Побудова циклу та розрахунок одноступеневої холодильної машини, розрахунок та вибір компресора Аміачна холодильна машина з переохолодженням холодоагента перед регулювальним вентилем

Схема машини показана на рис.8.8, а її робочий цикл, вписаний у діаграми

T-S та lgр-h – на рис 8.9.

Теоретичний цикл будують у такій послідовності:

1. Наносять на діаграму lgp-h (додатки 4 чи 5) ізотерми t₀, t_к, t_вс, t_по, t_рв.

2. За температурами t₀ та t_к за діаграмами lgp-h чи таблицями властивостей визначають значення тисків кипіння та конденсації холодильного агента р₀ та р_к та наносять на діаграму відповідні ізобари.

3. На перетині ізотерми t₀ з граничною кривою х=1 знаходять точку 1^’ стану насиченої пари на виході з випарника.

4. На перетині ізотерми t_вс з ізобарою р₀ знаходять точку 1 стану перегрітої пари, що всмоктується компресором.

Рис. 8.8. Одноступенева ХМ з переохолодником (принципова схема):

В – випарник; ВР – віддільник рідини;

КМ – компресор; КД – конденсатор;

ПО – переохолодник; РВ – регулювальний вентиль

5. На перетині лінії адіабатного (ізоентропійного) стискання пари, проведеної з точки 1, з ізобарою р_к знаходять точку 2 стану стиснутої пари в нагнітальному патрубку компресора.

6. На перетині ізотерми t_по з ізобарою p_к знаходять точку 3 стану рідкого холодоагента на виході із конденсатора.

7. На перетині ізотерми t_рв з ізобарою p_к знаходять точку 4 стану рідкого холодоагента після переохолодника перед РВ.

8. На перетині лінії ізоентальпійного дроселювання холодоагента, що проведена із точки 4, з ізобарою p₀ знаходять точку 5 стану вологої пари холодоагента після РВ.

а б

Рис.8.9. Побудова циклу одноступеневої холодильної машини у діаграмах: а – T-S; б – lgр-h

Процеси, зображені на діаграмах: 1-2 – адіабатне стиснення в теоретичному компресорі; 2-3 – процес відведення теплоти в конденсаторі; 3-4 – процес відведення теплоти в переохолоднику; 4-5 – процес дроселювання в регулювальному вентилі; 5-1^’ – процес підведення теплоти у випарнику

Хладонова холодильна машина з регенеративним теплообмінником

Всі вузлові точки теоретичного циклу, за винятком точки 4, будуються так само, як і в п.4.1.

Cхема машини та її робочий цикл, вписаний в діаграми T-S та lgр-h, показані на рис.8.10. та 8.11.

Особливості побудови точки 4 такі. На відміну від розрахунку холодильної машини з переохолодником, коли задається температура холодоагента в точці 4 рівна t_рв, у даній схемі ця температура невідома. Стан холодоагента в точці 4 потрібно визначити із рівняння теплового балансу регенеративного теплообмінника, нехтуючи втратами в навколишнє середовище.

, кДж/кг.

На діаграмі точка 4 міститься на перетині ізобари p_к та ізоентальпи h₄=const.

Рис.8.10. Схема холодильної машини з регенеративним теплообмінником:

В – випарник; КМ – компресор; КД – конденсатор; РТ – регенеративний теплообмінник; РВ – регулювальний вентиль

При цьому приймається, що точка 1’ знаходиться на правій пограничній кривій (суха насичена пара), а положення точки 1 (всмоктування холодильного агента у компресор) визначається за температурою холодильного агента після РТО. Температуру на всмоктуванні приймають за величиною недорекуперації, яка може бути врахована коефіцієнтом корисної дії РТО – :

.

Значення коефіцієнта залежить від виду холодильної машини і приймається рівним: для низькотемпературних холодильних машин – 0,5…0,65; для середньотемпературних – 0,65…0,8; для високотемпературних – 0,8…0,9.

Побудувавши на діаграмі точку 1 (міститься на перетині ізобари p₀ та ізотерми t₁=const), знаходимо значення ентальпії h₁.

Після побудови циклу ХМ, що відповідає заданому холодоагенту (ХА) в діаграмі lgp-h, значення параметрів стану холодоагента у всіх вузлових точках потрібно звести в табл.6.7.

Таблиця 8.18

Параметри		Точки
	1’	1	2	2р	3	4	5
t, C
р, МПа
h, кДж/кг
, м3/кг
Стан ХА

У графі “Стан ХА” потрібно вказати, в якому із наступних станів перебуває холодильний агент: насичена пара, насичена чи переохолоджена рідина, волога чи перегріта пара.

а б

Рис.8.11. Побудова циклу одноступеневої холодильної машини з регенеративним теплообмінником у діаграмах:

а – T-S; б – lgр-h. Процеси, зображені на діаграмах: 1-2 – адіабатне стискання в теоретичному компресорі; 2-3 – процес відведення теплоти в конденсаторі; 3-4 та 1’-1– процес теплообміну в регенеративному теплообміннику; 4-5 – процес дроселювання в регулювальному вентилі; 5-1 – процес підведення теплоти у випарнику