Задание 1.

1. Построить цикл в lg p – i, T-s диаграммах для следующих условий: холодильный агент: R507; холодопроизводительность 10 кВт. Температура испарения t₀ = -30 ⁰С; температура конденсации t_к = 40 ⁰С; перегрев на стороне испарителя∆t_п = 10 ⁰С, то есть t_1’ = -20 ⁰С; температура во всасывающем патрубке t₁ = -10 ⁰С; температура переохлажденной жидкости t₃ = 38 ⁰С; сжатие – политропное.

2. Определить отношение давлений конденсации и испарения холодильного агента Р_к/Р_и.

3. Пользуясь таблицей, вычислить показатель политропного сжатия в компрессоре.

Хладагент	Рк/Ри
	2	3	4	5	6	7	8	9	10
R134а	1,216	1,191	1,177	1,172	1,166	1,163	1,160	1,157	1,155
R407С/ R507	1,325	1,258	1,240	1,234	1,232	1,230	1,228	1,226	1,225

Примечание: промежуточные значения показателя политропы определяются интерполированием.

n = 1,2276.

4. Вычислить температуру в конце сжатия Т₂

Температура на входе в компрессор Т_s = 273,15 + t_и + ∆t_п = 273,15 + t_1’, К.

Т_s = 273,15 – 20 = 253,15 К.

5. Построить политропу в lg p – i, T-s диаграммах и определить соответствующие значения энтальпии. Результаты занести в таблицу.

	1’	1	2	3	4
t, 0C	-20	-10	106	38	-30
P, бар	2,1	2,1	18,6	18,6	2,1
i, кДж/кг	358	367	450	248	248

6. Для достижения заданной холодопроизводительности необходимо определить массу циркулирующего хладагента:

Здесь

7. Определить холодильные коэффициенты цикла Карно (_т) и действительного цикла ().

Здесь - удельная работа сжатия паров хладагента в компрессоре.

Для нашего случая:

Задание 2.

Р ассчитать схему одноступенчатой компрессионной холодильной установки, работающей на фреоне R134а. Определить параметры в характерных точках схемы, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, холодильный коэффициент и КПД установки. Установка работает с регенеративным теплообменником (см. рисунок). Холодопроизводительность установки 7 кВт, температура охлаждаемого воздуха на входе в испаритель t_н1 =-20 ⁰С, на выходе t_н2 =-26 ⁰С. Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор t_в2 = 20 ⁰С, и на выходе из него t_в1 = 25 ⁰С. Конечная разность температур в испарителе ∆ t_и = 4 ⁰С, в конденсаторе ∆ t_к = 5 ⁰С, на теплом конце регенеративного теплообменника ∆t_РТ = 20 ⁰С, Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора соответственно равны _i = 0,8, _эм = 0,9.

Км – компрессор; К – конденсатор; РВ – регулирующий вентиль; И –испаритель; РТ – регенеративный теплообменник.

1. Расчетная температура и давление испарения:

Этой температуре соответствует давление испарения Р₀ = 0,85 бар.

2. Расчетная температура конденсации:

Этой температуре соответствует давление конденсации Р_к = 7,8 бар.

3. Принимая разность температур на теплом конце регенеративного теплообменника равной 20 ⁰С, определим температуру паров хладагента перед компрессором:

4. По T,s или lg p-i диаграмме находим параметры рабочего агента в характерных точках цикла и заносим их в таблицу.

	1	2’	2	3	4	5	6
t, 0C	10	78	94	30	-10	-30	-30
P, бар	0,85	7,8	7,8	7,8	7,8	0,85	0,85
i, кДж/кг	410	465	479	215	185	185	380
v, м3/кг		0,27

Параметры в точке 4 находим по тепловому балансу регенеративного теплообменника:

, откуда кДж/кг.

5. Энтальпия хладагента на выходе из компрессора с учетом потерь в компрессоре (сжатие не при s=const):

кДж/кг.

6. Удельная тепловая нагрузка испарителя:

кДж/кг.

7. Удельная внутренняя работа компрессора:

кДж/кг.

8. Удельная тепловая нагрузка конденсатора:

кДж/кг.

9. Массовый расход хладагента:

кг/с.

10. Объемная производительность компрессора:

м³/с.

11. Тепловая нагрузка конденсатора:

кВт.

12. Удельная работа компрессора:

кДж/кг.

13. Электрическая мощность компрессора:

кВт.

14. Холодильный коэффициент

.

15. Коэффициент работоспособности холода при средней температуре охлаждаемого воздуха К и температуре окружающей среды 293 К.

16. Эксергетический КПД установки с учетом потерь эксергии в испарителе (по воздуху):

17. Коэффициент полезного действия установки по хладагенту:

Здесь