Расчет гидромодуля для чиллера и трубопровода
В гидравлической системе холодоснабжения чиллера гидромодуль( Гидравлическая станция) является важным элементом системы. Он может размещаться на одной раме вместе с (ХМ — холодильная машина) или находиться отдельно и соединяться с ХМ трубопроводами.
У производителей холодильного оборудования имеются модели со встроенным гидромодулем и без. Выбор заказчика зависит от его гидравлической системы.
Гидравлическая станция может комплектоваться разными узлами. Чем больше дублирующих элементов тем надежней работа системы охлаждения.
Правильный расчет всех элементов гидравлической станции также влияет на работу всей системы.
Чем руководствоваться и как правильно рассчитать гидромодуль?
Для расчета необходимы исходные данные:
- Мощность охлаждения чиллера;
- Какая жидкость будет использоваться в гидравлической системе чиллера;.
- Температуры жидкости на входе и на выходе из ХМ;
- Температура окружающего воздуха;
- План схема расположения трубопроводов гидравлического контура.
Гидромодуль комплектуется водяным насосом.
Водяной циркуляционный насос, обеспечивает требующийся расход и напор жидкости. Главными характеристиками для подбора насоса являются: его производительность в м /ч и перепад давления, который он создает. Производительность считается следующим образом:
V=Q0 3600/(c t), м /ч
где
V объемная производительность насоса, м /ч;
Q0 максимальная производительность чиллера, кВт;
с — теплоемкость тепло/хладоносителя на котором планируется работа чиллера, кДж/(кг К);
плотность тепло/хладоносителя на котором планируется работа холодильная установка, кг/м ;
t разность температур между температурой тепло/хладоносителя, поступающего на испаритель и его температурой на выходе из испарителя. (стандартная дельта температур составляет от 5 С).
Не всегда полученная объемная производительность дает правильный результат для подбора насоса.
Длина, гидравлической трассы, диаметр, тип трубопроводов количество поворотов и углов трубопровода, перепад высот между холодильной установки и нагрузкой — все эти элементы имеют сопротивление, которое насос должен прокачать, чтобы обеспечить необходимую циркуляцию жидкости по всему трубопроводу. Данные значения сопротивлений прописаны в справочниках. Эти значения не должна превышать максимальный напор насоса, обеспечивающий в данной точке характеристики минимальный расход жидкости через испаритель холодильной машины.
Сопротивление трубопровода
К общему значению сопротивлений необходимо добавить значение сопротивления в испарителе, в пределах 0,2 ~ 0,6 бар, если гидравлическая станция расположена отдельно от холодилки , т.е. не известен его свободный напор.
Если все написанное выразить математически то:
P = P1 + P2 + P3 + P4, кПа
где
P суммарное падение давлений во всем гидравлическом контуре, кПа;
P1 падение давления в теплообменнике испарителя чиллера, кПа;
P2 падение давления в грязевых фильтрах чиллера и насосной станции, кПа;
P3 падение давления в трубопроводах до самого удаленного потребителя, кПа;
P4 падение давления в теплообменнике и трехходовом клапане самого удаленного потребителя, кПа.
Напор циркуляционного насоса
Напор выбранного циркуляционного насоса должен быть, ориентировочно, на 10% — 20% больше суммарного значения падений давления во всем гидравлическом контуре.
Из всех значений падений давлений самым сложным является расчет падения давлений в трубопроводах до самого удаленного потребителя. Это можно сделать, используя специальные программы, предназначенные именно для таких расчетов.
Если планируется заполнять гидравлический контур какой-либо незамерзающей жидкостью, которая имеет несколько другие свойства, в отличие от воды, то следует учитывать тот факт, что потери в теплообменниках будут больше примерно на 9%, и требуемый расход будет больше примерно на 8%. Поэтому, чтобы избежать снижения расхода незамерзающей жидкости, необходимо подбирать циркуляционный насос с запасом по расходу и напору.
Еще одним элементом гидростанции, который должен быть рассчитан — объем аккумулирующего бака.
Он должен выполнять сглаживание температурного перепада теплоносителя, выходящего из испарителя, с учетом того, что компрессор холодильной машины будет работать или не будет работать. Также аккумулирующий бак обеспечивает нормальную работу компрессоров фреонового контура, чем ограничивает количество включений компрессоров в час. Для спиральных компрессоров это количество должно быть не более 10 включений в час, а для винтовых — не более 6 включений в час. Так как температура воды в аккумулирующем баке достаточно низкая, то для исключения ее ненужного подогрева используется теплоизоляция бака снаружи анометры и т.д.
Объем аккумулирующего бака может быть рассчитан как разница между минимальным требуемым объемом контура и суммарным объемом теплообменника чиллера, трубопроводов, теплообменников потребителей.
Va.б= Vk — V, л.
где
Va.б объем аккумулирующего бака, л;
Vk минимальный требуемый объем контура, л;
V — суммарный объем теплообменника чиллера, трубопроводов, теплообменников потребителей, л.
Минимальный необходимый объем жидкости в контуре чиллера должен обеспечивать работу компрессоров чиллера в течение 5-6 минут до набора установленной температуры плюс 7 С на выходе. Его можно рассчитать по формуле:
Vk = Q 60 /(n 4,18 t), л.
где Q холодопроизводительность чиллера, кВт;
время между запуском и остановкой чиллера, мин.;
n количество ступеней производительности;
t дельта по температуре, С.
Объем теплообменника испарителя и теплообменника потребителей холода можно узнать из документации производителей. Объем теплоносителя находящегося в трубах можно рассчитать по формуле:
Vtp= L d2/4, л.
где
L длина трубы, дм;
d внутренний диаметр трубы, дм.
Если для Вас нет понимания в расчете Вы всегда можете обратиться к нам за изъяснениями и консультацией это бесплатно.
https://www.omegga.ru/calculationhyd.html