ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Принципиальная схема и цикл паровой компрессионной холодильной машины из "Холодильные машины и установки" На рис. 3 показана принципиальная схема работы холодильной машины, состоящей из компрессора КМ, конденсатора КД, расширительного цилиндра Р.Ц. и испарителя Я. Все элементы машины соединены последовательно трубопроводами. Цикл, осуществляемый такой машиной в области влажного пара, совпадает с циклом Карно. В этом случае в процессах теплообмена 4— /) и 2—3) происходят фазовые превращения (кипение и конденсация). [c.14] Компрессор КМ засасывает влажный пар холодильного агента из испарителя при давлении ро в состоянии / и сжимает его адиабатически до давления (состояние 2), на что затрачивается рабога Al . При сжатии температура пара повышается от То до Тк- Сжатый пар нагнетается в конденсатор КД, где он в результате охлаждения водой или воздухом переходит из состояния сухого насыщ,енного пара в жидкость, т- е. конденсируется (процесс 2—3). Жидкость в состоянии 3 поступает в расширительный цилиндр Р.Ц., где адиабатически расширяется до состояния 4 при этом давление падает от Рк Аор , а температура понижается от до Го. В процессе расширения рабочее тело производит работу Л/ра-ш. В состоянии 4 ХОЛОДИЛЬНЫЙ агент поступает в испаритель И, расположенный в охлаждаемом объекте. В испарителе холодильный агент кипит, забирая тепло от охлаждаемой среды, и переходит из состояния 4 в состояние 1, а затем он вновь засасывается компрессором. [c.15] Процессы конденсации и кипения протекают при постоянном давлении и постоянной температуре. [c.15] Количество тепла, отнятого от охлаждаемой среды холодильном агентом в единицу времени, называется холодопроизводительностью машины Qo ккал/ч. [c.15] ЯЯ—конденсатор Р.Ц.— цилиндр а—испаритель. [c.15] Полную характеристику обратного цикла дает энергетический коэффициент холодильной машины. Энергетический коэффициент представляет собой отношение холодопроизводитель-ности машины к энергии, выраженной в тепловых единицах, которая затрачивается на получение работы, необходимой для совершения обратного кругового процесса в холодильной машине. [c.16] Это происходит потому, что работа сил трения при дросселировании холодильного агента превращается в тепло, вызывая дополнительное парообразование. Охлаждающий эффект при этом уменьшается вследствие увеличения паросодержания рабочего тела, поступающего в испаритель. [c.16] Увеличение работы цикла с дросселированием по сравнению с работой в цикле Карно выражается площадью Ь—4—4 —с, она же характеризует уменьшение холодопроизводительности цикла. Площадь Ь—4—4 —с практически равна площади 3—4—5—3. [c.17] Потери от дросселирования зависят от физических свойств холодильного агента (теплоемкости жидкости, теплоты парообразования и критических параметров). Для аммиака потери от дросселирования несколько меньше, чем для фреона-12, но самые большие потери наблюдаются при дросселировании углекислоты. Это объясняется тем, что углекислота дросселируется в области, близкой к критической, где теплота парообразования уменьшается, а пограничные кривые расположены очень полого. Кроме того, потери от дросселирования зависят от интервала т емператур до и после процесса чем меньше интервал температур, тем меньше потери. [c.17] Переохлаждение легко осуществить, понижая температуру жидкого холодильного агента водой, для чего создают противопо-ток в противоточных конденсаторах или в специальных аппара-тах-переохладителях ПО (рис. 6,й). Переохлаждение жидкости можно также осуществить за счет внутреннего теплообмена, при котором жидкость перед регулирующим вентилем охлаждается паром, поступающим из испарителя в компрессор. Этот процесс протекает в теплообменниках ТО (рис. 6,6). [c.18] В аммиачных холодильных машинах нецелесообразно применять внутренний теплообмен, а в машинах, работающих на фреоне-12, его широко практикуют, так как он экономически выгоден-Третьей особенностью цикла паровой холодильной машины, отлйтаГО1цёй его от цикла Карно, является засасывание компрессором сухого насыщенного или перегретого пара, что обеспечивает сухой ход компрессора. [c.18] На рис. 5 состояние сухого насыщенного пара обозначено точкой перегретого пара / . Процесс адиабатического сжатия в компрессоре 1 —2 1 —2 ) протекает в области перегретого пара до пересечения адиабаты с линией постоянного давления в конденсаторе 2—2 2—2 ), которая в области перегрева не совпадает с изотермой. [c.19] Переход от всасывания влажного пара (точка 1) к всасыванию сухого пара (точка 1 или 1 ) приводит с одной стороны к увеличению холодопроизводительности на величину А 7о, выраженную в 5—Г-диаграмме площадью с—1 —1—й (вертикальная штриховка), а с другой—к увеличению затраченной работы на ДЛ/—площадь 1—2—2 —V (косая штриховка). При подробном рассмотрении этих процессов оказывается, что затрата работы увеличивается больше, чем холодопроизводительность, следовательно, теоретически сухой ход компрессора не выгоден. [c.19] Однако в условиях действительных процессов сухой ход компрессора более выгоден. Это вызвано тем, что поступающий из испарителя холодный пар при всасывании подогревается от стенок цилиндра и расширяется, в результате чего увеличивается его удельный объем, и поэтому весовое количество поступающего в цилиндр пара уменьшается, а производительность компрессора снижается. Снижение будет более значительным при влажном ходе, так как при всасывании влажного пара на стенках цилиндра оседают капельки жидкости, которые, подогреваясь, быстро испаряются и объем значительно увеличивается. При всасывании сухого пара подогрев от стенок цилиндра менее интенсивный вследствие того, что коэффициент теплоотдачи от перегретого пара к стенкам ниже, поэтому расширение его незначительно- Кроме того, при сухом ходе компрессора исключена возможность аварии от гидравлического удара в цилиндре, -который может возникнуть при влажном ходе, если в цилиндр попадает большое количество жидкости. Таким образом, сухой ход в действительных условиях более благоприятен для работы компрессора. [c.19] На рис. 7 в 5—Г-диаграмме изображен теоретический цикл современной паровой холодильной машины. [c.20] Холодопроизводительность Яо в диаграмме изображена площадью а—/—4—с, а тепло, отведенное от холодильного агента в конденсаторе к, площадью а—2—3—Ь. [c.21] Однако определять площади неудобно, поэтому при практических расчетах подведенное и отведенное тепло в процессах постоянного давления в испарителе и конденсаторе, а также работу компрессора при адиабатическом сжатии высчитывают по разности энтальпий в начале и конце процесса. [c.21] В процессе дросселирования энтальпия не изменяется, т. е. к = Ц. [c.21] Удобна для расчета диаграмма с координатами i gp (давление откладывается по логарифмической шкале). На рис. 8 изображен цикл холодильной машины в г—lgp-диaгpaммe. [c.22] Вернуться к основной статье