Расчет расходных и энергетических параметров цикла

Заданными являются Q_0, Т₀, р₀, Т_к, р_к, t₁ ≈ 0⁰С, t₈ ≈ t_m +5⁰C,, t₃ = 30…35⁰С,

t₁ = t₀ +2…3⁰С, λ_І, λ_ІІ, η_i^І, η_i^ІІ_,, η_м .

Определению подлежат:

1) промежуточное давление

р_m = ;

2) положение т. 4 определяют из уравнения смешения

i₄ = i₁₁ + G_a^І (i₃ – i₁₁)/G_a^ІІ;

3) состояние рабочего вещества в точке 7 находят из теплового баланса теплообменника V

I₇ = i₆ – G_a^І(i₁– i₁₂)/G_a^ІІ;

4) массовый расход рабочего вещества в первой ступени

G_a^І = Q₀/(i₁₂ – i₉);

5) величину массового расхода G_a^ІІ рассчитывают из уравнения теплового баланса системы, состоящей из теплообменников V и VІ

G_a^ІІi₆ + G_a^Іi₁₂ = G_a^І i₈ + (G_a^{ІІ -} G_a^І )i₁₁ + G_a^І i₁,

откуда

;

6) объемные производительности компрессоров в циклах первой и второй ступеней

W_ц ^І = G_a^І·υ_І, W_ц ^ІІ = G_a ^ІІ·υ₄;

8) с учетом объемных потерь теоретические объемные производительности этих компрессоров

W_Т ^І = W_ц ^І /λ_І, W_Т ^ІІ = W_ц ^ІІ /λ_ІІ,

где λ_І и λ_ІІ – коэффициенты подачи компрессоров первой и второй ступеней;

9) адиабатные мощности, потребляемые компрессорами первой и второй ступеней

N_s ^І = G_a^І(i_2s – i₁), N_s ^ІІ = G_a^ІІ(i_5s – i₄);

10) с учетом энергетических потерь в процессе сжатия в компрессорах мощности, необходимые для привода компрессоров

N_е^І = N_s^І/η_е^І, N_е^ІІ = N_s^ІІ/η_е^ІІ,

η_i – индикаторный (адиабатный) кпд компрессора;

η_м – механический кпд компрессора;

11) действительный холодильный коэффициент

.

Холодильная машина с системой «экономайзер »

Система «экономайзер» применяется в установках с одноступенчатыми винтовыми, двухступенчатыми поршневыми и одноступенчатыми спиральными компрессорами, имеющими промежуточные порты всасывания.

В качестве примера ниже рассматривается двухступенчатая холодильная машина с одноступенчатым винтовым компрессором. Принципиальная схема и действительный цикл на i – р диаграмме с однократным дросселированием приведены на рис. 3.14.

Термодинамические процессы рассматриваемого цикла:

11 – 1 – охлаждение и потеря давления пара хладагента на участке от сечения выхода из испарителя VІ до сечения входа в компрессор І;

1 – 2s и 1 - 2 – теоретическое и действительное сжатие паров хладагента в компрессоре І на первом этапе;

2 – 3 – практически изохорное сжатие и охлаждение паров после их сжатия на первом этапе;

3 – 4s и 3 – 4 – теоретическое и действительное сжатие паров хладагента в компрессоре І на втором этапе;

3 – 4_n – процесс сжатия на втором этапе для маслозаполненного винтового компрессора;

4 – 5 – охлаждение в нагнетательном трубопроводе за счет его теплообмена окружающим воздухом и понижение давления, обусловленного потерями давления при прохождении пара в трубопроводе;

5 – 6 – охлаждение перегретого пара до состояния насыщения, конденсация и переохлаждение жидкого хладагента в конденсаторе ІІ;

6 – 7 – понижение давления части жидкого хладагента от давления конденсации р_к до промежуточного давления р_m в дроссельном вентиле ІІІ второй ступени;

6 – 8 – изобарное охлаждение жидкого хладагента в парожидкостном теплообменнике (экономайзере) ІV первой ступени за счет кипения жидкости при температуре Т_m, которая подается через дроссельный вентиль ІІІ;

8 – 10 – охлаждение жидкого холодильного агента в дроссельном вентиле V первой ступени с давления р_к до давления кипения р₀ в испарителе VІ.