Расчет расходных и энергетических параметров цикла

Заданными являются Q_0, Т₀, р₀, Т_к, р_к, t₁ ≈ 0⁰С, t₈ = t_m + 5⁰С; переохлаждение жидкого хладагента в конденсаторе t_{переохл.}=3град, η^I_i; η^II_i; λ; η_м; η_э; Т_s1; Т_s2; Т_w1; T_w2; с_s; с_w.

Определению подлежат:

1) промежуточное давление

р_m = ;

2) положение точки 2 определяют из соотношения

,

где адиабатный КПД на первом этапе сжатия, который, как правило, выбирают по экспериментальным данным в зависимости от рабочего вещества и отношения р₂/р_вс;

3) массовый расход рабочего вещества в первой ступени

G_a^І = Q₀/(i₁₁ – i₈);

4) величину массового расхода G_a^ІІ во второй ступени рассчитывают из уравнения теплового баланса теплообменника ІV

G_a^Іi₆ + (G_a^ІІ – G_a^І)i₇ = G_a^І i₈ + (G_a^ІІ – G_a^І )i₉,

Откуда с учетом того, что i₆ = i₇

;

5) положение т. 3 определяют из уравнения смешения

G_a^ІI i ₃ = G_a^Іi₂ + (G_a^ІІ – G_a^І)i₉, откуда после деления левой и правой части на G_a^І и обозначив получим следующее соотношение

6) положение т. 4 зависит от действительных потерь сжатия на втором этапе

,

где адиабатный КПД на втором этапе сжатия, выбираемый по зависимости ;

7) объемная производительность компрессора в цикле

W_ц = G_a^І·υ_І;

8) теоретическая объемная производительность компрессора

W_Т = W_ц /λ,

где λ – коэффициент подачи компрессора;

9) адиабатная (изоэнтропная) мощность, затраченная на первом этапе сжатия

N_s^І = G_a^І (i_2s– i₁);

10) c учетом энергетических потерь индикаторная мощность сжатия на первом этапе:

N_i^І = N_s ^І/η_i^I ;

11) c учетом энергетических потерь индикаторная мощность сжатия на втором этапе

;

12) эффективная мощность, необходимая на привод компрессора

;

13) электрическая мощность, подводимая к компрессору

,

где КПД электродвигателя компрессора.

14) действительный холодильный коэффициент

;

15) объемный расход воздуха или воды через конденсатор

,

где ρ_w- плотность воздуха или воды, кг/м³;

16) объемный расход охлаждаемой среды

где ρ_s- плотность воздуха или охлаждаемой среды, кг/м³.

Холодильная машина с двумя испарителями

В некоторых случаях появляется необходимость с помощью одной холодильной машины (рис. 3.15) отвести теплоту от двух источников с низкими температурами, например и , причем ниже . Для этого в схему двухступенчатой холодильной машины с двухкратным дросселированием V и VIII включают второй испаритель VII. В этой схеме вентиль Х предназначен для подачи массового расхода G_a^пр через второй испаритель.

Термодинамические процессы рассматриваемого цикла:

1 – 2s и 1 - 2 – теоретическое (изоэнтропное) и действительное сжатие паров хладагента в компрессоре І до давления р^І_н;

2 – 3 – охлаждение паров хладагента в охладителе ІІ после их сжатия в компрессоре І и потеря давления на этом участке с р^І_н до р_m;

5 – 6s и 5 – 6 – теоретическое (изоэнтропное) и действительное сжатие паров хладагента в компрессоре ІІІ до давления р^ІІ_н;

d – 7 – охлаждение в конденсаторе ІV перегретых паров хладагента до состояния сухого насыщенного пара с их последующей конденсацией;

7 – 8 – дросселирование жидкого хладагента в дроссельном вентиле V от давления р_к до давления р_m;

9 – b – кипение жидкого хладагента при давлении р_m во втором испарителе VІІ;

b – 5 – подогрев пара хладагента и потеря давления на этом участке;

9 –10 – дросселирование жидкого хладагента в дроссельном вентиле VІІІ от давления р_m до давления р₀;

10 – а – кипение жидкого хладагента при давлении р₀ в первом испарителе ІX.