Проблемы тепло и хладоснабжения

ВАРИАНТ 57

 Задача А-1

В компрессор паровой холодильной машины с дроссельным вентилем поступает сухой насыщенный пар. Температуры: кипения ts, конденсации tK. Сравнить удельные холодопроизводительности циклов, если рабочим телом являются: а) хладон R-22; б) аммиак.

Изобразить схему холодильной установки и цикл в T-s диаграмме, используя представленную таблицу.

Таблица

Решение:

а) Пользуясь таблицей 5 (см. приложение), находим энтальпию  хладона, поступающего в компрессор при ts= -20oC:

[pic 1]кДж/кг;

энтальпию пара, поступающего в испаритель при tк= 25oC: [pic 2]кДж/кг.

Удельную холодопроизводительность, т.е. количество теплоты, отнимаемое одним килограммом холодильного агента в процессе его кипения и перегрева определяем по формуле: [pic 3]Дж/кг.

б) Пользуясь таблицей 6 (см. приложение), находим энтальпию  аммиака, поступающего в компрессор при ts= -20oC:

[pic 4]кДж/кг;

энтальпию пара, поступающего в испаритель при ts= 25oC: [pic 5]кДж/кг.

Удельную холодопроизводительность определяем по формуле: [pic 6]Дж/кг.

Сравним удельные холодопроизводительности циклов: [pic 7].

Следовательно, удельная холодопроизводительность цикла с хладоном R-22 в 6,98 раза меньше, чем с аммиаком.

 Рассмотрим принцип работы и физические процессы, происходящие в холодильной машине. Охлаждение в  холодильной машине обеспечивается непрерывной циркуляцией, кипением и конденсацией хладагента в замкнутой системе. Кипение хладагента происходит при низком давлении и низкой температуре, а конденсация - при высоком давлении и высокой температуре. Принципиальная схема компрессионного цикла охлаждения показана на рис. 1.

Начнем рассмотрение работы цикла с выхода испарителя (участок 1-1). Здесь хладагент находится в парообразном состоянии с низким давлением и температурой.

Парообразный хладагент всасывается компрессором, который повышает его давление до 15-25 атм и температуру до плюс 70-90°С (участок 2-2).

Далее в конденсаторе горячий парообразный хладагент охлаждается и конденсируется, то есть переходит в жидкую фазу. Конденсатор может быть либо с воздушным, либо с водяным охлаждением в зависимости от типа холодильной системы.

На выходе из конденсатора (точка 3) хладагент находится в жидком состоянии при высоком давлении. Размеры конденсатора выбираются таким образом, чтобы газ полностью сконденсировался внутри конденсатора. Поэтому температура жидкости на выходе из конденсатора оказывается несколько ниже температуры конденсации. Переохлаждение в конденсаторах с воздушным охлаждением обычно составляет примерно плюс 4-7°С.

При этом температура конденсации примерно на 10-20°С выше температуры атмосферного воздуха.

Затем хладагент в жидкой фазе при высокой температуре и давлении поступает в регулятор потока, где давление смеси резко уменьшается, часть жидкости при этом может испариться, переходя в парообразную фазу. Таким образом, в испаритель попадает смесь пара и жидкости (точка 4).