DIMENSIONAREA INSTALATIEI CU COMPRIMARE MECANICA DE VAPORI DE R717

DIMENSIONAREA INSTALATIEI CU COMPRIMARE MECANICA DE VAPORI DE R717

Se cere sa se proiecteze o instalatie frigorifica cu compresie mecanica cu NH₃ (R717), cunoscandu-se urmatoarele valori date de proiectare :

• Puterea frigorifica necesara:

• Sola este reprezentata de o solutie de etilen-glicol si apa (C₂H₃O₂ + H₂O), domeniul de temperatura incadrandu-se in domeniul:

• Agentul de racire utilizat la condensator este apa, si are urmatoarele temperaturi de intrare respectiv iesire:

1. CALCULUL TERMIC

determinarea parametrilor termodinamici ai ciclului teoretic

La calculul ciclului termodinamic al amoniacului s-a luat in considerare o instalatie care nu utilizeaza supraincalzirea agentului frigorific. Pentru determinarea temperaturii caracteristice de vaporizare, condensare si subracire s-au utilizat relatiile :

alegand urmatoarele valori:

Fig. 1.1. Variatia de temperatura a agentilor in vaporizator

Fig. 1.2.Variatia de temperatura a agentilor in condensator

Fig. 1.3. Variatia de temperatura a agentilor in subracitorul de lichid

In urma calculelor se determina urmatoarele valori ale temperaturilor caracteristice de vaporizare, de condensare si de subracire:

Cunoscand aceste valori au fost determinati toti parametrii termodinamici ai ciclului teoretic pentru instalatia cu compresie mecanica a vaporilor de amoniac. Datele sunt centralizate in tabelul 1. :

Tabelul 1.1. parametrii termodinamici ai instalatiei

puteri termice si energetice ale instalatiei

Puterea frigorifica masica:

Puterea frigorifica volumica:

Debitul masic de amoniac:

Puterea termica masica de condensare:

Puterea termica totala de condensare:

Lucrul mecanic masic de comprimare:

Puterea totala de compresie:

Puterea termica masica de subracire:

Puterea termica totala de subracire:

Bilantul energetic al instalatiei:

- determinarea coeficientului de performanta al instalatiei

Cunoscand debitul masic de amoniac si volumul vaporilor in aspiratia compresorului:

si ,putem determina debitul volumic in aspiratia compresorului:

2. ALEGEREA COMPRESORULUI PENTRU AMONIAC

Datele necesare pentru alegerea compresorului:

Presiunile de vaporizare si condensare si debitul volumic teoretic de amoniac:

Temperatura teoretica la aspiratia in compresor:

Deoarece trebuie realizat calculul pentru functionarea reala a compresorului este necesara determinarea gradului de livrare al compresorului:

a). Coeficientul spatiului mort: acest spatiu mort apare datorita limitarii cursei pistonului. Se aleg urmatoarele valori:

,unde c₀ este coeficientul relativ al spatiului mort (depinde ce constructia compresorului) iar m reprezinta indicele transformarii politropice ( m=1 pentru amoniac):

. Se calculeaza:

b). Coeficientul de laminare: Acest coeficient apare datorita pierderilor de presiune la curgerea vaporilor prin supape; in realitate compresorul va functiona cu o presiune mai mica in aspiratie ;deci putem calcula:

c). Coeficientul de incalzire: in aspiratia compresorului vaporii vor suferi o supraincalzire care la randul ei va produce o marire a volumului masic (rezulta un debit volumic mai mic la aspiratie in compresor):

d). Coeficientul de etanseitate: apare datorita pierderilor prin neetanseitatile compresorului.

Cunoscand toti acesti coeficienti, putem determina randamentul volumic al compresorului (gradul de livrare) si, implicit, debitul volumic real:

alegerea compresorului in functie de puterea frigorifica

Pentru alegerea compresoarelor in cadrul instalatiei cu amoniac s-au avut in vedere urmatoarele criterii:

puterea electrica consumata cat mai redusa

puterea frigorifica reala cat mai apropiata de cea din tema

spatiul tehnic necesar pentru amplasarea compresoarelor

investitie redusa

S-au avut in vedere pentru alegerea compresoarelor produsele Tehnofrig si Bitzer. Calculele sunt centralizate in tabelele 2.2. si 2.3. In urma compararii caracteristicilor tehnice, in cazul compresoarelor Tehnofrig cel mai eficient model pentru tema data este 6AW-100, iar dintre compresoarele Bitzer modelul ales este W6FA. Dintre cele doua tipuri modelul Bitzer are un gabarit semnificativ redus.

Deci vom alege un numar de 5 compresoare active Bitzer W6FA si unul de rezerva. In urma caracteristicilor tehnice ale acestui compresor recalculam marimile de proiectare:

Valorile calculate pentru amoniac:

Puterea frigorifica reala:

Debitul masic real de agent frigorific:

Puterea termica reala de condensare:

Puterea termica reala de subracire:

Tip	F	F0k	NA=	NR	NT=NA+NR	F0 tot	Pk	Pk total	obs
compresor	(kcal/h)	(kcal/h)	F F0k			(kW)	(kW)	(kW)
4AU-50
4AU-71
6AW-100									DA
8A2U-140
2.6AW-210
2.8A2U-280

Tabelul 2.2. Alegerea compresoarelor - compresoare Tehnofrig

Tabelul 2.3. Alegerea compresoarelor - compresoare Bitzer