Расчёт теоретического рабочего цикла холодильной машины

Теоретический цикл одноступенчатой паровой машины в коордшодах Т - S и Р - i (рис. 2.11) характеризуется:

всасыванием из испарителя в компрессор сухого насыщенного пара (его параметры определяются точкой 1);

адиабатическим сжатием в компрессоре (процесс 1-2, параметры холо­ дильного агента, нагнетаемого в конденсатор, характеризуются точкой 2);

охлаждением (2 - а - изобара с конденсацией пара в конденсаторе, а - 3 - изобара и изотерма на выходе из конденсатора, параметры хладагента со­ ответствуют точке 3 при температуре Тк и давлении Рк);

дросселированием его в регулирующем вентиле (3 - 4 - изоэнтальпия, па­ раметры на выходе из регулирующего вентиля соответствуют точке 4);

кипением в испарителе (4-1 - изобара и изотерма при температуре То и давлении Ро).

На диаграмме T-S все величины (работа, количество теплоты) выража­ются площадями, что для расчётов неудобно, так как их нужно замерять пла­ниметром. Для упрощения расчётов целесообразней использовать теоретиче­ский цикл в координатах P-i, так как эти величины определяются проекцией процессов на ось теплосодержания i.

Цель расчёта теоретического цикла состоит в определении основных параметров элементов холодильной машины (компрессора, конденсатора, испарителя) с последующим подбором элементов.

Исходными данными для расчёта холодильной машины являются:

холодопроизводительность машины Qo, которая устанавливается на осно­ ве расчётов теплопритоков в охлаждаемое помещение (склад, вагон);

температура кипения холодильного агента to - принимается в зависимости от режима хранения продукта (она должна быть несколько ниже, чем тем­

пература, при которой должен храниться продукт);

температура конденсации tк - принимается в зависимости от района раз­ мещения проектируемого объекта по климатической карте для наиболее жаркого времени (она должна быть несколько выше температуры окру­ жающей среды);

холодильный агент, используемый в проектируемой машине.

По заданным температурам to и t%, используя диаграмму igP - i, опреде­ляют соответствующие им давления, кипения Ро и конденсации Pt. Затем по температурам и давлениям строят цикл на диаграмме lgP-i (см. рис, 2.11), то есть находят параметры хладагента в характерных точках: 1, 2, 3 и 4. Далее производят расчёт в следующей последовательности.

Определяется удельная холодопроизводительность 1 килограмма хла­дагента qo (в КДж/кг), то есть сколько энергии отнимает от охлаждаемого те­ла 1 килограмм хладагента в испарителе за один цикл:

Теоретическая работа, затрачиваемая в компрессоре на сжатие 1 кг хладагента за один цикл (в кДж/кг);

Тепло, отданное 1 кг хладагента окружающей среде за один цикл в конденсаторе (в кДж/кг):

Количество холодильного агента G, (в кг/чае), циркулирующего в сис­теме:

где 3.6 - коэффициент перевода Вт в кДж/час.

Потребляемая теоретическая мощность компрессора (Вт):

Тепловая нагрузка на конденсатор (Вт):

Тепловая нагрузка на испаритель (Вт):

Вся холодопроизводительность компрессора реализуется через испари­тель.

Зная тепловые нагрузки на испаритель, конденсатор и используя урав-, нение теплотехники, возможно рассчитать соответствующие площади

Уравнение теплотехники:

13