1. Расчет теоретического рабочего цикла хм

Теоретический цикл одноступенчатой паровой машины в координа­тах T - S и P - 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 холо­дильного 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 соответствуют точке 3 при температуре Т_к и давлении Р_к);

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

- кипением в испарителе (4-1 - изобара и изотерма при температуре Т₀ и давлении Р0).

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 Q₀, которая устанавливается на основе расчётов теплопритоков в охлаждаемое помещение (склад, вагон);

- температура кипения холодильного агента t₀ - принимается в зависи­мости от режима хранения продукта (она должна быть несколько ниже, чем температура, при которой должен храниться продукт);

- температура конденсации t - принимается в зависимости от района размещения проектируемого объекта по климатической карте для наи­более жаркого времени (она должна быть несколько выше температу­ры окружающей среды);

- холодильный агент, используемый в проектируемой машине.

По заданным температурам t₀ и t_k, используя диаграмму lgP - i, оп­ределяют соответствующие им давления, кипения P₀ и конденсации P_k. 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 q₀ (в КДж/кг), то есть сколько энергии отнимает от охлаждае­мого тела 1 килограмм хладагента в испарителе за один цикл: q₀ = i₁ – i₄.

Теоретическая работа, затрачиваемая в компрессоре на сжатие 1 кг хладагента за один цикл (в кДж/кг): l = i₂ – i₁.

Тепло, отданное 1 кг хладагента окружающей среде за один цикл в конденсаторе (в кДж/кг): q_к = i₂ – i₃.

Количество холодильного агента G_x (в кг/час), циркулирующего в системе: (3,6 – коэффициент перевода Вт к 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 по расчету теплопритоков, возможно рассчитать соответствующие площади. Это уравнение теплотехники имеет вид: