Рис. 5.1. Схема холодильної машини АРВ.

6. Побудова холодильного циклу в діаграмі Lg р-і

Метою побудови холодильного циклу є отримання даних для розрахунку елементів холодильної машини: компресора, конденсатора, теплорегулюючого вентиля та випаровувача.

як правило, для охолодження холодоагенту у конденсаторі використовується зовнішнє повітря. тому температура конденсації холодоагенту повинна бути більшою на 10¸15°С.

, (6.1)

де t_з – зовнішня температура поітря, ⁰ С.

На підставі відомої температури холодоагенту у випаровувачі t₀ =-10,5⁰ Сзнаходимо тиск у останньому Р₀ =0,19 МПа, за відомою температурою конденсації t_к =39⁰ С знаходимо тиск конденсації Р_к =0,95 МПа. Проводимо на діаграмі ізобари Р₀ =const та P_к =const. Оскільки у випаровувачі холодоагент кипить, то на виході з нього пара буде вогкою (тобто міститиме у собі частки не випаруваного холодоагенту). Тому точка 1¢, яка відповідає параметрам пари на виході з випарника, знаходиться на перетині ізобари Р₀ =const та лінії міри сухості X₁ =const (X₁ - ступінь сухості парів холодоагенту на виході з випаровувача, звичайно вона дорівнює X₁ =0,96¸0,98).

На шляху від випаровувача до компресора пара холодоагенту нагрівається та стає сухою перегрітою. Величина перегрівання Dt_пер залежить від місця розташування випаровувача і складає 3¸5^° С. Тоді точка 1, яка характеризує параметри холодоагенту на вході у компресор, знаходиться на перетині ізобари Р₀ =const та ізотерми t₁ =t₀ +Dt_пер =-10,5+5=-5,5⁰ С. Стиск пари холодоагенту в компресорі приймаємо адіабатним (S=const). Точка 2, відповідна параметрам холодоагенту на виході з компресора (тобто на вході у конденсатор), знайдеться на перетині адіабати, проведеної з точки 1 та ізобари P_к =const. У конденсаторі при незмінному тиску пара холодоагенту охолоджується і, як тільки їхня температура дорівнюватиме температурі конденсації (точка 2), почнеться перетворення пари у рідину аж до повної конденсації (точка 3¢). Для отримання сталої рідинної фази конденсатори проектують таким чином, щоб на виході з останнього холодоагент мав температуру завжди нижче температури конденсації (але завжди вище температури зовнішнього повітря)

t₃ =t_зов +(4¸5)^° С (5.1)

t₃ =29+ 5=34^° С

Точка 3, яка відповідає параметрам холодоагенту на виході з конденсатора, знаходиться на перетині ізобари P_к =const та ізотерми t₃ =const. Процес дроселювання йде без зміни тепловмісту холодоагенту, тому точка 4, яка відповідає параметрам холодоагенту на вході до випаровувача, знаходиться на перетині ізобари Р₀ =const та ізоентальпи i₃ =const.

На підставі побудованого циклу ПКХМ знаходимо такі дані, що необхідні для розрахунку елементів холодильної машини:

· питома холодопродуктивність 1 кг пари холодоагенту, кдж/кг

q₀ =i₁ -i_4, (5.2)

де i1,i4 – відповідна ентальпія холодоагенту;

q₀ =i₁ -i₄ =553-432=121 кДж/год

· кількість холодоагенту, що циркулює в системі, кг/год

, (5.3)

де Q0 – холодопродуктивність однієї холодильної машини;

· питомий об¢єм холодоагенту на вході в компресор v_ха.1 , м³ /годвизначаємо по діаграмі (ізохора, яка проходить через точку 1). v_ха.1 = 0,083 м³ /год.

· об¢єм холодоагенту, що всмоктується в компресор в одиницю часу, м³ /год

V_ха =М_ха * v_ха1 (5.4)

V_ха =419,14*0,083=34,8 м³ /год

· питома робота стиску в компресорі, кдж/кг

l_к =i₁ -i₂ (5.5)

l_к =553-580= - 27 кДж/кг

· холодильний коефіцієнт

(5.6)