Применение теплообменников в супермаркете
На рис. 23 приведен пример типичной установки, для которой тод проб и ошибок потребует большого объема вычислений, то методы, использованные ранее, можно применять также и в этом случае. Мы проследим сейчас, как повлияют на результаты оптимизации два последних ограничения из предыдущего параграфа - образование инея и слишком сухой воздух.Отметим, что подбор параметров воздухоохладителей, особенно для обеспечения правильной обработки и хранения продуктов питания при различных уровнях температур, очень сложен, и в данном руководстве не рассматривается. Здесь мы изучим лишь некоторые аспекты оптимизации ПТО. Сделаем это на примере установки, показанной на рис.23.
Пример 4: Исходные данные
а)
Мясо и рыба: + 2 °С/влажность 80 %
71 кВт
б)
Фрукты и овощи: + 4 °С/влажность 80 % 47 кВт
в)
Обработка продуктов: + 12 °С/влажность 70 %
38 кВт
г)
Суммарная доступная производительность 160 кВт
В воздухоохладители на все три участка поступает 30 % раствор этиленгликоля с температурой -8 °С. Предположим, что температура жидкости, возвращающейся в бак-накопитель, равна -4 °С.
Это задает температурный режим для контура «бак-накопитель - испаритель», но поскольку в данном контуре установлен собственный насос, то расход и температуры можно отрегулировать.
Образование инея. Так как гликоль поступает в воздухоохладитель с температурой значительно ниже нуля, на оребрении неизбежно будет образовываться иней. В помещение для обработки продуктов, по-видимому, гликоль должен поступать с температурой выше нуля, в другие помещения - ниже нуля. Это потребовало бы применения дорогой двойной системы испарения. Значит, понадобится установка системы размораживания.
Влажность. В холодном, непроветриваемом помещении долговременная влажность определяется соотношением давления водяных паров при самой низкой температуре поверхности, с которой контактирует воздух, и давления паров при температуре воздуха в помещении. Кроме того, сказываются и внешние факторы, например, постоянный приток влажного воздуха увеличивает относительную влажность. Следовательно, в большинстве случаев придется ограничивать максимальную разность температур, чтобы поддерживать влажность на определенном уровне. Это может выглядеть примерно так:
Влажность % 93 89 85 82 79 76 73
В случае водяных воздухоохладителей расчет осложняется тем, что температура жидкости не является постоянной, а меняется от входа к выходу. В этом примере мы будем предполагать заданной среднюю температуру гликоля.
Выше мы в качестве примера выбрали влажность не ниже 80 % в помещениях а) и б) и 70 % в помещении в), что соответствует разности температур 8, 8 и 12 К. Тогда температурные режимы выглядят следующим образом:
а)
Гликоль 3 х 5599 л/ч от -8 до -4 °С 3 х IRL 555 3 х 24 кВт
б)
Гликоль 1 х 5520 л/ч от -8 до 0 °С 1 х IRL 657 1 х 46 кВт
в)
Гликоль 2 х 1916 л/ч от -8 до 8 °С 2 х IRL 451 2 х 19 кВт
г)
Гликоль 26 149 л/ч от -8 до -1,4 °С
156 кВт
Замечание 1. В случае в) нельзя получить влажность 80 % или больше, так как для этого потребовалась бы средняя температура +4 °С и режим изменения температуры от -8 до +16 °С.
Замечание 2. Производительности воздухоохладителей слегка отличаются от заданных значений. Однако это не имеет большого значения, так как доступная производительность, 160 кВт, выше полученной в расчетах, 156 кВт.
Можно ли оптимизировать какие-нибудь параметры?
Если заданы средние температуры и входная температура, это определяет расход жидкости. Можно было бы изменить входную температуру. Но ее снижение вызвало бы дополнительные трудности с поддержанием влажности в варианте в) (если это потребуется) и усилило бы образования инея. Увеличение входной температуры возможно, но если нужно сохранить среднюю температуру в варианте а), то придется значительно увеличить расход циркулирующей жидкости.Итак, температурный режим в контуре «бак-накопитель - воздухоохладители» -8 °С > -1,4 °С. Что можно сказать о контуре «бак-накопитель - испаритель» с температурным режимом -4 °С > -8 °С? Такой режим предполагает, что количество циркулирующего гликоля больше, чем в контуре «бак-накопитель - воздухоохладители». Часть охлажденного гликоля затем смешивается с гликолем, возвращающимся из воздухоохладителей. Температура смеси становится равной -4 °С.
