2. Розрахунок питомої холодопродуктивності, кількості теплоти, відданої в навколишнє середовище, витрат роботи в компресорі, холодильного коефіцієнта, роботи циклу

Питома холодопродуктивність

q₂ = i₃ – i₂ = 587,6 – 437,7 = 149,9 кДж/кг.

Витрати роботи в компресорі

l_к = i₄ – i₃ = 624,8- 587,6 = 37,2 кДж/кг.

Кількість теплоти, що віддається в навколишнє середовище в конденсаторі

q₁ = i₄ – i₁ = 624,8 – 437,7 = 187,1 кДж/кг.

Робота циклу

l_ц = q₁ - q₂ = 187,1 – 149,9 = 37,2 кДж/кг.

Холодильний коефіцієнт

3. Побудова розрахованого циклу в р-V і т-s координатах

Проводимо координатні осі р и v і вибираємо масштаб. Тиск у циклі змінюється від Р₁=1,19 до Р₂=0,245МПа, приймаємо 1см=0,1МПа, питомий об΄єм у циклі змінюється від v₁=0,00854 м³/кг до v₃=0,0895 м³/кг, приймаємо 1см=0,01 м³/кг. Наносимо координати точок на р-v діаграму:

Точка 1 – Р₁ = 1,19 МПа, v₁ = 0,00854 м³/кг;

Точка 2 – Р₂ = 0,245 МПа, v₂ = 0,0312 м³/кг;

Точка 3 – Р₃ = 0,245 МПа, v₃ = 0,0895 м³/кг;

Точка 4 - Р₄ = 1,19 МПа, v₄ = 0,021 м³/кг;

Точка 5 – Р₅ = 1,19 МПа, v₅ = 0,0197 м³/кг.

З'єднуємо прямими лініями точки 2-3, 4-1 і штриховою прямою точки 1-2. Наносимо на р-v діаграму нижню і верхню пограничні криві, для чого з табл.22 додатку на лінії насичення визначаємо параметри декількох точок, що відповідають кривим:

Р_пр1=0,245 МПа, v' = 0,0744 м³/кг, v'' = 0,0926 м³/кг;

Р_пр2=0,498 МПа, v' = 0,0781 м³/кг, v'' = 0,0471 м³/кг;

Р_пр3=0,909 МПа, v' = 0,00826 м³/кг, v'' = 0,026 м³/кг.

Точку перетинання адіабати 3-4 з верхньої пограничною кривою визначаємо по табл.22, установивши, який тиск відповідає значенню s₃=s₄=4,746кДж/(кгК). Даному значенню відповідає Р_пер=0,584МПа і v''_пер=0,0403 м³/кг. Наносимо точку на р-v діаграму і через дану точку, а також через точки 3 і 4 лекалом проводимо адіабату 3-4.

Проводимо координатні осі Т и s і вибираємо масштаб. Температура в циклі змінюється від t₂=20^оС до t₄=40^оС, приймаємо 1см=10^оС. Ентропія в циклі змінюється від s₁=4,129 кДж/(кгК) до s₃=4,746кДж/(кгК), приймаємо масштаб 1см=0,1кДж/(кгК).

Наносимо координати точок на Т-s діаграму:

Точка 1 – Т₁ = 303 К, s₁ = 4,129 кДж/(кгК);

Точка 2 – Т₂ = 253 К, s₂ = 4,152 кДж/(кгК);

Точка 3 – Т₃ = 253 К, s₃ = 4,746 кДж/(кгК);

Точка 4 - Т₄ = 313 К, s₄ = 4,746 кДж/(кгК);

Точка 5 – Т₅ = 303 К, s₅ = 4,715 кДж/(кгК).

З'єднуємо прямими лініями точки 2-3, 3-4, 5-1, штриховою прямою 1-2, кривою лінією 4-5.

Проводимо на Т-s діаграмі ліву і праву пограничні криві, для чого з табл.22 властивостей фреону на лінії насичення визначаємо параметри декількох точок, що відповідають пограничним кривим

Т_пр1= 253 К, s = 3,91 кДж/(кгК), s = 4,777 кДж/(кгК)

Т_пр2=283 К, s = 4,044 кДж/(кгК), s = 4,736 кДж/(кгК)

Наносимо проміжні точки на діаграму, через них і точки 1,5,3 проводимо ліву і праву пограничні криві.

Побудова циклу парокомпресійної холодильної установки в р-v і Т-s координатах показана нижче.

Наносимо на Т-s діаграму цикл Карно. Для цього з точки 4 проводимо штрихпунктирну горизонтальну лінію до перетинання з вертикальною штрихпунктирною лінією, проведеною з точки 1 вверх, а також униз до її перетинання з горизонтально проведеною лінією з точки 2. Одержуємо оборотний цикл Карно 1-2-3-4-1.

Холодильний коефіцієнт оборотного циклу Карно

де Т₁=Т₄ – максимальна температура відведення теплоти q₁ у циклі;

Т₂ – мінімальна температура підведення теплоти в q₂ у циклі.

Холодильний коефіцієнт оборотного циклу Карно вище, ніж холодильний коефіцієнт розрахованого циклу

_к = 4,22   = 4,04.