Расчет и подбор оборудования холодильной установки, работающей на фреоне R- 404а рыбопромыслового судна, предназначенной для замораживания рыбной продукции с последующим хранением в трюмах (тип СТР 420).

Е) определение мощности электродвигателя компрессора, адиабатная мощность: кВт кВтИндикаторная мощность:17,3кВт9,3 кВтгде – индикаторный КПД, определяемый по графику: при ; Эффективная мощность:19,2кВт10,3кВтгде – механический КПД, берем 0,9Мощность электродвигателя:Режим хранения продуктов и приготовления льда. А) удельная массовая холодопроизводительность:Б) массовый расход пара:В) объемный расход пара:Г) теоретический объем, описываемый поршнями:где – коэффициент подачи, определяем из графика зависимости , и при , Д) адиабатная мощность: кВтЕ) индикаторная мощность: 40 кВтгде – индикаторный КПД, определяемый по графику: при ; Ж) эффективная мощность:44,4кВтгде – механический КПД, берем 0,9З) Мощность электродвигателя:В результате расчетов получены данные для подбора компрессоров:Режим морозки: Vnснд=193,5 м3/час, Vnсвд=72 м3/часРежим хранения: Vn=288 м3/часПодбираем на режим морозки: компрессор Sabroe ТСМОVnснд=193,5 м3/час. Vn не превышает 10%, что также допустимо.Подбираем на режим хранения:компрессор SabroeHPC 106SVn=339 м3/час.Резервирование предусмотрено как на режиме морозки так и на режиме охлаждения.Характеристика компрессоров: Sabroe ТСМО:—количество цилиндров – 8;частотавращения- 1500об/мин;- объем, описываемый поршнем - 205(м3/час);Sabroe НРС 106 S: - количество цилиндров – 6;—частотавращения- 1500об/мин—объем, описываемый поршнем - 205(м3/час)2. Расчет и подбор конденсаторов.Тепловая нагрузка на конденсатор.Теплообменная поверхность конденсатора:где – тепловая нагрузка на конденсатор; k – коэффициент теплопередачи, для конденсаторов МКНТР - 13001800 Вт/(м2К);tср – разность температур, принимаем среднюю арифметическую разность температур: Подогрев воды в конденсаторе принимаем 2 .С учетом 10% запаса площади теплопередающей поверхности, площадь составляет: Подбираем 1 конденсатор МКТНР с F=25 м2. Подбор насосов охлаждающей воды производим по формуле подачи воды:где – теплоемкость воды, равная 4,2 кДж/(кгоС);вд- плотность воды, принимаем = 1000 (кг/м3)Подбираем 2 насоса 1НЦВ-40/30Б (один из них резервный,согласно правилам Регистра РФ). Подача Р=40(м3/час); потребляемая мощность —7,5 кВт.3. Расчет и подбор воздухоохладителей трюмов.Воздухоохладители подбираются по площади теплообменной поверхности. где – тепловая нагрузка на испарители воздухоохладителя, 6273 Втk – коэффициент теплопередачи при t0=-22, k=18,2Принимаем к установке в трюме1 воздухоохладитель марки НВОЛ-1- 125 с площадью теплообменной поверхности 123 м2. 4. Расчет и подбор вспомогательного оборудования.А) Подбор регенеративного теплообменника.Производится по площади теплопередающей поверхности: где , – энтальпия жидкого хладагента на выходе из конденсатора; – энтальпия жидкого хладагента на выходе из змеевика теплообменника; k – коэффициент теплопередачи при 100200 (Вт/м2оС), принимаем 150 Вт/м2оС;tср – средняя разность температур в теплообменнике, принимаем среднюю арифметическую разность температур: Тогда: Подбираем регенеративный теплообменник марки Т1,2 с теплопередающей поверхностью 1,0 м2.Б) Подбор трубопроводов. Подбор трубопроводов необходим, т.к. подбор вспомогательного оборудования производится в основном с учетом диаметров трубопроводов.1) Всасывающий трубопровод на низкой ступени (режим морозки):где- скорость движения холодильного агента, для R-404a вовсасывающем трубопроводе 8 12 (м/сек).