Các tính toán thiết kế máy làm lạnh chủ yếu tập trung vào việc xác định công suất làm lạnh, tốc độ dòng chảy và kích thước hệ thống để phù hợp với tải nhiệt cần thiết. Chúng liên quan đến các phương trình nhiệt động lực học sử dụng tính chất nước hoặc chất lỏng, nhiệt độ và các yếu tố an toàn. Các bước chính đảm bảo hiệu suất hiệu quả của thiết bị bay hơi và bình ngưng trong các ứng dụng HVAC hoặc quy trình.
Công thức công suất làm lạnh
Khả năng làm mát (Q) sử dụng phương trình truyền nhiệt cơ bản Q = ṁ × Cp × ΔT, trong đó ṁ là tốc độ dòng chảy khối lượng, Cp là nhiệt dung riêng và ΔT là chênh lệch nhiệt độ. Đối với máy làm lạnh nước theo đơn vị Anh, điều này đơn giản hóa thành Q (BTU / giờ) = GPM × 500 × ΔT, giả sử mật độ nước tiêu chuẩn và giá trị Cp. Chuyển đổi thành tấn điện lạnh bằng cách chia cho 12.000 BTU/tấn, sau đó cộng thêm hệ số an toàn 10-20%.
Ví dụ về tính toán số liệu
Đối với lưu lượng nước lạnh ở 0,0995 m³ / s, đầu vào 12 ° C, đầu ra 6 ° C: nhiệt độ trung bình là 9 ° C, mật độ năng suất ≈999,78 kg / m³ và Cp ≈ 4,19 kJ / kg · K. Như vậy, Q = (999,78 × 0,0995) × 4,19 × 6 ≈ 2.500 kW.
Các bước định cỡ Imperial
Đo gallon mỗi phút (GPM), nhiệt độ đầu vào / đầu ra cho ΔT ° F, sau đó BTU / giờ = GPM × 8.33 lbs / gal × ΔT × Cp (≈1 đối với nước). Tấn = (BTU / giờ ÷ 12.000) × 1,2 đối với quá khổ. Thiết kế chung sử dụng nguồn cung cấp 44 ° F và 2,4 GPM / tấn.
Các yếu tố bổ sung
Tính đến loại chất lỏng (ví dụ: glycol: điều chỉnh trọng lượng riêng và Cp), bám bẩn và đầu bơm. Thiết kế nhà máy đầy đủ bao gồm tải trọng bình ngưng (ΔT cao hơn) và hiệu suất thông qua các chỉ số COP hoặc kW / tấn.
Các bước tính toán thiết kế máy làm lạnh
🔹 BƯỚC 1 — Xác định thông số đầu vào thiết kế
Bạn cần biết:
Thông số Môi chất làm lạnh (nước / glycol) Lưu lượng (GPM hoặc m³/giờ) Nhiệt độ đầu vào Nhiệt độ đầu ra Nhiệt độ môi trường Ứng dụng (HVAC / quy trình)
Ví dụ:
Lưu lượng = 50 GPM
Nhiệt độ đầu vào = 50°C
Nhiệt độ đầu ra = 10°C
🔹 BƯỚC 2 — Chuyển đổi chênh lệch nhiệt độ
Chuyển đổi °C sang °F nếu sử dụng công thức của Mỹ:
ΔT = 40°C × 1.8 = 72°F
🔹 BƯỚC 3 — Công thức tính công suất làm lạnh
Công thức chuẩn:
TR = GPM × 500 × ΔT°F / 12000TR
🔹 BƯỚC 4 — Ví dụ Tính toán
TR = 50 × 500 × 72 / 12000 TR = 150 TR
🔹 BƯỚC 5 — Chọn loại máy làm lạnh
Điều kiện Loại Công suất < 200 TR Máy nén trục vít > 200 TR Ly tâm Chỉ ngoài trời Làm mát bằng không khí Trong nhà Làm mát bằng nước Hiệu suất cao Làm mát bằng nước
🔹 BƯỚC 6 — Lượng nhiệt thải của dàn ngưng
Qrej = TR × 1,25 = 188 TR
🔹 BƯỚC 7 — Chọn tháp giải nhiệt
Công suất tháp ≥ lượng nhiệt thải của dàn ngưng
→ Chọn tháp giải nhiệt 190 TR
🔹 BƯỚC 8 — Lưu lượng bơm
Nước lạnh:
50 GPM
Nước dàn ngưng:
1,25 × 50 = 62,5 GPM
🔹 BƯỚC 9 — Quy tắc tính kích thước ống
Vận tốc:
Vận tốc tối đa của ống CHW 1,5–2,5 m/s
CW2–3 m/s
Sử dụng lưu lượng để xác định đường kính.
🔹 BƯỚC 10 — Tính toán cột áp bơm
H=Hf+Hs+Hm
H = H_f + H_s + H_m
H=Hf+Hs+Hm
Trong đó:
Hf = tổn thất ma sát
Hs = cột áp tĩnh
Hm = tổn thất phụ
🔹 BƯỚC 11 — Kích thước bình giãn nở
Vt=Vs×β×ΔTV
Trong đó β ≈ 0.00021/°C
🔹 BƯỚC 12 — Tải điện
Công suất=Q/COP
Ví dụ:
150 TR = 527 kW
COP = 4.8
Công suất = 110 kW
🔹 BƯỚC 13 — Không gian phòng máy
Phía dịch vụ 1.2 m
Kéo ống 1.5 m
Chiều cao 1 m phía trên
🔹 BƯỚC 14 — Phụ kiện
✔ Lưới lọc
✔ Công tắc lưu lượng
✔ Đường ống bypass
✔ Định lượng hóa chất
✔ Khớp nối mềm
✔ Bộ cách ly rung động
🔹 BƯỚC 15 — Điều khiển & An toàn
✔ Điều khiển PLC
✔ Cảm biến nhiệt độ
✔ Cảm biến áp suất
✔ Bảo vệ chống đóng băng
✔ Khóa liên động
🔹 BƯỚC 16 — Kết quả thiết kế cuối cùng
Bảng thông số máy làm lạnh cần bao gồm:
• Công suất (TR)
• Lưu lượng
• Nhiệt độ đầu vào/đầu ra
• Công suất
• Môi chất lạnh
• Kích thước
• Trọng lượng
• COP
• Độ ồn
(St.)
Chia sẻ
Ý kiến bạn đọc (0)