Энтропийно-статистический анализ влияния гидравлических потерь в конденсаторе на термодинамическую эффективность одноступенчатого парокомпрессионного цикла

Обоснование. Традиционная оценка эффективности холодильных установок по холодильному коэффициенту (COP) не позволяет получить распределение потерь по элементам холодильной установки и повысить эффективность работы.

Цель — провести термодинамический анализ одноступенчатого парокомпрессионного цикла с однократным дросселированием с хладагентами R134a, R410A, R507A и R717 с учётом влияния гидравлических потерь в конденсаторе.

Методы. Применён энтропийно-статистический метод термодинамического анализа (ЭСМТА). Моделирование выполнено при фиксированной холодопроизводительности 1 кВт, температуре кипения –10 °С и конденсации +42 °С. Гидравлические потери в конденсаторе варьировались от 0 до 2 бар с шагом 0,2 бар.

Результаты. Рост падения давления до 2 бар снижает термодинамическую эффективность на 8–13% в зависимости от хладагента. Наибольшую устойчивость к данной тенденции показал R410A: его холодильный коэффициент и степень термодинамического совершенства снизились всего на 8%, а дополнительные затраты работы на компенсацию производства энтропии возросли на 3,8% от исходной при величине гидравлических потерь в конденсаторе, равной 2 бар.

Заключение. ЭСМТА позволяет производить расчет потерь по элементам холодильной системы и предпринимать мероприятия для увеличения эффективности.