Тепловий розрахунок одноступеневої холодильної машини та підбір компресора

Можливості використання одноступеневих компресорів обмежуються температурою нагнітання (температурою холодоагенту в кінці стиснення)), яка не повинна перевищувати 140-160⁰ С, і різницею тисків нагнітання і всмоктування р_к-р₀ =1,37 МПа.

По заданому температурному режиму, діаграмі Т-S або lq p-і будують цикл і визначають параметри холодоагенту в різних вузлових точках, використовуючи таблиці насиченої пари.

1) Визначають питому холодопродуктивність (кДж/кг) холодоагенту q₀=і₁-і₄.

2) Знаходять масову витрату пари, - дійсну масову подачу компресора або кількість холодоагенту, що циркулює (кг/с) G= Q₀ / q₀, де Q₀ – навантаження на компресор з обліком втрат, кВт.

3) Визначають об’ємну втрату пари, - об’ємну подачу компресора або дійсний об’єм всмоктування (м³/с) V=G*u₁, де u₁ – питомий об’єм пари всмоктування, м³/кг.

4) По графіку (ІІ.19) знаходять коефіцієнт подачі компресора л в залежності від холодоагенту, ступеню стиснення р_к/р₀ і типу компресора.

5) Визначають об’єм, що описує поршень компресора (м³/с) V_h= V_д / л. По цьому об’єму підбирають по таблицях один або декілька компресорів відповідних розмірів. Кількість компресорів узгоджують з характером роботи установки, в основному зі ступенем рівномірності її навантаження. Якщо навантаження постійні, краще мати один компресор, при змінних навантаженнях – два і більше, що забезпечує відповідність холодопродуктивності реальним тепловим навантаженням.

6) Визначають теоретичну (адіабатну) потужність, що витрачається в компресорі (кВт):

N_т = (G*(i₂-i₁)).

7) Знаходять дійсну (індикаторну) потужність компресора (кВт): N_i=N_т /. Індикаторний к.к.д знаходять по графіках (рис. ІІ.22) або приймають в межах 0,62-0,80.

8) Підраховують ефективну потужність на валу компресора (кВт): N_е=N_і / _мех.

По ефективній потужності визначають потужність електродвигуна.

N_ел = (1,08--1,15) N_е / _{п ел}. При підборі електродвигуна потужність підраховують в режимі максимального навантаження і приймають 10-15% запас.

9) Визначають теплове навантаження в конденсатор, - тепловий потік в ньому, (кВт):

а) теоретичний по різниці ентальпій в циклі з обліком переохолодження в конденсаторі Q_k=G*(i₂-i₃), і без врахування переохолодження Q_k=G*(i₂-i₃^”);

б) дійсний з обліком втрат в процесі стиснення Q_к= Q₀+ N_і.

10) Визначають теоретичний холодильний коефіцієнт, або питому холодопродуктивність

Е_т= Q₀/ N_т, а також електричний холодильний коефіцієнт Е_е= Q₀/ N_ел.

Одноступеневий компресор можна підібрати по стандартній холодопродуктивності, яка є в технічній документації або по графіку залежності холодопродуктивності від температури кипіння (рис. ІІ.23).