§ 15

Cycle process from log p-h diagram

How much refrigerant should circulate, and what should the compressor and condenser handle?

Answer: Har du tegnet kredsprocessen ind i log p-h-diagrammet, kan du aflæse entalpien i de fire punkter: 1 sugegas ind i kompressoren, 2 trykgas ud af kompressoren, 3 væske før ekspansionsventilen og 4 efter ventilen (h4 = h3). Beregneren regner, hvor stor en massestrøm kølemiddel der skal cirkulere for at give den ønskede kuldeydelse, hvad kompressoren skal levere, hvad kondensatoren skal af med, og anlæggets COP.

Formula

Massestrøm ṁ = Q0 ÷ (h1 − h4), og h4 = h3 ved isenthalp drøvling

Kompressoreffekt P = ṁ × (h2 − h1)

Kondensatorydelse Qk = ṁ × (h2 − h3) = Q0 + P

COP = (h1 − h4) ÷ (h2 − h1)

Symbols and units in the formula
Symbol	Meaning	Unit
q0	Desired cooling capacity	kW
h1	h1: suction gas into the compressor	kJ/kg
h2	h2: discharge gas out of the compressor	kJ/kg
h3	h3 = h4: væske før ekspansionsventilen	kJ/kg
=	Refrigerant mass flow	kg/h
=	Compressor power to the refrigerant	kW
=	Condenser power	kW
=	COP (køl)
=	Cooling capacity per kg (specific refrigeration effect)	kJ/kg

Validity and source

Source: Refrigeration cycle energy balance (h, log p-diagram), enthalpies with IIR reference

Does not apply when

Use enthalpies from the same diagram or table (same reference state). Standard values fit R134a at −10°C evaporation, 5 K superheating and 40°C condensing with actual compression. Power to the refrigerant is not the electric motor's absorbed power: add motor and mechanical losses.

Worked example

The calculator's own default values inserted. The figures are calculated with exactly the formula the tool uses.

Substituted

Desired cooling capacity10 kW
h1: suction gas into the compressor397 kJ/kg
h2: discharge gas out of the compressor440 kJ/kg
h3 = h4: væske før ekspansionsventilen256 kJ/kg

Giver

Refrigerant mass flow255 kg/h
Compressor power to the refrigerant3.05 kW
Condenser power13.05 kW
COP (køl)3.28
Cooling capacity per kg (specific refrigeration effect)141 kJ/kg

Members only

The calculator itself is locked

Create a free user account to unlock all articles, calculators, templates and range — and get access to quizzes and classes. It takes less than a minute: name, email and a password. No payment card.

Create free user →Log in

Want to try something first? See what you can use without an account — the junior zone, the encyclopedia, the videos and more.

Sådan bruger du den

Til eksamen, ved dimensionering og ved fejlsøgning tegner du kredsprocessen ind i log p-h-diagrammet. Med entalpierne i de fire punkter kan du regne massestrøm, kompressoreffekt, kondensatorydelse og COP.

Step by step

Tegn kredsprocessen ind med fordampning, overhedning, kompression, kondensering og underkøling.
Aflæs h1, h2 og h3 (h4 = h3).
Indtast den ønskede kuldeydelse.
Aflæs massestrøm, effekter og COP.

Typical errors

At blande entalpier fra diagrammer med forskellig reference.
At bruge h2 for isentrop kompression som virkelig.
At glemme, at h4 = h3.

Examples from everyday life

R134a-anlæg på 10 kW

Et R134a-kølerum med −10 °C fordampning, 5 K overhedning og 40 °C kondensering. Du aflæser h1 = 397, h2 = 440 og h3 = 256 kJ/kg.

Desired cooling capacity: 10 kW
h1: suction gas into the compressor: 397 kJ/kg
h2: discharge gas out of the compressor: 440 kJ/kg
h3 = h4: væske før ekspansionsventilen: 256 kJ/kg

It means: Der skal cirkulere 255 kg/h. Kompressoren skal give 3.05 kW, kondensatoren skal af med 13.05 kW, og COP er 3.28.

Samme anlæg med underkøling

Med 5 K ekstra underkøling falder h3 til ca. 249 kJ/kg.

Desired cooling capacity: 10 kW
h1: suction gas into the compressor: 397 kJ/kg
h2: discharge gas out of the compressor: 440 kJ/kg
h3 = h4: væske før ekspansionsventilen: 249 kJ/kg

It means: Massestrømmen falder til 243 kg/h, og COP stiger til 3.44, fordi hvert kg nu giver 148 kJ/kg.

Rule of thumb

Kondensatoren skal af med kuldeydelsen plus kompressoreffekten.

How to check the answer

Kondensatorydelse = kuldeydelse + kompressoreffekt.