Питома ексергія підведеної теплоти, кДж/кг

_xqo = q_o (T_нс / T_o - 1) = 50 (290 /260 – 1) = 5,77.

Ексергетичний ККД холодильної машини

h_е = _xqo/ _ц = 5,77/43 = 0,134.

Задача 10.1.2. Визначити потужність компресора, холодильний коефіцієнт, ексергетичні втрати і ексергетичний ККД холодильної машини, робочим тілом якої є хладон R12, якщо холодовидатність

Q_о = 214 кВт; температура в холодильній камері – 25^оС; температура навколишнього середовища 25^оС; величина недогріву в конденсаторі та випарнику q = 5^оС; ефективний ККД компресора 0,8 (рис.10.2).

Рисунок 10.2 – Схема парокомпресійної холодильної машини та її цикл на Р-h діаграмі: КМ – компресор; ВП – випарник; ДВ – дросельний вентиль; КН – конденсатор.

 

Розв’язування

Температура випаровування і конденсації відповідно, ^оС

t_в = t_о - q = -25 - 5 = -30.

t_кн = t_нс + q = 25 + 5 = 30

Будуємо цикл холодильної машини на Р-h діаграмі. На перетині ізотерм t_в і t_кн з лінією х = 1 визначаємо точки 1 і 2¢¢. Точку 3 визначаємо на перетині ізобари (ізотерми t_кн) з лінією х = 0. Точку 4 визначаємо на перетині ізобари (ізотерми t_в) з ізоентальпією h₄. Точку 2_о, яка характеризує стан робочого тіла після стиску в теоретичному (адіабатному) компресорі визначаємо на перетині ізобари Р₂ з ізоентропою S₁. Запишемо параметри в характерних точках циклу:

Р₁ = 950 кПа; h₁ = 537 кДж/кг; S₁ = 4,48 кДж/(кг К);

Р₂ = 0,75 МПа; h_2о = 575 кДж/кг; S_2о = 4,48 кДж/(кг К);

Р₃ = 0,75 МПа; h₃ = 430 кДж/кг; S₃ = 4,1 кДж/(кг К);

Р₄ = 950 кПа; h₄ = 430 кДж/кг; S₄ = 4,125 кДж/(кг К).

Питома робота компресора, кДж/кг

= (h_2o – h₁)/h_кн = (575 - 537)/0,8 = 47,5.

Ентальпія пари за компресором, кДж/кг

h₂ = h₁ + = 537 + 47,5 = 584,5.

Точку 2 визначаємо на перетині ізобари Р₂ з ізоентальпою h₂. Ентропія в точці 2: S₂ = 4,51 кДж/(кг К).

Питома холодовидатність машини, кДж/кг

q_o = h₁ – h₄ = 537 – 430 = 107.

Масова витрата холодоагента, кг/с

G = Q_o/q_o = 214/107 = 2.

Потужність компресора, кВт

N_км = G = 2 ×47,5 = 95.