Цикл в области влажного пара.

Из испарителя  пар рабочего вещества всасывается компрессором , где изоэнтропно сжимается до давления конденсации Pк (процесс 1-2). Положение точки 1 должно быть таким, чтобы в конце процесса сжатия в компрессоре получался сухой насыщенный пар.

После сжатия рабочее вещество направляется в конденсатор , где оно конденсируется за счет отвода теплоты в окружающую среду (процесс 2-3). При этом давление и температура конденсации остаются постоянными.

В процессе 3-4 происходит изоэнтропное расширение рабочего вещества от давления конденсации до давления кипения Pо в детандере .

После детандера рабочее вещество в состоянии влажного пара поступает в испаритель, где кипит (процесс 4-1) за счет подвода теплоты от источника низкой температуры. Температура То и давление Pо рабочего вещества в процессе кипения остаются постоянными, так как образовавшийся пар постоянно отсасывается компрессором.

Если внешние источники (ИНТ и окружающая среда) не меняют свою температуру и теплообмен рабочего вещества и внешних источников происходит при бесконечно малой разности температур, то в этом случае рабочее вещество в холодильной машине будет совершать обратный цикл Карно.

Теплота, подведенная к 1 кг рабочего вещества в испарителе, в диаграмме T-S соответствует площади n-1-4-m, которая эквивалентна разности энтальпий i –i .

Эта величина называется удельной холодопроизводительностью q . В диаграмме i-p q соответствует отрезку 1-4.

При сжатии пара в компрессоре затрачивается работа l . Эта работа в диаграмме T-S соответствует площади 1-2-3-0-1; в диаграмме i-p-отрезку под процессом 1-2. В процессе конденсации 2-3 теплота передается окружающей среде. Эта теплота в диаграмме i-p соответствует отрезку 2-3, а в диаграмме T-S-площади n-2-3-m.

В процессе 3-4 происходит расширение рабочего вещества с совершением внешней работы l . Эта работа в диаграмме T-S-площадь 4-3-0-4, в диаграмме i-p-отрезок под процессом 3-4.

Таким образом, основные величины, характеризующие цикл 1-2-3-4, можно вычислить следующим образом:

q₀ = i₁ – i₄ ; l_k = i₂ – i₁ ; q = i₂ – i₃ ; l_д = i₃ – i₄

Работа цикла равна разности работ затраченной в компрессоре и полученной в детандере:

l_ц = l_k – l_д = (i₂ – i₁) – (i₃ – i₄) или

l_ц = q – q₀ = (i₂ – i₃) – (i₁ – i₄) = (i₂ – i₁) – (i₃ – i₄)

Итак, чтобы совершить обратный цикл и перенести теплоту от источника низкой температуры к окружающей среде, необходимо затратить работу l_ц.

Холодильный коэффициент цикла 1-2-3-4 равен

ε = =