 = ___oC, а компрессорный агрегат СВД должен быть

подключен к промежуточному сосуду.

Если же все камеры холодильника используются как камеры хранения с

температурами воздуха в охлаждаемых контурах соответственно tв = ___oC и tв

=___oC, то компрессорный агрегат СНД будут подключен к РЦ02, а

компрессорный агрегат СВД подключен к РЦ01, поддерживая в нем

соответствующую температуру кипения t0 = ___oC. При таком подключении

компрессоров в промежуточном сосуде (ПС) самоустаналивается промежуточное

давление рпр, в зависимости от производительности компрессорных агрегатов

СНД и СВД.

Возможно и другое подключение, когда компрессорный агрегат СВД

одновременно отсасывают пары из хладагента из циркуляционного ресивера РЦ01

и промежуточного сосуда (ПС). В этом случае в промежуточном сосуде (ПС) с

помощью реле давления поддерживают значение промежуточного давления

равное рпр = ___ МПа, которое соответствует температуре кипения t0 = ___oC.

Такую схему называют схемой с фиксированным промежуточным давлением.

Пар хладагента, сжатый в одноступенчатом винтовом компрессорном

агрегате (указать типопазмер) (t02 = ___oC) нагнетается в промежуточный сосуд

(указать типопазмер).

30

Одноступенчатый винтовой компрессорный агрегат (указать типопазмер)

(t01 = ___oC) всасывает пар из циркуляционного ресивера РЦ01 и промежуточного

сосуда (указать типопазмер), нагнетает его через маслоотделитель (указать

типопазмер) в два вертикальных кожухотрубных конденсатора (указать

типопазмер), где пар аммиака конденсируется, отдавая тепло охлаждающей среде

(вода) и далее жидкий хладагент поступает в линейный ресивер.

Из линейного ресивера жидкий хладагент подается на регулирующую

станцию.

С регулирующей станции жидкий хладагент подается через регулирующий

вентиль в циркуляционный ресивер РЦ01, а также в змеевик промежуточного

сосуда (указать типопазмер).

В змеевике промежуточного сосуда (указать типопазмер) происходит

переохлаждение жидкого хладагента почти до промежуточной температуры tзм =

tпр + (2÷3)0С, а затем поступает через регулирующий вентиль в циркуляционный

ресивер РЦ02.

Из всех циркуляционных ресиверов жидкий хладагент циркуляционными

насосами подается в камерные приборы охлаждения (воздухоохладители) по

соответствующим им температурам кипения t01 = ___oC, t02 = ___

oC.

В приборах охлаждения жидкий хладагент кипит, забирая тепло от

продуктов, а образующаяся при кипении, парожидкостная смесь возвращается в

циркуляционные ресиверы РЦ02 и РЦ01.

Из циркуляционных ресиверов РЦ02 и РЦ01 пары хладагент забираются

соответственно одноступенчатыми винтовыми компрессорными агрегатами: на

температуре кипения t02 =___oC – (указать типопазмер) и на температуре кипения

t01 =___oC - (указать типопазмер) и цикл повторяется.

31

Список используемых источников

1. Бараненко, А.В. Практикум по холодильным установкам [Текст] / А.В.

Бараненко, В.С. Клюнов, Ю.Д. Румянцев. – СПБ.: Политехника, 2013 – 576 с.

2. Крылов Ю.С., Пирог П.И., Васютович В.В. и др. Проектирование

холодильников. Учебник [Текст] / Ю.С. Крылов, П.И. Пирог, В.В. Васютович и

др. – М.: Пищевая промышленность, 1972. – 241с.

3. Курылев, Е.С. Холодильные установки [Текст] / Е.С. Курылев, В.В.

Оносовский, Ю.Д. Румянцев – СПб.: Политехника, 1999. – 576 с.

4. Лашутина, Н.Г. Холодильные машины установки [Текст] / Лашутина

Н.Г., Верхова Т.А., Суедов В.П. – М.: КолосС, 2007. – 440с.: ил. ISBN 978-5-9532-

0640-2

5. Правила безопасности аммиачных холодильных установок. ПБ-09-

595-03. – М.: 1999 – 80 с.

6. Проектирование холодильных сооружений. Справочник [Текст]/ под

ред. А.В. Быкова. – М.: Пищевая промышленность, 1987. – 356 с.

7. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания

холодильных машин [Текст]/ под ред. А.В. Быкова. – М.: Легкая и пищевая

промышленность, 1984. – 284 с.

8. Чумак, И.Г., Чепуренко В.П. и др. Холодильные установки. Учебник

[Текст] / – М.: Лѐгкая и пищевая промышленность, 1981. – 344с.

9. Явнель, Б.К. Курсовое и дипломное проектирование холодильных

установок и систем кондиционирования воздуха. [Текст]/ Б.К. Явнель. – М.:

Агропромиздат, 1989. – 223с.

32

Приложение А

Экспликация холодильного оборудования

Таблица А.1 – Экспликация холодильного оборудования

Поз

обозн

Наименование Количество Примечание

1 Компрессорный агрегат (наименование) 1

2 Промежуточный сосуд (наименование) 1

3 Компрессорный агрегат (наименование) 1

4 Маслоотделитель (наименование) 1

5 Маслособиратель (наименование) 1

6 Бак для сбора масла на регенерацию 1

7 Распределительная станция 1

8 Воздухоотделитель (наименование). 1

9 Ресивер дренажный (наименование) 1

10 Ресивер линейный (наименование) 1

11 Насос центробежный (наименование) 2

12 Градирня вентиляторная (наименование) 2

13 Насос центробежный (наименование) 2

14 Конденсатор кожухотрубный (наименование) 2

15 Воздухоохладитель (наименование) 13

16 Оттаивательный коллектор 2

17 Жидкостной коллектор 2

18 Паровой коллектор 2

19 Дренажный коллектор 1

20 Ресивер циркуляционный (наименование) 2

21 Насос центробежный (наименование) 4

33

Приложение Б

Таблица Б.1 - Условные графические обозначения

Наименование Базовый символ

1 2

Трубопровод хладагента (аммиак)

Жидкий 11ж

Газообразный 11г

Оттаивательный 11о

Дренажный 11д

Аварийный 11а

Трубопровод

Воды холодной 1х

Воды теплой 1т

Смазочного масла 14

Воздуха 3

Дренажный коллектор ДК

Жидкостный коллектор ЖК

Конденсатор Кд

Компрессор Км

Электродвигатель (мотор) М

Маслоотделитель МО

Маслозаправочный сосуд МС

Насос водяной НВ

Насос центробежный герметичный аммиачный НЦ,НГ

Отделитель воздуха ОВ

Оттаивательный коллектор ОК

Паровой коллектор ПК

Промежуточный сосуд ПС

Станция распределительная СР

Регулирующий вентиль РВ

Ресивер дренажный РД

Ресивер защитный РЗ

Ресивер линейный РЛ

Ресивер циркуляционный РЦ

Соленоидный вентиль СВ

Теплообменник ТО

Терморегулирующий вентиль ТРВ

Цилиндр высокого давления ЦВД

Цилиндр низкого давления ЦНД

34

Продолжение таблицы Б.1

1 2

Фильтр Ф

Фильтр-осушитель ФО

Фильтр

Фильтр-осушитель

Вентиль запорный переходной Вентиль запорный угловой

Вентиль трехходовой

Вентиль регулирующий

Терморегулирующий вентиль

Клапан с электромагнитным приводом

Задвижка Клапан предохранительный

Обратный клапан

Направление движения жидкостной среды Направление движения газообразной среды

Компрессор (без указания конструктивных

особенностей)

Компрессор поршневой без водяной рубашки

Компрессор поршневой с водяной рубашки

Компрессор бессальниковый

Компрессор винтовой

Испаритель (без указания конструктивных

особенностей)

Воздухоохладитель с осевым вентилятором

Конденсатор (без указания конструктивных

особенностей)

35

Продолжение таблицы Б.1

1 2

Конденсатор испарительный

Градирная вентиляторная

Насос центробежный

Насос (без указания конструктивных особенностей)

Шестеренный насос

Вентилятор осевой

Сосуд (бак) под давлением (ресивер) вертикальный

Сосуд (бак) под давлением (ресивер) горизонтальный

Бак под атмосферным давлением

Аппарат для охлаждения жидкости или воздуха

Для нагрева жидкости или воздуха

Промежуточный сосуд

Задвижка с моторным приводом

Клапан воздушный с моторным приводом