Решение:

1. Определяют среднюю температуру воды, охлаждаемой в испарителе парокомпрессионной холодильной машины, t^и_w.ср, ^оС

t^и_w.ср = (t_w.к + t_w.х)/2 = (16 + 6,0)/2 = 11 ^оС. (П.41)

2. Определяют температуру испарения холодильного агента t_o, ^оС

t_o = (t^и_w.ср - (4 ... 6) = 11 – 6 = 5  5 ^оС. (П.42)

Должно выполняться условие: t_o  (t_w.x - 2).

3. Принимаем, что в конденсаторе охлаждающая вода нагревается на 5 ... 6^оС, тогда ее конечная температура будет равна:

t^к_w.к = t^к_w.н + (5 ... 6) = 25 + 6 = 31 ^оС. (П.43)

4. Средняя температура воды, охлаждающей конденсатор t^к_w.ср, ^оС:

t^к_w.ср = (t^к_w.н + t^к_w.к)/2 = (25 + 31)/2 = 28 ^оС. (П.44)

5. Температура конденсации холодильного агента t_к, ^оС:

t_к = t^к_w.ср + (3 ... 5) = 28 +4 = 32 ^оС. (П.45)

6. Температура переохлаждения холодильного агента t_п, ^oC:

t_п = t^к_w.н + (1 ... 2) = 25 + 2 = 27 ^оС. (П.46)

7. По данным об упругости насыщенных паров холодильных агентов (см. П.4) находим рабочее давление испарения р_о и конденсации р_к, МПа, соответственно при температуре испарения t_o и конденсации t_к. Рекомендуется проводить расчет параллельно для фреона-12 (R12) и фреона-22 (R22). При наличии данных о компрессорах, работающих на экологически чистых холодильных агентах, следует проводить расчет холодильной машины с применением этих рабочих веществ.

По t_o = 5 ^оС определяем:

- для R12 – p = 362,9 кПа; h^ = 404.75 кДж/кг; h^ = 554.28 кДж/кг; v^ = 0.04779 м³/кг;

- для R22 – p = 584.4 кПа; h^ = 407.5 кДж/кг; h^ = 612.2 кДж/кг; v^ = 0.0401 м³/кг;

7. Оценивают коэффициент подачи компрессора  в стандартных и рабочих условиях по формуле:

 = _с^._Т^._пл, (П.47)

где _с - объемный коэффициент, учитывающий влияние вредного пространства:

_с = 1 - С^.[(p_к/p_o)^1/m - 1]; (П.48)

R12: _с = 1 – 0,030*[(788,2/362,9) – 1] = 0,964

R22: _с = 1 – 0,030*[(1253,9/584,4) – 1] = 0,965

С = 0,01 ... 0,02 - для крупных вертикальных компрессоров; С = 0,015 ... 0,03 - для крупных горизонтальных компрессоров; С = 0,05 ... 0,08 - для малых горизонтальных компрессоров; m = 0,9 ... 1,1 - показатель политропы; _Т коэффициент подогрева, учитывающий снижение производительности компрессора из-за теплообмена между рабочим телом и стенками цилиндра:

_Т  Т_о/(Т_к + x) = (t_o + 273)/(t_и + 273 + x); (П.49)

R12, R22: _Т  (5 + 273)/(32 + 273 + 20) = 0,855.

x = 0 для малых компрессоров; x = 20 ... 30 для крупных; _пл = 0,95 ... 0,98 - коэффициент плотности, учитывающий снижение производительности из-за утечек паров через неплотности в поршневых кольцах и клапанах.

Крупными считают компрессоры, имеющие холодопроизводительность в стандартных условиях более 50 кВт. Малые компрессоры имеют холодопроизводительность менее 10 кВт.

_пл = 0,98 – в рабочем режиме; _пл = 0,95 – в стандартном,

По формуле (П.47) определяют коэффициент подачи компрессора в стандартных условиях _ст и в рабочем режиме _раб.

R12: _раб = 0,964*0,855*0,98 = 0,807; _ст = 0,964*0,855*0,95 = 0,783.

R22: _раб = 0,965*0,855*0,98 = 0,808; _ст = 0,965*0,855*0,95 = 0,784.

Стандартным условиям соответствуют следующие значения температур: t_o = -15 ^oC; t_вс = +15 ^оС - температура всасывания паров холодильного агента; t_п = +25 ^оС; t_к = +30 ^оС.