Рассчет схемы двухступенчатой парокомпрессионнй холодильной машины

Рассчитать цикл двухступенчатой парокомпрессионной холодильной машины с полным промежуточным охлаждением и переохлаждением жидкости высокого давления в змеевике промежуточного сосуда (рис. 2) по следующим исходным данным: холодопроизводительность температура кипения , температура конденсации , холодильный агент в холодильной машине - аммиак R-717.

	Рис. 1. Цикл одноступенчатой холодильной машины.
		Рис 2. Цикл одноступенчатого теплового насоса

Рис. 2. Схема и теоретический цикл двухступенчатой холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом и полным промежуточным охлаждением

Решение.

Используя P-h диаграмму R-717 или таблицы состояния R-717 на линии насыщения [ 2 ] по заданным значениям и , находим давления кипения и конденсации:

Промежуточное давление (давление в промежуточном сосуде):

(2.1)

Температуру на выходе из промежуточного холодильника принимаем равной температуре конденсации:

Используя P-h диаграмму R-717 или таблицы состояния R-717 на линии насыщения [ 2 ] по значению , находим температуру в промежуточном сосуде:

.

Температуру на выходе из змеевика промежуточного сосуда принимаем на пять градусов выше температуры в промсосуде:

(2.2)

Используя P-h диаграмму R-717, находим параметры рабочего тела в узловых точках цикла и заносим их в таблицу 2.

Таблица 2

Nт.
P	0,13	0,39	0,39	0,39	1,17	1,25	0,39	0,39	1,17	0,13
t	-30			-2,5			-2,5	-2,5	2,5	-30
h
S	9,2	9,2	9,1	8,84	8,84	-	4,7	-	-	4,3
	0,9	0,38	0,36	0,32	0,135	-	0,04	-	-	0,1

При построении цикла необходимо руководствоваться следующим:

точка 1 находится на пересечении изобары с линией насыщенного пара;

точка 2 находится в области перегретого пара на пересечении изобары с изоэнтропой S₂=S₁;

точка 3 находится в области перегретого пара на пересечении изобары с изотермой t₃=t_к;

точка 4 находится на пересечении изобары с линией насыщенного пара;

точка 5 находится в области перегретого пара на пересечении изобары с изоэнтропой S₅=S₄;

точка 6 находится на пересечении изобары с линией насыщенной жидкости;

точка 7 находится в области влажного пара на пересечении изобары с изоэнтальпой h₇=h₆;

точка 8 находится на пересечении изобары с линией насыщенной жидкости;

точка 9 находится в области переохлажденной жидкости на пересечении изобары с изотермой ;

точка 10 находится в области влажного пара на пересечении изобары с изоэнтальпой h₁₀=h₉.

Произведем расчет цикла.

Удельная холодопроизводительность цикла:

(2.3)

Удельная адиабатная работа компрессоров:

(2.4)

Удельная тепловая нагрузка конденсатора:

(2.5)

Массовый расход холодильного агента в компрессорах:

(2.6)

Объемная производительность компрессоров по условиям всасывания:

(2.7)

Расчетная тепловая нагрузка конденсатора:

(2.8)

Теоретическая мощность компрессоров:

(2.9)

Степень повышения давления в компрессорах:

π₁= / =0,39/0,13=3 (2.10)

π₂= / =1,17/0,39=3

По графикам (рис.2.2, рис.2.3, стр.106 [ 4 ]) определяем коэффициент подачи и индикаторный КПД компрессоров:

λ=0,82; η_i=0,81 (2.11)

Теоретическая объемная производительность компрессоров (объем, описываемый поршнями):

(2.12)

Индикаторная мощность компрессоров:

(2.13)

Мощность трения:

(2.14)

Эффективная мощность компрессоров:

(2.15)

Принимая КПД электродвигателя определяем мощность электродвигателя:

(2.16)

Теоретический холодильный коэффициент цикла:

(2.17)

Действительный холодильный коэффициент холодильной машины:

(2.18)