4.6 Расчет цикла холодильной машины и подбор компрессора

Количество тепла, переданного из охлаждаемого объекта одному килограмму холодильного агента в испарителе или массовая холодопроизводительность агента, q₀, кДж/кг, в цикле

. (20)

Удельная работа адиабатического сжатия паров холодильного агента в компрессоре, , КДж/кг

. (21)

Удельная теплота, отведенная от холодильного агента в конденсаторе,

q _к, кДж/кг

. (22)

Холодильный коэффициент цикла

(23)

Масса холодильного агента , G_ха, кг/с, циркулирующего в системе холодильной машины, определяется по формуле

(24)

Действительная объемная производительность компрессора, V , м³/с, определяется объемом пара, образующегося в испарителе и поступающего в цилиндры компрессора

, (25)

где v₁ – удельный объем паров холодильного агента, всасываемых компрес-

сором, м³/кг.

Значение определяется по термодинамической диаграмме для контрольной точки 1 холодильного цикла (таблица 2).

Необходимый действительный объем цилиндров, V_h, м³/с, который должен обеспечить работающий компрессор в единицу времени для холодильного цикла, определяется по формуле

, (26)

где – коэффициент подачи компрессора.

Коэффициент учитывает все объемные потери в работе действительного компрессора. Значение принять по графику на рисунке 11 по отношению давлений P _к / P₀ цикла.

Кривая 1 - аммиачный компрессор; кривая 2 - фреоновый компрессор

Рисунок 11 - График коэффициентов подачи

Кривая 1 - аммиачный компрессор; кривая 2 - фреоновый компрессор

Рисунок 12 - График индикаторных КПД

Теоретическая мощность, затрачиваемая в цилиндрах компрессора на адиабатическое сжатие паров холодильного агента, N _т, Вт, равна:

(27)

На осуществление действительного процесса сжатия компрессором паров холодильного агента затрачивается больше энергии, чем требуется теоретически. Особенно сильное влияние на энергетические потери оказывают теплообмен в цилиндрах и гидравлические сопротивления в газовом тракте. Действительная (индикаторная) мощность, затрачиваемая в цилиндрах компрессора, N_i, Вт, рассчитывается по формуле:

, (28)

где - индикаторный коэффициент полезного действия.

Значения следует принять из графика на рисунке 12.

Величиной выражают энергетические потери от теплообмена в цилиндрах и от сопротивления в клапанах при всасывании и нагнетании, однако он не учитывает потерь на трение в движущихся частях компрессора и работу масляного насоса.

Поэтому, эффективная мощность N_e, Вт, которую необходимо подвести к валу компрессора от электродвигателя, составит:

, (29)

где - механический КПД компрессора.

Величина учитывает потери на трение и работу масляного насоса, значение принять 0,8.

Необходимую мощность электродвигателя, N_э, Вт, для приведение в действие компрессора при непосредственном приводе, определяют по формуле

, (30)

где - КПД электродвигателя.

Значение принять 0,8 … 0,9.

По значениям V_h и N_э подбирают марку компрессора по паспортным данным (приложение Д).