Принимаем трубу стальную бесшовную, размером 65 х 4 (мм).2) Нагнетательный трубопровод низкой ступени:где- скорость движения холодильного агента, для R-404a в нагнетательном трубопроводе 10 18 (м/сек).Принимаем трубу стальную бесшовную, размером 40 х 4 (мм).3) Общий нагнетательный трубопровод на конденсатор:Принимаем трубу стальную бесшовную, размером 57 х 4 (мм).4) Трубопровод подачи жидкого хладагента из ресивера:где- скорость движения холодильного агента, для R-404a 0,81,3 (м/сек).Принимаем трубу стальную бесшовную, размером 25 х 4 (мм).В) С учетом подобранных диаметров трубопроводов подбираем следующее оборудование.1) Маслоотделители: Подбираем по диаметрам нагнетательных трубопроводов. После высокой ступени режима морозки принимаем для установки маслоотделитель 70МА. Условный проход его патрубка 70 (мм).После компрессора режима хранения подбираем один маслоотделитель 50МА с условным проходом патрубка 50(мм).2) Маслосборник:Подбираем маслосборник 60МЗС, емкостью 0,06(м3).3) Циркуляционный ресивер следующим образом:где: Vисп—емкость испарительной системы СМА.В нашем случае СМА HPF-10 имеет емкость по холодильному агентуR-404a – 0,415 м3Подбираем циркуляционный ресивер 1,5РЦВ, емкостью 1,5 (м3), т.к. из серийно выпускаемых меньше объемом нет.4) Насос циркуляции холодильного агента:где V - удельный объем жидкости в циркуляционном ресивере, который принимаем равным 0,00075 (м3/кг);п - кратность циркуляции берем 6 (для R-404a).Подбираем два насоса циркуляции хладагента Hermetic-PumpenCNF50-160 (подача 4 м3/час), мощность 6,5 кВт (один насос резервный).5) Линейный ресивер:Для насосно-циркуляционных схем (морозка) подбирается по формуле:где 0,30,6 —коэффициент учета подачи;0,5 —коэффициент заполнения ресивера;Vисп- объем испарительной системы с учетом циркуляционного ресивера: Vисп=0,325 + 0,8 =1,125 (0,325 —емкость СМА).Для безнасосных схем (режим хранения), емкость определяется так:где: mg —масса холодильного агента проходящего через ресивер в час: 0,3253600= 1170(кг)=0,975 (м3);V5- удельный объем жидкости 0,067(м3/час);0,8 —коэффициент заполнения.Общий объем 0,67+0,0326=0,7 м3Подбираем линейный ресивер 0,75РД, объемом 0,75(м3)6) Дренажный ресивер. Подбираем по формуле:где: Vпо —емкость самого большого прибора, в нашем случае исходим из количества холодильного агента, находящегося в циркуляционном ресивере (0,8 —половина общей емкости).Подбираем ресивер 1.5РД, емкостью 1,65(м3).1.7 ОПИСАНИЕ РАБОТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ УСТАНОВКИСпроектированная холодильная установка предназначена для работы на фреоне R-404a при температуре окружающего воздуха 30°С, температуре забортной воды 25°С. Хранение замороженной продукции предусмотрено заданием при температуре - 18°С.В случае подъема максимального (8т) улова для получения продукции хорошего качества предусмотрено предварительное охлаждение рыбы льдом, выработанным льдогенератором ЛГ - 250 с последующим замораживанием ее в плиточным скороморозильном аппарате АМП-HPF-10, производительностью 8 тонн в сутки. После замораживания, рыбу направляют в трюма нахранение. Трюма охлаждаются воздухоохладителями марки НВОЛ-1-125 (1 шт.)Установка поддерживает 2 режима работы: морозка и хранение продукции.В режиме морозки установка работает по циклу двухступенчатого сжатия с неполным промежуточным охлаждением и одним регулированием. Для этого в установку входят компрессор: Sabroe ТСМО, циркуляционныйресивер 1,5РЦВ —для подачи хладагента в скороморозильный аппарат с помощью двух насосов Hermetic-Pumpen CNF 50-160.В режиме хранения продукции и производства льда установка работаетпо циклу одноступенчатого сжатия. Для этого предусмотрен компрессорSabroe НРС 106 S.