21 Холодильная техника

21.15 Паровая компрессионная холодильная машина (ПКХМ) работает по циклу 1-2-3-4-1, изображенному на рис.3.1 в диаграмме T-s. Холодопроизводительность машины Q₀, температура кипения в испарителе t_и, температура конденсации t_k. Рабочее тело (холодильный агент) – аммиак NH₃ или фреон-12  (имеющий химическую формулу CF₂Cl₂). Данные приведены в табл.3.1 и 3.2.

Рисунок 3.1 — Теоретический цикл парокомпрессионной холодильной машины

Таблица 3.1 – Исходные данные

Таблица 3.2 – Исходные данные

Определить:

1) параметры p, t и h в характерных точках цикла, а также удельный объем в точке 1  υ₁;

2) удельную холодопроизводительность q₀;

3) удельную работу компрессора l_k;

4) количество теплоты, отводимой в конденсаторе, q_k;

5) массовый расход холодильного агента m;

6) теоретическую мощность компрессора N;

7) тепловую нагрузку конденсатора Q_k;

8) объемную производительность компрессора V;

9) холодильный коэффициент ε;

10) холодильный коэффициент обратного цикла Карно для того же интервала температур ε_k;

11) уменьшение величины удельной холодопроизводительности Δq₀ за счет использования дроссельного вентиля вместо детандера; изменение холодильного коэффициента Δε, если температуру кипения повысить на 10ºC;

13) во сколько раз больше теплоты для отопления можно получить с помощью данной ПКХМ, используемой в качестве теплового насоса, по сравнению с электрическим обогревателем, если на привод компрессора и электрический обогреватель затрачивается одинаковая мощность.

Значения параметров занести в таблицу. В графической части изобразить принципиальную схему ПКХМ и ее цикл в lgp-h — диаграмме.

21.18 Произвести тепловой расчет и подбор компрессора по теоретической объемной подаче для одноступенчатой холодильной установки по данным, приведенным в табл.1. Изобразить цикл холодильной машины в тепловой T-s или lgp-i диаграмме и определить параметры точек, необходимые для расчета.

При решении задачи принять:

1 объемное мертвое пространство компрессора с=5%, Δр_вс=0,005 МПа; Δр_н=0,01 МПа;

2 подбирать необходимо не менее двух компрессоров.

Таблица 1.1 — Исходные данные для решения задачи

21.19 Произвести тепловой расчет и подбор двухступенчатых агрегатов по теоретической объемной подаче, определить параметры узловых точек цикла по данным, приведенным в таблице 2.1.

При решении задачи необходимо выбрать цикл двухступенчатого сжатия с полным промежуточным охлаждением пара и змеевиком в промежуточном сосуде. Температуру пара на всасывающей стороне компрессора высокой ступени принять на 5-10ºC выше промежуточной температуры t_пр, температуру жидкого аммиака, выходящего из змеевика промежуточного сосуда t_пзм — на 3-4ºС выше t_пр, t=t₀+t_вс. параметры узловых точек цикла внести в таблицу.

Таблица 2.1 — Исходные данные

21.20 Цикл воздушно – компрессорного холодильника

1.4.1. Вычертить принципиальную схему воздушно – компрессорной холодильной установки, обозначить позициями и записать наименование ее основных элементов.

1.4.2. Вычертить без масштаба цикл воздушно – компрессорной холодильной установки в υ-р и s-T — координатах, обозначить узловые точки цикла в следующей последовательности:

1-2 – изоэнтропное сжатие в компрессоре;

2-3 – изобарное охлаждение в теплообменнике;

3-4 – изоэнтропное расширение в детандере;

4-1 – изобарное нагревание в холодильной камере.

1.4.3. Рассчитать идеальный цикл воздушно – компрессорной холодильной установки, определив неизвестные температуры в узловых точках цикла, тепловую мощность, передаваемую воде в теплообменнике, расход воздуха, теоретическую потребляемую мощность и холодильный коэффициент.

1.4.4. Исходные параметры воздуха и хладопроизволительность установки принять по табл. 1.4.

Таблица 1.4 – Исходные данные для расчета цикла воздушно – компрессорного холодильника