6.Побудова в Іq р-і діаграмі циклу холодильної машини та його розрахунок

Для побудови холодильного циклу визначаємо температурний режим ци­клу.

По температурі зовнішнього повітря t визначаємо температуру конден­сації холодоагенту t у повітряному конденсаторі. Температура конденсації

tвище температури зовнішнього повітря t на 8... 12°С.

t= t+ (8…..12) ,(6.1)

t= 32 + 8 = 40 °С.

За значеннями температури конденсації t=40 °С і температури кипіння t= -9°С по Іgр-і діаграмі визначаємо тиск конденсації Р_к=1 тиску кипіння P=021.

За знайденим значенням тиску конденсації Р_к= сonst і тиску кипіння P=сonst холодоагенту робимо перевірку на кількість студеней стиску холодоа­генту в холодильній машині.

При Р_к / P>9 переходять до двоступінчастого стиску.

Приймаємо одноступеневе стиснення.

Для побудови характерних точок циклу холодильної машини в Іgр-і діаг­рамі визначаємо:

• температуру всмоктування t _вс пари холодоагенту в компресор з урахуван­ням перегріву;

• температура переохолодження t рідкого холодоагенту перед дроселю­ванням.

• температура всмоктування пари холодоагенту в компресор t _вс на 15... З 0°С вище, температури кипіння tхолодоагенту у випарнику.

t _вс = t+ (15…30)(6.2)

З формули 6.2 визначимо:

t _вс = -9+ 29 = 20 °С

Температура переохолодження рідкого холодоагенту перед дроселюванням на 3...6 С нижче температури конденсації.

t=t-(3…6),(6.3)

t= 40 – 5 =35°С.

По температурному режимі будуємо цикл холодильної маши­ни в lgр-і діаграмі для холодоагенту і визначаємо значення параметрів холодоагенту в характерних точках циклу.

Рисунок 6.1 - Цикл холодильної машини в 1gр-і діаграмі

Лінія (4-1) - ізотермічний і ізобарний процес кипіння холодоагенту у ви­парнику;

лінія (1-1^) - ізобарний перегрів пари холодоагенту на всмоктуванні в

компресор;

лінія (1^∙-2) - адіабатний процес стиску холодоагенту в компресорі;

лінія (2-2') - ізобарний процес охолодження перегрітої пари до сухої на­сиченої пари в конденсаторі;

лінія (2'-3) - ізотермічний і ізобарний процеси конденсації холодоагенту в конденсаторі;

лінія (3-3') - ізобарний процес переохолодження рідкого холодоагенту перед дроселюванням;

лінія (3'-4) - ізоентальпнй процес дроселювання рідкого холодоагенту.

На перетині ізобари конденсації Р_к= сonst зі шкалою тиску визначаємо тиск конденсації холодоагенту. Використовуючи ізотерми й ізобари кипіння і конденсації, будуємо цикл холодильної машини.

У теоретичному циклі холодильної машини після кипіння у випарнику холодоагент знаходиться в стані сухої насиченої пари при температурі кипіння t= сonst і тиску кипіння P=сonst.

На перетині ізотерми t= сonst і ізобари кипіння P=сonst з верхньої гра­ничної кривої (х=1) знаходимо точку 1 що відповідає параметрам холодоагенту після кипіння у випарнику.

У компресор всмоктується перегріта пара холодоагенту при тиску кипін­ня P=сonst і температурі всмоктування І_вс = сonst.

Знаходимо значення температури всмоктування І_вс = соnst на верхній гра­ничній кривій (х = 1) і на перетині ізотерми всмоктування t_сd= соnst, що в обла­сті перегрітої пари зображується падаючої кривої з ізобарою кипіння P=сonst наносимо точку 1', що відповідає параметрам холодоагенту на всмок­туванні в компресор.

Процес дроселювання рідкого холодоагенту здійснюється при постійній ентальпії i = const від тиску конденсації Р_к = const до тиску кипіння холодоаге­нту P=сonst.

З точки З' проводимо ізоентальпу дроселювання і=const, що зображу­ється вертикальною прямою до перетину з ізобарою кипіння P=сonst і ізотер­мою кипіння to = const в області вологої пари і наносимо точку 4, що відповідає параметрам холодоагенту наприкінці процесу дроселювання і на вході холодо­агенту у випарник.

Процес кипіння рідкого холодоагенту у випарнику протікає при постійній температурі кипіння t₀ = const і тиску кипіння P=сonst,на діаграмі цей процес зображується ізотермою і ізобарою кипіння.

Визначимо параметри холодоагенту у характерних точках та їх значення заносимо до таблиці 6.1.

Таблиця 6.1 - Параметри холодоагенту у характерних точках циклу

Параметри	t,°С	P , MПa	I ,кДж/кг	V, м3 /кг
1	-9	0,21	395	0,095
1’	+20	0,21	418	0,108
2	+71	1,0	453	0,025
. 2’	+40	1,0	420	0,02
3	+40	1,0	258	−
3’	+35	1,0	250	−
4	-9	0,21	250	−

1. Питома масова холодопродуктивність холодоагенту,кДж/кг:

q= i ₁ - i ₄ , (6.4)

q= 395 – 250= 145 кДж/кг.

2. Масовий видаток холодоагенту, кг/год:

(6.5)

=445,47кг/год.

3. Питома робота компресора, кДж/кг:

l_k = i ₂ - i ₁, (6.6)

l_k =455– 425 =30 кДж/кг.

4. Теоретична потужність компресора, Вт:

N₁ =, (6.7)

N₁ == 4293,75 Вт.

5. Питоме теплове навантаження на конденсатор, кДж/кг :

q_k = i ₂ - i _3, (6.8)

q_k =453 -258= 195 кДж/кг .

6. . Теплове навантаження на конденсатор, Вт:

Q_k =,(6.9)

Q_k ==24129,63 Вт.

6. .Об’ємний видаток холодоагенту через компресор, м³/год:

V_ecм = M_хол , (6.10)

V_ecм = 445,47∙0,108 = 48,11 м³/год.

8. Об'ємний видаток холодоагенту через конденсатор, м³/год:

V_k = M_хол , (6.11)

V_k = 445,47 ∙ 0,025 = 11,14 м³/год.