Кроме того в состав холодильной установки входят: регенеративныйтеплообменник Т1,2, 2 маслоотделителя 70МА и 50МА, маслосборник 60МЗС, 1 конденсатор МКТНР —25, 2 водяных насоса 1НЦВ-40/30Б, линейный ресивер 0,75РД, дренажный ресивер 1,5 РД.В скороморозильный аппарат холодильный агент подается насосом, а в воздухоохладители трюмов, под действием разности давлений. Для заправки маслом и его выпуска предусмотрена центральная масляная система.Оттайка скороморозильного аппарата и воздухоохладителей трюмов производится горячими парами холодильного агента.Описание схемы циркуляции холодильного агента:А) режим морозки.Пары холодильного агента из циркуляционного ресивера (5)отсасываются СНД компрессора (1) и нагнетаются через промежуточный переохладитель (13) на всасывание СВД компрессора. Далее дожатые пары в СВД до давления конденсации через маслоотделитель (7) нагнетаются в конденсаторы (3) где они конденсируются и жидкий холодильный агент сливается в линейный ресивер (4). Из линейного ресивера жидкий холодильный агент поступает в змеевик регенеративного теплообменника (12), где переохлаждается за счет холодных паров, поступающих с ЦРС на всасывание в компрессор режима морозки, и поступает в циркуляционный ресивер (5), откуда насосами (9) подается в плиточный скороморозильный аппарат (14). Из плит скороморозильного аппарата холодильный агент выходит в парожидкостной фазе и возвращается в циркуляционный ресивер. Образовавшийся пар отсасывается СНД компрессора. Далее процессповторяется.Б) режим охлаждения.Пары из воздухоохладителей трюмов (10) и льдогенератора (11)отсасываются компрессором (2).В компрессоре пары сжимаются и через маслоотделитель (7)поступают в конденсаторы (3). В конденсаторах происходит сбив перегрева и конденсация паров. Жидкий холодильный агент сливается в линейный ресивер (4). Из линейного ресивера жидкость проходит на регулирующую станцию, где дросселируется в воздухоохладители трюмов и льдогенератор. Схема трубопроводов холодильного агента дает возможность переключения для охлаждения трюмов на компрессоры морозки. Взаимозамещение холодильных мощностей предусмотрено, т.к. в случае выхода из строяоборудования, обеспечивающую холодом грузовое помещение, судно прекращает морозку и начинает работать только на охлаждение трюмов. Полного резервирования не предусмотрено из - за ограниченных размеров помещений судна.Схемой предусмотрены таюке аварийный трубопровод, дренажный трубопровод, трубопровод горячих паров.Аварийный трубопровод объединяет все сдвоенные аварийные клапана аппаратов и сосудов холодильной установки. Аварийный выброс хладона осуществляется за борт выше надстроек жилых помещений.ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ1. Петров Ю.С. Судовые холодильные машины и установки, 1991 г., 400 с.2. Колиев И.Д. Судовые холодильные установки: учебное пособие / И. Д. Колиев: Одесса: Феникс, 2009, 264 с.3. Абдульманов Х.А., Балыкова Л.И., Сарайкина И.П. Холодильные машины и установки, их эксплуатация. – М: Колос, 2006, 328 с.4. Лалаев Г.Г. Судовые холодильные установки и системы кондиционирования – М: Транспорт, 1981, 248 с.5. Прохоренков А.М. Автоматизация судовых холодильных установок: Учебное пособие. – М: МОРКНИГА, 2012, 288 с.6. https://www.tracon.ru/rus/teploobmennoe-oborudovanie/itemlist/category/41-vozdukhookhladiteli-vo-vop-vup.html7. https://www.ena.ru/products/sudostroi/centro_vert_ncv123/8. https://vecgroup.ru/equipment/catalog/nasosy-hermetic-pumpen/nasosy-dlya-khladagentov-hermetic-pumpen-serii-cnf/