Дiючої парової фреонової установки

Для розрахунку робочого циклу установки необхідно знати кількість холодоагенту, який циркулює в системі. З цією метою визначають потужність, споживану електродвигуном компресора. Потужність можна вимірити ватметром, електролiчильником і, приблизно, амперметром і вольтметром. Для виміру потужності застосовують ватметр перемінного струму класу 0,5-1,0 на потужнiсть не менш 250-500 Вт, який на час запуску агрегату повинен мати зашунтованi клеми струмової котушки.

При визначенні потужності електролічильником підраховують оберти диску протягом 4-6 хвилин з моменту включення агрегату.

Споживана потужність, Вт:

 

де n - частота обертання диску;

К - число обертів, що відповідає 1 кВт·год;

t - час, с.

Для розрахунку потужності за показниками амперметра і вольтметра необхідно добуток напруги і сили струму помножити на величину cos j (0,4 -0,5).

Визначаючи потужність, витрачену двигуном при безперервній роботі, варто враховувати, що працюючи на режимах, двигун витрачає потужність на 10-20% більше одержуваної.

Перед виконанням вимірів установка працює до виходу на режим протягом 20-30 хвилин у залежності від температури навколишнього повітря, вихід на режим визначається за значенням сталої температури у випарнику, яка змінюється в залежності від значення температури навколишнього середовища. Після виходу на режим через кожні 5 хвилин фіксують показники датчиків (термометрів), приладів (лічильника, ватметра чи вольтметра і амперметра) протягом 30 хвилин.

Значення температур визначають у точках 5 або 1 (рис. 6.2) (температура випарювання фреону - t5,1), точці 2 (температура фреону після компресора - t2), точках 3 і 4 (температура фреону в конденсаторі - t3,4).

Отриманi дані записують у журнал спостережень і підраховують середні значення, по яких визначається температурний режим роботи холодильної установки (табл. 6.1).

Таблиця 6.1

Журнал спостережень

 

№ досліду	Час, хв	t5,1, °C	t2, °C	t3,4, °C	n	I, A	U, B	Nп, Вт

 

Температуру випарювання фреону приймають на 3-5°С менше отриманої величини (t5,1 = t5,1-5°С). Температура фреону після компресора t2 збiльшується на 5-10°С (t2 = t2+10°С). Температура фреону в конденсаторі t3,4 приймається на 7-8°С вище температури навколишнього повітря у випадку повітряного охолодження (t3,4 = t3,4+8°С).

По визначених температурах на діаграмі q Р - i для фреону-12 (рис. 6.2) наноситься холодильний цикл.

Точка 1 лежить на перетинi ізотерми t5,1, або ізобари Р_н і верхньої суміжної кривої. Точки 3 і 4 знаходяться на перетині ізобари Р_к або ізотерми t3,4 з суміжними кривими. Точку 2 знаходять на перетині ізотерми t2 і ізобари Р_к. З точки 2 проводять лінію S = const (процес адіабатного стиску фреону в компресорі) до перетину з ізобарою Р_н. Місце перетину відповідає точці 1.

Точку 4 визначають з рівняння теплового балансу регенеративного теплообмінника (рекуператора) 5:

 

звiдки .

 

Значeння величин і₄, і₁, і₁^' визначають по діаграмі. Точки 4 і 5 лежать на перетині лінії і₄^' = сonst та iзобар Р_к і Р_н.

Параметри точок заносять у табл. 6.2.

Таблиця 6.2

 

№ точки	t,°C	P, Па	n, м /кг	і, кДж/кг	S, кДж/кг·К

 

Обробка результатів досліду

Питому вагову холодопродуктивність фреону визначають з рiвняння, кДж/кг:

q₀=i₁ - i₅.

 

Робота, витрачена на адіабатний стиск 1 кг фреону, кДж/кг, дорiвнює:

 

L = і₂ - і₁.

 

Враховуючи, що в компресорі адіабатно стискається перегріта пара фреону-12 (K=1,14; М = 120,92 кг), роботу стиску можна приблизно визначити за формулою, кДж/кг:

.

 

Кiлькiсть теплоти, відданої фреоном в конденсаторi, кДж/кг:

 

qk = і2- і4.

 

Кiлькiсть теплоти, вiдданої холодильним агентом у теплообміннику, кДж/кг:

q_t = і4 - і 4’.

Холодильний коефіцієнт циклу:

 

 

Кiлькiсть холодоагенту, який циркулює в системі, визначають з виразу, кг/с:

 

 

де hм - механічний ККД компресора (0,85-0,9);

h_ел - ККД електродвигуна (0,97);

h_i - iндикаторний ККД: При Рк/ Рн 2,5 3,5 4,5 5,5 6,0

h_i 0,73 0,72 0,68 0,65 0,63.

 

Холодопродуктивність компресора, Вт:

 

Q0 = G·q₀ ·10 .

 

Коефiцiєнт корисного використання енергії:

 

h=

Контрольнi питання

 

1. З яких агрегатів складається парова компресорна холодильна уста-новка?

2. Як визначається робота, яка витрачена на стиск фреону в компресорі?

3. Запишіть вираз для обчислення холодильного коефіцієнта.

4. Зобразити цикл холодильної установки в Т-S та Р-і координатах.

5.Як визначити кількість тепла, вiдiбраного від охолоджуваних тіл? Покажіть на Т - S діаграмі.

 

 

Лабораторна робота №7