Расчет параметров цикла одноступенчатой парокомпрессорной холодильной машины с использованием эксплуатационных характеристик компрессорного оборудования

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

СУМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

КАФЕДРА ТЕХНИЧЕСКОЙ ТЕПЛОФИЗИКИ

Индивидуальная работа

по предмету: «Теплофизические основы низкотемпературной техники»

на тему: “ Расчет параметров цикла одноступенчатой парокомпрессорной холодильной машины с использованием эксплуатационных характеристик компрессорного оборудования ”

Выполнила

Шелихова Л.С

Группа                                                                                                                          Х-71

Вариант                                                                                                                           16

Проверил                                                                                                      Проценко М.И

Сумы 2010

Содержание

С.

1 Исходные данные. 3

2 Построение характеристик режимных параметров поршневого и спирального компрессоров по данным соответствующих каталогов. 4

2.1 Поршневой компрессор. 4

2.2 Српиральнный компрессор. 6

3 Определение  температуры конденсации рабочего вещества для заданной холодопроизводительности. 8

4 Определение адиабатного кпд для поршневого компрессора. 9

4.1 Поршневой компрессор. 11

4.2 Спиральный компрессор. 12

5 Расчёт циклов по программе CoolPack. 14

6 Предоставление режимных параметров оборудования. 16

Литература……………………………………………………………………………………17

1 Исходные данные

Исходные данные приведены в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

№ вар.		Вт	Поршневой компрессор фирмы ˝BITZER˝
			Модель	Рабочеевещество
3		7050	4EC-4.2Y	R134A

Таблица 1.2

Спиральный компрессор
Произво- дитель	Рабочее вещество	Модель
DANFOSS	R22	ZF13K4E-TFD		-

Обозначения:  - температура кипения и конденсации рабочего вещества;

 - требуемая холодопроизводительность (расчетная);

 - перегрев пара;

 - температура всасывания.

2 Построение характеристик режимных параметров поршневого и спирального компрессоров по данным соответствующих каталогов

2.1 Поршневой компрессор

Таблица 2.1 – холодопроизводительность

	tk=30	tk=40	tk=50
to	Qo	Qo	Qo
12.5	20700	18210	15740
10	18830	16550	14300
7.5	17120	15020	12960
5	15510	13600	11720
0	12660	1160	9500
-5	10220	8900	7600
-10	8160	7050	5970
-15	6410	5490	4590
-20	4960	4190	3420
-25	3750	3100	2450
-30	2760	2200	1640

Таблица 2.2 – эффективная мощность

	tk=30	tk=40	tk=50
to	Ne	Ne	Ne
12.5	2.80	3.48	4.13
10	2.84	3.47	4.06
7.5	2.86	3.44	3.98
5	2.86	3.39	3.88
0	2.82	3.25	3.64
-5	2.72	3.06	3.36
-10	2.57	2.83	3.03
-15	2.38	2.55	2.67
-20	2,16	2.25	2.27
-25	1.91	1.92	1.86
-30	1.64	1.58	1.42

Рисунок 2.1 – график зависимости  

Рисунок 2.2 – график зависимости  

2.2 Спиральнный компрессор

Таблица 2.3 -холодопроизводительность

	tk=30	tk=40	tk=50	tk=40	tk=30	tk=50
to	Qo	Qo	Qo
-40	8662	7560	---
-15	11068	9821	---
-10	13957	12518	10881
-5	17383	15704	13763
0	21397	19431	17139
5	26053	23752	21061
10	31402	28720	25583
15	37497	34386	30756

Таблица 2.4 – эффективная мощность

	tk=30	tk=40	tk=50	tk=60
to	Ne	Ne	Ne	Ne
-20	3,9	4,85	---	---
-15	3,94	4,9	---	---
-10	3,98	4,93	6,15	---
-5	4	4,96	6,18	---
0	4,01	4,97	6,2	7,75
5	3,99	4,96	6,2	7,76
10	3,96	4,94	6,18	7,75
15	3,9	4,98	6,14	7,72

 

Рисунок 2.3 - график зависимости   

Рисунок 2.4 - график зависимости

3 Определение  температуры конденсации рабочего вещества для заданной холодопроизводительности

Расчет выполняется ввиду отличия заданной холодопроизводительности при Т₀ и Т_к от холодопроизводительности выбранных компрессоров при тех же значениях Т₀ и Т_к.

Согласование характеристики компрессора и требуемой холодопроизводительности производится путем графического нахождения рабочей точки  «А» при обеспечении температуры кипения рабочего вещества в испарителе Т₀.

Рисунок 3.1 – график определения Тк для поршневого компрессора

Рисунок 3.2 - график определения Тк для спирального компрессора

4 Определение адиабатного кпд для поршневого компрессора и спирального компрессора

Для расчета цикла холодильной машины с применением серийных компрессоров необходимо знать их адиабатный к.п.д. η_s. Вводится допущение о величине механического к.п.д. компрессоров:

для поршневого компрессора при  по приложению 2;

для спирального компрессора при по приложению 2.

4.1 Поршневой компрессор

Эксплуатационным характеристикам поршневых компрессоров фирмы «BITZER»  соответствует цикл с регенеративным теплообменником для  без субкулера.

По диаграмме для рабочего вещества R404A определяем значения энтальпий в точках 1, 2s, 3, 6:

,

,

,

,

 а также значение удельного объема в точках 1: .

Из таблиц (приложение 1) определяется объемная производительность  для поршневого компрессора модели 4VCS.

Удельная холодопроизводительность:

.

Массовый расход хладагента:

.

Адиабатная разность энтальпий для компрессора:

.

Индикаторная удельная работа компрессора:

.

Адиабатный к.п.д. компрессора:

.

Объемная производительность компрессора по условиям всасывания:

.

Коэффициент подачи:

4.2 Спиральный компрессор

Эксплуатационные характеристики спиральных компрессоров фирмы «DANFOSS»  базируются на условиях: перегрев пара на всасывании  , а переохлаждение конденсатора . Для этих условий принимаем ПКХМ с субкулером и перегревом пара в испарителе.

Для заданных температур Т₀ и Т_к определяются значения энтальпий в точках 1, 2s, 3, 4 с учетом:

,

.

По диаграмме для рабочего вещества R134а определяем значения энтальпий в точках 1, 2s, 3, 4:

 ,

,

 ,

.

Удельная холодопроизводительность:

.

Массовый расход рабочего вещества:

.

Разность энтальпий для процесса сжатия в адиабатных условиях:

.

Индикаторная удельная работа компрессора:

.

Адиабатный к.п.д. спирального компрессора:

.

5 Расчёт циклов по программе CoolPack

5.1 Поршневой компрессор

Рисунок 5.1 – Исходные данные

Рисунок 5.2 – Построение цикла

5.2 Спиральный компрессор

Рисунок 5.3 – Исходные данные

Рисунок 5.4 – Построение цикла

6 Предоставление режимных параметров оборудования

Таблица 6.1 – Представление полученных результатов

	Поршневой	Спиральный
Холодильный агент	R404a	R134a
to, С	-15	-15
tк, С	28	35
Qo, кВт	18,4	18,4
W, кВт	4,769	6,855
Qк, кВт	22,8	24,61
Массовый расход, кг/с	0,1239	0,125

Литература

Арсеньев В.М. Методические указания к выполнению индивидуального домашнего задания. «Расчёт параметров цикла одноступенчатой парокомпрессорной холодильной машины с использованием эксплуатационных характеристик компрессорного оборудования».