8.3. Побудова циклу холодильної машини

По параметрам режиму роботи холодильної установки (t₀; t_к; t_вс; t_п..о.) будують цикли холодильних машин в діаграмі І- lgP для одноступеневого і двохступеневого стиснення.

Побудова циклу і визначення параметрів вузлових точок проводиться за допомогою діаграми І- lgP ([1] с. 212) і по таблицях параметрів насичених парів холодоносіїв ([2] с. 256-259) (дивись додатки 5.7).

Принципи побудови циклів холодильних машин ([1] с. 70-79), ([2] с. 86-92), ([3] с. 28-31, 33-36), ([4] с. 16-22), ([5] с. 34-36, 52-60).

Мал. 8.1 Одноступеневе стиснення

Мал. 8.2 Двоступеневе стиснення.

Для одноступеневого стиснення параметри вузлових точок заносяться в таблицю 8.2.

Таблиця 8.2.

t0, 0С	і11 дж/кг	і1 дж/кг	і2 дж/кг	і3 =і4 дж/кг	V1 м3/кг	V2 м3/кг	V3 м3/кг
-15	545	555	580	425	0,09	0,035	0,0010

Параметри вузлових точок для циклу двохступеневого стиснення заносяться в таблицю 8.3.

Таблиця 8.3.

t0 0С	і11 дж кг	і1 дж кг	і2 дж кг	і3 дж кг	і4 дж кг	і6 дж кг	І7 дж кг	і8 дж кг	V1 м3 кг	V3 м3 кг	V4 м3 кг	V5 м3 кг
-40	495	505	530	500	540	350	320	320	0,08	0,03	0,02	0,0018

8.4.1. Холодопродуктивність 1 кг холодильного агенту q₀, визначається за формулою:

, кДж/кг (8.12)

8.4.2 Масові витрати пари визначаються за формулою 11.4 ([2] с. 73)

, кг/с (8.13)

8.4.3 Дійсна об’ємна подача (витрата пари) V_д визначається за формулою:

(8.14)

де: υ₁ – питомий об’єм пари, що всмоктується компресором м³/кг (визначається по таблиці або діаграмі і-lg Р)

8.4.4 Теоретична об’ємна подача компресора (об’єм, що описується поршнем) V_т

, м³/с (8.15)

де: λ – коефіцієнт подачі компресора, мал. 5.5 ([2] с. 97)

8.4.5 Теоретична потужність компресора N_т визначається за формулою 11.8 ([1] с. 74)

, кВт (8.16)

8.4.6 Індикаторна дійсна потужність компресора N_і визначається за формулою:

, кВт (8.17)

де: η_і – індикаторний ККД ([1] с. 74)

8.4.7 Потужність на валу компресора визначається за формулою 11.10 ([1] с. 41)

, кВт (8.18)

де: η_М – механічний ККД компресора

8.4.8 Тепловий потік в конденсаторі визначається за формулою 11.13 ([1] с. 74)

(8.19)

Всі розрахунки зводяться до таблиці 8.4

Таблиця 8.4

t0 0С	Q0 кВт	q0 кДж/кг	М кг/с	Vд, м3/с	λ	Vт, м3/с	Nт кВт	Nі кВт	Nе кВт	Qкл кВт
-15	373,47	120	3,11	0,15	0,75	0,13	77,75	91,47	101,63	464,94

По теоретичній об'ємній подачі Vт та холодопродуктивності підбираємо одноступеневій гвинтовий агрегат «Grasso ЕА » - 3 шт. Третій для резерву. Технічні характеристика агрегату приводиться в таблиці 8.5

Таблиця 8.5

Характеристика	Grasso EA
Холодопродуктивність, кВт	192
Потужність електро двигуна, кВт	55
Габаритні розміри, мм	L=1960; W=960; H=1775;
Маса, кг	985

8.5.1 Холодопродуктивність 1 кг холодильного агенту q₀, визначається за формулою:

, кДж/кг (8.20)

де: і₁^/-і₈ – ентальпія в кінці та на початку кипіння, мал. 5.2.2 ([2] с. 90)

8.5.2 Витрати пари в ступені низького тиску (С.Н.Т.) м₁, визначаються за формулою:

, кг/с (8.21)

8.5.3 Витрати пари в ступені високого тиску (С.В.Т.) М визначаються за формулою:

кг/с (8.22)

8.5.4 Об’єм витрат пари у С.Н.Т V_д.н.т визначається за формулою:

м³/с (8.23.)

8.5.5 Об’єм витрат пари у С.В.Т V_д.вт визначається за формулою:

м³/с (8.24)

де: V₁, V₃– питомий об’єм пари, що всмоктується С.Н.Т. і С.В.Т, м³/кг.

8.5.6 Об’єм, який описує поршень у С.Н.Т., V_т.нт визначається за формулою:

, м³/с (8.25.)

де: λ_нт – коефіцієнт подачі компресора, визначається в залежності від Р_пр/Р₀, мал. 5.5 ([2] с. 97).

8.5.7.Об’єм, що стискає поршень у С.В.Т визначається в за формулою:

, м³/с (8.26.)

де: λ_вт – коефіцієнт подачі компресора, визначається в залежності від Р_к/Р_пр

8.5.8 Теоретична потужність компресора С.Н.Т N_т.н.т визначається за формулою:

, кВт (8.27.)

8.5.9 Теоретична потужність компресора С.В.Т N_т.в.т визначається за формулою:

, кВт (8.28.)

8.6.0 Дійсна потужність компресора С.Н.Т N_і.н.т, визначається за формулою:

, кВт (8.29.)

де: η_і – індикаторний ККД ([2] с. 97)

8.6.1. Дійсна потужність компресора С.В.Т N_і.в.т, визначається за формулою:

, кВт (8.30)

8.6.2. Ефективна потужність компресора С.Н.Т. N_е.н.т, визначається за формулою:

, кВт (8.31)

8.6.3. Ефективна потужність компресора С.В.Т. N_е.в.т, визначається за формулою:

, кВт (8.32)

де: η_М – механічний ККД компресора, враховує витрати на тертя ([2] с. 97)

8.6.4 Тепловий потік в конденсаторі Q_КД визначається за формулою:

, кВт (8.33)

Всі розрахунки зводяться до таблиці 8.6

Таблиця 8.6

t0 0С	Q0 кВт	q0 кДж/кг	М1 кг/с	М кг/с	Vд.н.т, м3/с	Vд.в.т, м3/с	λн.т	λв.т	Vт.н.т, м3/с	Vт.в.т, м3/с	Nт.н.т кВт	Nт.в.т кВт	Nі.н.т кВт	Nі.в.т кВт	Nе.н.т кВт	Nе.в.т кВт	Qкл кВт
-40	135,28	175	1,35	0,15	0,19	0,06	0,75	0,75	0,22	0,069	21,45	33,75	26,81	37,5	29,8	38,7	199,6

По теоретичному об’єму V_т, що описує поршень на t₀= -40⁰С підбирається двоступеневий поршневий агрегат TSMC 108Е (ЙОРК) 3 шт. Один для резерву

Таблиця 8.7

Показник	TSMC 108Е
Холодопродуктивність, кВт	82
Об’ємна продуктивність 1 ст. м3/с	0,141
Габаритні розміри, мм	L=2000; W=1050; H=1125
Маса, кг	1500