6. Расчет цикла и подбор компрессора

Принципова схема холодильної установки, що працює по рекуперативному циклу.

Рисунок 3.1

РТО – рекуперативний теплообмінник;

РК (ТРВ) – регулюючий клапан (терморегулирюючий вентиль);

КМ – компресор;

КН – конденсатор;

В – випариник.

6.1. Визначення температур:

води на вході в конденсатор і на виході з нього:

.

.

конденсації холодоагенту:

.

рідкого холодоагенту на виході з конденсатора:

.

рідкого холодоагенту перед ТРВ:

.

кипіння холодоагенту у випарних апаратах:

.

холодоагенту на виході з випарних апаратів:

.

пара холодоагенту на виході з регенеративного теплообмінника , визначається по ентальпії з рівняння теплового балансу:

,

.

З діаграми h – lgP визначаємо = 2 .

За прийнятими температурами в діаграмі h – lgP будуємо робочий цикл холодильної установки і визначаємо параметри холодоагенту у вузлових точках циклу, які заносимо в табл. 6.1

Таблиця 6.1

Вузлові точки	Температура,	Тиск,	Ентальпія,	Питомий обсяг,
1	2	0.9	404	0.25
2	80	9.8	460	-
3	38	9.8	419	-
4	36	9.8	230	-
5	26	9.8	235	-
6	– 28	0.9	235	-
7	– 21	0.9	386	-

6/2 .Розрахунок та підбір одноступінчатого компресора:

холодопродуктивність :

q₀=i₇ – i₆ = 386-235 = 151 кДж/кг – питома масова холодопродуктивність.

б) об'ємна холодопродуктивність:

q_v=q₀/v₁ = 151/0,25 = 604 кДж/кг

Робота стиснення в компресорі:

l= i₂-i₁ = 460-404 = 46 кДж/кг

теоретичний холодильний коефіцієнт :

E_T= q₀/l = 151/46 = 3,282

Кількість холодоагенту, циркулюючого в системі:

G₀= Q₀/q₀ = 9,558/151=0,063 кг/с.

Обсяг парів холодоагенту, всмоктуваних компресором:

V₀= G₀ * V₁ = 0,063*0,25 = 0,016 м³/с.

Коефіцієнт подачі компресора:

λ = [1 – c ( – 1)] = [1 – 0,015 (10,9 – 1) ] 0,79 = 0,67 ,

де c – відносна величина мертвого обьему:

с = 0,015 ÷ 0,04 = 0,020 ,

– відношення тисків конденсації і кипіння,

– відношення температури кипіння і конденсації,

= 10,9 ,

= 0,79 .

Дійсний обсяг пару компресора

V_h= V₀ /λ = 0,016 /0,67= 0,024 м³/с

Теоретична(адіабатична) потужність компресора:

N_a = G_a l_a = 0,063 46 = 2,9, кВт

Індикаторна потужність компресора:

N_i = = 4,03, кВт

де індикаторний ККД компресора:

η_i = λ_ω + b₀ t₀ = 0,79 + 0,0025 (-28) = 0,72 ,

при λ_ω = = 0,79 , b₀ = 0,0025 .

Потужність, що витрачається на тертя:

N_тр = V_h P_тр = 0,024 40 = 0,96, кВт

де V_h – обсяг, що описується поршнем компресора:

V_h = 0,024 ,м³ / с

де P_тр = (0,3 ÷ 0,5) 10² , кПа; P_тр = 0,4 10² .

Ефективна потужність(потужність на валу компресора):

N_e = N_i + N_тр = 4,03 + 0,96 = 5 , кВт

Потужність, що підводиться до електродвигуна:

N_э = = 6,25, кВт

де η_эл.д – ККД електродвигуна, η_эл.д = 0,8 ,

η_пер – механічний ККД клиноремінної передачі; η_пер = 0,8.

Дійсний холодильний коефіцієнт:

E_д = = 1,5

Тепловий потік в конденсаторі:

Q_к = Q₀ + N_i = 9,6 + 4,03 = 13,63, кВт

За даними обчислень,обираємо компресор фірми Bitzer марки 4DC-5.2Y