Как сделать самостоятельный расчет воздухоохладителей

Коммерческий воздухоохладитель – это теплообменное устройство, предназначенное для охлаждения воздуха и поддержания определенного микроклимата в холодильной камере. Как известно, установки для охлаждения воздушной смеси могут отличаться принципом действия, типом хладагента,а также техническими и эксплуатационными характеристиками. В этой публикации будет рассмотрена методика самостоятельного подбора охладителей поверхностного типа.

[contents]

Методика подбора устройства состоит из пяти шагов, которые только с первого взгляда кажутся простыми для выполнения обычным потребителем. Каждый шаг требует грамотного подхода, знаний исходных данных, которыми впоследствии нужно будет оперировать. Основная задача производимых вычислений состоит в расчете необходимой площади теплообмена и расхода воздуха, от которого будет зависеть тип используемого вентилятора.

Исходные данные для вычислений

Расчет воздухоохладителя начинается с исходных данных:

1. Назначение установки (охлаждение, хранение, замораживание продукции).
2. Планировка и габариты холодильной камеры.
3. Тепловая нагрузка на охладитель.
4. Коэффициент теплопередачи.
5. Вид рабочей среды охладителя.
6. Перепад температуры между воздушной средой холодильной камеры и хладоносителем.

Методика определения расчетных данных воздухоохладителя

Этап 1. Определение тепловой нагрузки на оборудование

Для проведения расчета потребуется знать сумму всех теплопритоков и поправочный коэффициент. Для определения расчетного значения теплопритоков следует суммировать теплопритоки от:

• Ограждений холодильной камеры.
• Продукции, загруженной в холодильник.
• Эксплуатационные притоки тепла (освещение, наличия людей, работы электромотора вентилятора).

Формула вычисления значения тепловой нагрузки:

Q_р.во = 1,2 * Q_об

где:
1,2 – поправочный коэффициент;
Q_об – тепловая нагрузка на охладитель.

Этап 2. Тепловой расчет воздухоохладителя

Он заключается в расчете значения теплопередающей поверхности (площадь теплообмена). Для этого необходимо знать тепловую нагрузку на устройство, коэффициент теплопередачи и полный перепад температур.

Важно! Полный перепад температур – это разность между температурой в холодильнике и температурой кипения хладагента.

Для определения полного перепада следует воспользоваться диаграммой или приблизительными данными, полученными опытным путем:

• При охлаждении продукции, расчетные значения принимают как 7-9.
• При хранении замороженной продукции – 6-8.

Как правило, большинство специалистов используют для расчетов второй показатель.

Для вычисления коэффициента теплопередачи используется таблица

Формула вычисления площади теплообмена:

F₀= Q₀ / (k₀ * q₀)

где:
Q₀— тепловая нагрузка на установку;
k₀ – коэффициент теплопередачи;
q₀ – перепад температур между средами.

Этап 3. Определение необходимой дальности воздушного потока

Это значение необходимо знать для определения производительности вентиляторов и количества установок для охлаждения воздуха в конкретном помещении.

L_стр = 4,6 (h * B)^0,5;

где:
h – это расстояние между верхним ярусом охлаждаемой продукции и потолком холодильника;
B – ширина воздушного потока, создаваемая устройством.

Эта методика позволяет получить первичные данные для выбора коммерческой серии промышленного охладителя.

Этап 4. Подбор необходимого шага оребрения

Шаг оребрения напрямую влияет на коэффициент теплопередачи охладителя воздуха, а также скорость и длительность между оттайками. Выбор небольшого шага позволяет значительно уменьшить габариты змеевика. Но при этом увеличивается скорость образования наледи, которая, соответственно ведет к уменьшению проходного сечения, и как следствие – потере производительности.

Выбирая воздухоохладитель с большим шагом оребрения, можно значительно увеличить время между оттайками. Но, это, как правило, приводит к увеличению габаритных размеров теплообменника.

Необходимое значение можно определить по приведенной ниже таблице:

Этап 5. Подбор необходимой модели

На основании полученных данных и технических характеристик аппаратов, представленных в каталоге производителя, можно сделать выбор установки для охлаждения воздуха в помещении. Следует понимать, что представленная методика расчета подходит только для теплообменников поверхностного типа. Высчитать необходимую мощность воздухоохладителя для дома, при условии, что он работает на основе прямого испарения воды в воздушной струе данной методикой – невозможно.

Методика дана исключительно в ознакомительных целях. Для проведения более точного подбора установки потребуются услуги профессионалов.