3.2. Расчет энергетических параметров элементов установки

Степень сжатия в компрессоре рассчитываем по формуле:

; (3.8)

Так как степень сжатия оказалась меньше 11, то система одноступенчатая.

Если степень сжатия окажется больше 11, то применяют двухступенчатую систему (используют два компрессора). Для дальнейших расчетов в этом случае задаются промежуточным давлением   и рассчитывают 2 ступени сжатия: , .

Находим удельную работу при идеальном (изоэнтропном) процессе сжатия:

; (3.9)

кДж / кг.

Определяем внутреннюю работу компрессора на единицу расхода рабочего агента:

; (3.10)

кДж / кг.

Определяем удельные подвод и отвод теплоты на один килограмм хладагента в отдельных элементах установки.

Удельное количество теплоты, подведенной к рабочему телу в испарителе, то есть удельная массовая холодопродуктивность рабочего тела в цикле рассчитывается по формуле:

; (3.11)

кДж / кг.

Удельное количество теплоты, отведенной от конденсатора:

; (3.12)

кДж / кг.

Удельный отвод теплоты в охладителе:

; (3.13)

кДж / кг.

В процессе дросселирования теплота не отводится и не подводится, то есть .

Составляем энергетический баланс системы. Количество теплоты, подведенной к системе, должна равняться количеству теплоты, отведенной от системы:

; (3.14)

169 = 169 кДж / кг.

Энергетический баланс сходится.

Находим теоретический холодильный коэффициент цикла по формуле:

; (3.15)

Находим массовый расход рабочего тела, необходимый для обеспечения заданной холодопродуктивности:

, (3.16)

де – холодопродуктивность всей установки; по исходным данным кВт.

кг / с.

Необходимая объемная продуктивность по условиям всасывания:

, (3.17)

где – удельный объем хладагента в точке 1.

м³ / с.

Если система двухступенчатая, то необходимо рассчитать два значения объемной продуктивности: ; ( – удельный объем хладагента в точке с промежуточным значением давления).

Суммарный объем, описываемый поршнем за единицу времени находим по формуле:

, (3.16)

где – коэффициент подачи компрессора. Находим как функцию от степени повышения давления по графику, изображенному на рис. 3.3. .

м³ / с.

Для двухступенчатой системы рассчитывают два значения коэффициента подачи компрессора (для двух компрессоров) и соответственно два значения суммарного объема, описываемых поршнем за единицу времени та .

По величине м³/с = 655,2 м³/час выбираем холодильный поршневой компрессор (приложение 1), у которого теоретическая объемная продуктивность м³/час = 0,19 м³/с.

Рис. 3.3 – График зависимости коэффициента подачи компрессора от степени сжатия .

Действительная объемная продуктивность компрессора:

; (3.17)

м³ / с.

Массовый расход выбранного компрессора:

; (3.18)

кг / с.