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アンモニア冷凍装置 冷媒循環量 実際の成績係数

[問題] アンモニア冷凍装置が下記の条件で運転されている。このとき、冷媒循環量\(q_{mr}\)と実際の成績係数\((COP)_{R}\)を求めよ。
ただし、圧縮機の機械的摩擦損失仕事は吐出しガスに熱として加わるものとする。また、配管での熱の出入りおよび圧力損失はないものとする。

運転条件            
圧縮機のピストン押しのけ量       \(V=250 m^{3}/h\)        
圧縮機吸込み蒸気の比体積        \(v_{1}=0.40 m^{3}/kg\)
圧縮機吸込み蒸気の比エンタルピー    \(h_{1}=1600 kJ/kg\)
断熱圧縮後の吐出しガスの比エンタルピー \(h_{2}=1800 kJ/kg\)
蒸発器入口冷媒の比エンタルピー     \(h_{4}=480 kJ/kg\)
圧縮機の体積効率            \(η_{v}=0.70\)
圧縮機の断熱効率            \(η_{c}=0.80\)
圧縮機の機械効率            \(η_{m}=0.90\)

[解答]

とりあえず問題の条件でp-h線図を書くと

[解答]

●冷媒循環量\(q_{mr}\)を求める

\(V・η_{v}=q_{mr}・v_{1}\)

\(q_{mr}=\frac{\Large{V・η_{v}}}{\Large{v_{1}}}\)

問題の「圧縮機のピストン押しのけ量」は時間単位になっているので秒単位に換算する

\(q_{mr}=\frac{\Large{V・η_{v}}}{\Large{v_{1}・3600}}\)  この式に数値を代入する

\(q_{mr}=\frac{\Large{250・0.7}}{\Large{0.4・3600}}=0.12152≒0.12 kg/s\) 

●実際の成績係数\((COP)_{R}\)を求める

\((COP)_{R}=\frac{\Large{Φ_{0}}}{\Large{P}}=\frac{\Large{h_{1}-h_{4}}}{\Large{h_{2}-h_{1}}}・η_{c}・η_{m}\)  この式に数値を代入する

\((COP)_{R}=\frac{\Large{1600-480}}{\Large{1800-1600}}・0.80・0.90=4.032≒4.03\)

参考にしたテキスト ↓