Исходные данные для расчёта.
- холодопроизводительность машины Qo = 1,05 кВт;
- вид хладагента: фреон 22 (R22);
- температура кипения to = -19 С;
- температура конденсации tK0H = 25 С;
- Температура перегрева: tBC =to+ (5...10)°C = -19+7 = -12°С.
Температура переохлаждения: tn = tKOH -(3...5)°С = 25 - 4 = 21°С
Рис. 15. Термодинамический цикл работы холодильной машины на хладагенте R22.
Определим основные параметры в узловых точках цикла.
i1 = 695 кДж/кг; p1 = 2,6 • 105 Па;
i1/ = 700 кДж/кг; р1/ = 2,6 •105 Па; V1/ = 0,095 кг/м3;
i2 = 737 кДж/кг; р2 = 11,6 • 105 Па;
i3 = 711 кДж/кг; р3= 11,6 • 105Па;
i3/ = 528 кДж/кг; р3/ = 11,6 • 105 Па;
i3// = 528 кДж/кг; р3// = 9,5•105 Па;
i4 = 528 кДж/кг; р4 = 2,6 • 105 Па.
Удельная массовая холодопроизводительность q0, кДж/кг:
qo = i1/ - i4 = 700 - 528 = 172 кДж/кг.
Удельная объёмная холодопроизводительность qv;
qv = q0/ V1/ =172/0,095= 1810,53 Дж/кг.
Определим массу хладагента, циркулирующего в системе М, кг/с:
М = Qo/qo = 1,05/172 = 0,006105 кг/с.
Объём паров хладагента, всасываемого компрессором в единицу времени V, м3/с:
V = М• V1/ = 0,006105 • 0,095 = 0,5799 л.
Объём, описываемый поршнями компрессора Vс:
Vc = V/λ = 5,7998 • 10-4 /0,77 = 7,532 • 10-4 м3/с.
Где λ - коэффициент подачи компрессора, учитывающий объёмные потери в действительном процессе сжатия. Этот коэффициент зависит от отношения давлений Рк/Ро
Рк/Р0 = 11,6/2,6 = 4,46; λ = 0,77.
По величине Vc подбирают компрессор.
Удельная работа, затраченная на сжатие 1 кг хладагента 1:
i = i2 – i1/ = 737 - 700 = 37 кДж/кг.
Теоретическая мощность, затраченная на сжатие всей массы хладагента NT:
NT = M • 1 = М • (i2 – i1/) = 0,006105 • 37 = 0,2259 кВт.
Индикаторная мощность Ni:
Ni = NT/ ηi = 0,2259 / 0,77 = 0,2934 кВт.
где ηi; — индикаторный к.п.д. компрессора, зависит от отношения давления Рк / Ро определяется по графику.
Эффективная мощность компрессора Ne:
Ne = Ni / ηм = 0,2931 / 0,85 = 0,3448 кВт.
где ηм - механический к.п.д. компрессора. Для компрессоров средней и малой холодопроизводительности — 0,85.
Мощность электродвигателя, приводящего в действие компрессор, N3JI:
Nэл=Ne/( ηп• ηэл)= 0,3448/(0,95•0,98)=0,3704 кВт
где ηп - к.п.д. передачи, принимается - 0,95;
ηэл — к.п.д. электродвигателя, принимается — 0,96.. .099. Тепловая нагрузка на конденсатор QK:
Qk = Qo + Ni=l,O5• 103 + 0,2931 • 103 = 1,343 кВт.
Определим холодильный коэффициент:
ε = q0/I =172/37 = 4,649