Выбор и расчёт принципиальной схемы и цикла холодильной машины бытового холодильника

5. В данном холодильнике рабочим хладагентом является фреон R-142 б.

5.1. Принимается в холодильнике с естественной циркуляцией:

–температура кипения фреона.

.

- температура конденсации.

.

5.2. По иопределяем давление кипенияи конденсации.

По диаграмме состояния фреона R-142б:

.

5.3. Схема холодильника.

Строим рабочий цикл холодильной машины с учётом следующего:

.

.

Процесс 1-1’ – подогрев паров хладагента в мотор-компрессоре. Давление в точке 1 есть давление кипения Р₀.

ав – нагревание ХА за счёт теплообмена со стенками цилиндра.

вс – сжатие ХА с отдачей теплоты стенками цилиндра.

, где - потеря давления на всасывающих клапанах.

, где - потеря давления на нагнетательных клапанах.

;

.

5.4 Для определения положения точки 4 используем уравнение теплового баланса.

, где - коэффициент, учитывающий долю при регенерации в процессе перегрева.

.

.

5.5.Заполняем таблицу основных параметров рабочих точек цикла.

№ точки	Р, МПа	t, ^0С	h, кДж/кг	υ, м^3/кг
а	0,14	-2	416	0,160
1	0,134	32	446	0,177
1’	0,134	40	450	0,185
2	0,65	93	494	0,045
3	0,65	47	261	0,035
4	0,65	36	246	0,035
5	0,14	-2	246	0,69

5.6.Расчитываем следующие параметры:

1. удельную массовую холодопроизводительность.

.

2. удельную объёмную холодопроизводительность.

.

3. удельную теплоту отводимую в конденсаторе.

.

4. удельную изотропную работу цикла.

.

5. массовый расход рабочего тела ХА.

, где ;

6. теплоту, отводимую от конденсатора.

.

7. изоэтропную мощность компрессора.

.

8. холодильный коэффициент цикла.

.

Расчёт и подбор компрессора

6. Расчёт поршневого компрессора.

6.2. Тепловой расчёт и подбор холодильного компрессора.

1. Определяем объёмный расход ХА в компрессоре.

, м³/с.

2. Определяем составляющие коэффициента подачи и рассчитываем коэффициент подачи 𝛌.

, где

- объёмный коэффициент.

,

m_р = 0.9 ÷ 1.05 – политропа расширения конечных параметров; m_р=1,05.

= 0,02 ÷ 0,05 – относительный мёртвый объём; = 0,02.

–коэффициент дросселирования; .

–индикаторный коэффициент.

.

- коэффициент плотности; .

- коэффициент подогрева.

=0,92.

.

3. Теоретическая объёмная производительность компрессора.

, м³/с.

По объёмной производительности подбирается марка холодильного компрессора (компрессора ).

4. Вычисляем диаметр и ход поршня.

, где

S – ход поршня;

n – частота вращения (n=50);

Д – диаметр поршня;

- средняя скорость движения поршня ().

м.

=, м.

По ГОСТ – 17008-85 находим , м³/с

% (<5%).

Погрешность между расчётной и уточнённой производительностями составляет 4,2 %, что в пределах допуска.

Для данного холодильника мы берем компрессор Danfoss 103.G6692

6.3. Энергетические потери и мощность компрессора.

N_i - индикаторная мощность, затрачиваемая на сжатие паров ХА в действительном компрессоре.

, где - изоэнтропная мощность;

=0,7 ÷ 0,85 – индикаторный КПД для малых холодильных компрессоров. .

.

N_тр – мощность на преодоление сил трения.

.

, где

кПа – удельное давление трения;

Па.

, Вт.

6.5. Определяем эффективную мощность или мощность на валу компрессора.

, Вт.

6.6. Потери, связанные с трением учитываются механическим КПД:

=.

6.7. Эффективный КПД.

.

Для того, чтобы перейти от эффективной мощности компрессора к мощности, потребляемой электродвигателем из сетиN_э необходимо учесть КПД электродвигателя.

, Вт, где ; примем.

, Вт.

6.8. Электрический КПД.

.

При сопоставлении различных компрессоров и их технических характеристик используют их эффективный холодильный коэффициент ε_е и общий или электрический коэффициент .

.

.