Задача 1. Рассчитать схему аммиачной одноступенчатой компрессионной холодильной установки при следующих исходных данных:

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Рассчитать схему аммиачной одноступенчатой компрессионной холодильной установки при следующих исходных данных:

холодопроизводительность Q _о = 0,9*10­³ кВт

температура рассола

на входе в испаритель t _р1 = -13 ^о С,

на выходе из испарителя t _р2 =-18, ^о С;

температура охлаждающей воды

на входе в конденсатор t _в1 =20

на выходе из конденсатора t _в2 28, ^о С.

Для переохлаждения жидкого аммиака на Dt _пер = 10 ^о С используется артезианская вода с температурой на входе в охладитель t _ав1 =10 ^о С

Внутренний относительный КПД компрессора h _i =0,84

Электромеханический КПД компрессора h _эм =0,88

 

Рассчитать схему, означает, что нужно определить, в первую очередь, параметры хладагента (ХА) в характерных точках цикла с помощью фазовых диаграмм или по таблицам теплофизических свойств агента. Затем нужно определить расход ХА, тепловые нагрузки отдельных агрегатов установки (конденсатора, испарителя), расход электроэнергии на привод компрессора, а также холодильный коэффициент.

Задаваясь значениями меньшей разности температур греющей и нагреваемой сред в испарителе Dt _и = 5 ^оС и конденсаторе Dt_к = 5 ^оС, определяются температуры испарения и конденсации

t_o = t_p2 - Dt_и =-18-5=-23 ^оС

t_к = t_в2 + Dt_к =28+5=33 ^оС

С учетом заданного переохлаждения жидкого аммиака температура его после охладителя t_3¢ = t_к - Dt_пер.=33-10=23 ^оС

По значениям t_o, t_к и t_3¢ строят цикл работы КХУ на одной из диаграмм (T,s) и находят параметры ХА в характерных точках цикла.

i_к(з) =335 кДж/кг; i₃^/ =i₄=293 кДж/кг;

i₁ =1417 кДж/кг; i₂^/ = 1709 кДж/кг.

Для определения положения точки 2 действительного сжатия в компрессоре находится энтальпия ХА на выходе из компрессора с учетом внутреннего относительного КПД h _i.

где – удельная работа компрессора при изоэнтропном сжатии (1-2¢)

=1709-1417=292 кДж/кг

Тогда: i₂ = 1417+ 292/0,84=1764 кДж/кг

Удельная внутренняя работа компрессора

=1764-1417=347 кДж/кг

Удельные тепловые нагрузки, кДж/кг

- испарителя =1417-293=1124 кДж/кг;

- конденсатора = 1764-335=1429 кДж/кг;

- охладителя =335-293=42 кДж/кг.

Осуществляется проверка решения по I закону термодинамики. Энергетический баланс установки на 1 кг ХА

347+1124=1471 кДж/кг;

=1429+42=1471 кДж/кг.

 

Далее расчет КХУ осуществляется по формулам:

- массовый расход ХА, кг/с

=900/1124=0,8 кг/с

- объемная производительность компрессора, м ³ /с

= 0,8­­ ^. 0,98=0,784м ³ /с

где v ₁ – удельный объем ХА в точке 1, м ³ /кг, находится по диаграмме и, в данном случае, равен 0,98 м ³ /кг

- полная нагрузка конденсатора, кВт

=0,8 ^. 1429=1143 кВт

- полная нагрузка охладителя

=0,8 ^. 42=33,6

- электрическая мощность компрессора, кВт

=347 ^. 0,8/(0,88)=315

- холодильный коэффициент

=1124^. 0,84 ^. 0,88/292=2,8.