Calculul termic al ciclului frigorific teoretic

Calculul termic al ciclului frigorific teoretic

Calculul termic al ciclurilor frigorifice are ca scop determinarea schimburilor energetice cu exteriorul, realizate de instalatiile frigorifice.

Marimile de intrare sunt:

puterea frigorifica a instalatiei 0 Q& [kW];

natura agentului frigorific;

conditiile de lucru, reprezentate de temperaturile de vaporizare t0 si de condensare tk

Marimile calculate sunt:

debitele masic m& [kg/s] si volumic aspirat a V& [m3/s] de agent frigorific;

schimburile energetice cu exteriorul.

Schema instalatiei cu interactiunile energetice este reprezentata in figura 28, iar procesele de lucru sunt reprezentate in figura 29. Reprezentarea efectiva a ciclului de functionare a instalatiei in diagrama termodinamica lgp-h, este posibila numai dupa determinarea presiunilor de vaporizare p₀ si de condensare p_k. Aceste presiuni se citesc din tabele sau diagrame termodinamice si depind de natura agentului frigorific si de temperaturile de vaporizare t₀ si de condensare t_k:

Debitul masic de agent frigorific:

,                   [kg/s], (27)

Debitul masic intervine in relatiile de calcul a tuturor schimburilor energetice.

Debitul volumic aspirat de agent frigorific:

,                      [m³/s], (28)

Aceasta marime va servi la dimensionarea sau alegerea compresorului din cataloagele producatorilor.

Puterea necesara comprimarii:

,   [kW], (29)

Puterea necesara comprimarii, va permite calcularea puterii motorului electric necesar pentru antrenarea compresorului.

Sarcina termica a condensatorului:

,                       [kW], (30)

Sarcina termica sau puterea termica a condensatorului, ca si regimul termic si valorile debitelor, trebuie cunoscute in vederea proiectarii sau selectiei din cataloagele producatorilor, a condensatoarelor.

Verificarea corectitudinii calculelor se efectueaza prin scrierea ecuatiei de bilant termic a instalatiei frigorifice:

,                                      (31)

Avand in vedere ca in instalatia analizata exista un singur debit de agent frigorific si acesta este constant, se poate scrie si o ecuatie de bilant termic a instalatiei frigorifice, pentru schimburile energetice specifice (raportate la 1 kg de agent):

,                                         (32)

Pe diagrama din figura 29, se observa ca aceasta ecuatie este verificata si grafic, prin lungimile segmentelor corespunzatoare schimburilor energetice specifice, reprezentate in diagrama lgp-h.

Eficienta frigorifica:

,                                     (33)