Задание 2. Рассчитать схему одноступенчатой компрессионной холодильной установки, работающей на фреоне R134а

Рассчитать схему одноступенчатой компрессионной холодильной установки, работающей на фреоне R134а. Определить параметры в характерных точках схемы, тепловые нагрузки аппаратов, мощность компрессора, холодильный коэффициент и КПД установки. Установка работает с регенеративным теплообменником (см. рисунок). Холодопроизводительность установки 7 кВт, температура охлаждаемого воздуха на входе в испаритель t_н1 =-20 ⁰С, на выходе t_н2 =-26 ⁰С. Температура охлаждающей воды на входе в конденсатор t_в2 = 20 ⁰С, и на выходе из него t_в1 = 25 ⁰С. Конечная разность температур в испарителе ∆ t_и = 4 ⁰С, в конденсаторе ∆ t_к = 5 ⁰С, на теплом конце регенеративного теплообменника ∆ t_РТ = 20 ⁰С, Внутренний адиабатный и электромеханический КПД компрессора соответственно равны h_i = 0, 8, h_эм = 0, 9.

Км – компрессор; К – конденсатор; РВ – регулирующий вентиль; И –испаритель; РТ – регенеративный теплообменник.

1. Расчетная температура и давление испарения:

Этой температуре соответствует давление испарения Р₀ = 0, 85 бар.

2. Расчетная температура конденсации:

Этой температуре соответствует давление конденсации Р_к = 7, 8 бар.

3. Принимая разность температур на теплом конце регенеративного теплообменника равной 20 ⁰С, определим температуру паров хладагента перед компрессором:

4. По T, s или lg p-i диаграмме находим параметры рабочего агента в характерных точках цикла и заносим их в таблицу.

 

		2’
t, 0C					-10	-30	-30
P, бар	0, 85	7, 8	7, 8	7, 8	7, 8	0, 85	0, 85
i, кДж/кг
v, м3/кг		0, 27

Параметры в точке 4 находим по тепловому балансу регенеративного теплообменника:

, откуда кДж/кг.

5. Энтальпия хладагента на выходе из компрессора с учетом потерь в компрессоре (сжатие не при s=const):

кДж/кг.

6. Удельная тепловая нагрузка испарителя:

кДж/кг.

7. Удельная внутренняя работа компрессора:

кДж/кг.

8. Удельная тепловая нагрузка конденсатора:

кДж/кг.

9. Массовый расход хладагента:

кг/с.

10. Объемная производительность компрессора:

м³/с.

11. Тепловая нагрузка конденсатора:

кВт.

12. Удельная работа компрессора:

кДж/кг.

13. Электрическая мощность компрессора:

кВт.

14. Холодильный коэффициент

.

15. Коэффициент работоспособности холода при средней температуре охлаждаемого воздуха К и температуре окружающей среды 293 К.

16. Эксергетический КПД установки с учетом потерь эксергии в испарителе (по воздуху):

17. Коэффициент полезного действия установки по хладагенту:

Здесь