![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
Холодильное и вентиляц оборудование Белов ЕЛ
.pdf![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ21x1.jpg)
|
|
21 |
|
|
|
78 м |
|
|
|
12 м |
№ 12 |
6 м |
№ 1 |
|
|
||||
|
|
|
С |
|
№ 5 |
№ 6 |
|
№ 2 |
|
|
|
|
||
48 м |
|
№ |
Ю |
|
№ 7 |
№ 8 |
|||
|
№ 3 |
|||
|
|
|
||
№ 9 |
№ 10 |
|
№ 4 |
|
Рис. 1. План холодильника |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 4. |
||
|
|
|
|
|
|
Варианты индивидуальных заданий |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Температура, |
влажностьвоз- |
камере,вдуха % |
камерыНомер |
Температура |
ограждение кровля |
изоляциястени покрытий |
|
грунтаобогрев |
|
||||
|
|
|
|
оС |
|
|
|
|
(оС) наружно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
№ |
Продукт |
про- |
|
|
воз- |
|
|
|
го воздуха (в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дукта |
|
|
духа |
|
|
|
летнее время) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в ка- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мере |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
молоко цельное |
+5 |
|
|
0 |
|
80 |
1 |
+30 |
железобетон |
Ри- |
|
вентиля- |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
|
ция |
|
|
2 |
масло |
топлен- |
+35 |
|
|
5 |
|
80 |
2 |
+20 |
железобетон |
ППУ |
|
вентиля- |
|
|
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор А-6Т |
|
|
ция |
|
|
3 |
масло |
сливоч- |
+5 |
|
|
-20 |
|
90 |
3 |
+10 |
железобетон |
ППС |
|
вентиля- |
|
|
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
|
ция |
|
|
4 |
мороженное |
-5 |
|
|
-30 |
|
85 |
7 |
+30 |
железобетон |
Ри- |
|
электро- |
|
||
|
сливочное |
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
пор |
|
нагрев |
|
||
5 |
мороженное |
-20 |
|
|
-20 |
|
85 |
9 |
+20 |
железобетон |
ППУ |
|
электро- |
|
||
|
молочное |
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
|
|
нагрев |
|
||
6 |
творог |
|
+5 |
|
|
-20 |
|
95 |
4 |
+10 |
железобетон |
ППС |
|
электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
|
нагрев |
|
|
7 |
яичный меланж |
-20 |
|
|
-20 |
|
85 |
10 |
+25 |
железобетон |
Ри- |
|
вентиля- |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
|
ция |
|
|
8 |
сливки |
|
+5 |
|
|
0 |
|
80 |
6 |
+30 |
железобетон |
ППУ |
|
электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
|
нагрев |
|
|
9 |
молоко |
сгу- |
+15 |
|
|
+5 |
|
85 |
8 |
+25 |
железобетон |
ППС |
|
вентиля- |
|
|
|
щенное |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
|
|
ция |
|
|
10 |
сыр созревший |
+15 |
|
|
-5 |
|
90 |
5 |
+20 |
железобетон |
Ри- |
|
электро- |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
|
нагрев |
|
|
11 |
молоко цельное |
+5 |
|
|
0 |
|
80 |
1 |
+10 |
железобетон |
ППС |
|
вентиля- |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
|
ция |
|
22
12 |
масло |
топлен- |
+35 |
5 |
80 |
2 |
|
+30 |
железобетон |
Ри- |
электро- |
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
пор |
нагрев |
13 |
масло |
сливоч- |
+5 |
-20 |
90 |
3 |
|
+25 |
железобетон |
ППУ |
электро- |
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
|
нагрев |
14 |
мороженное |
-5 |
-30 |
85 |
7 |
|
+20 |
железобетон |
ППС |
электро- |
|
|
сливочное |
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
нагрев |
|
15 |
мороженное |
-20 |
-20 |
85 |
9 |
|
+25 |
железобетон |
Ри- |
вентиля- |
|
|
молочное |
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
ция |
|
16 |
творог |
|
+5 |
-20 |
95 |
4 |
|
+20 |
железобетон |
ППУ |
электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
нагрев |
17 |
яичный меланж |
-20 |
-20 |
85 |
10 |
|
+35 |
железобетон |
ППС |
вентиля- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
|
ция |
18 |
сливки |
|
+5 |
0 |
80 |
6 |
|
+10 |
железобетон |
Ри- |
электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
нагрев |
19 |
молоко |
сгу- |
+15 |
+5 |
85 |
8 |
|
+30 |
железобетон |
Ри- |
вентиля- |
|
щенное |
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
ция |
20 |
сыр созревший |
+15 |
-5 |
90 |
5 |
|
+35 |
железобетон |
ППУ |
вентиля- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор А-6Т |
|
ция |
21 |
молоко цельное |
+5 |
0 |
80 |
1 |
|
+20 |
железобетон |
Ри- |
электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
нагрев |
22 |
масло |
топлен- |
+35 |
5 |
80 |
2 |
|
+15 |
железобетон |
Ри- |
вентиля- |
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
ция |
23 |
масло |
сливоч- |
+5 |
-20 |
90 |
3 |
|
+10 |
железобетон |
ППУ |
вентиля- |
|
ное |
|
|
|
|
|
|
|
рипор А-6Т |
|
ция |
24 |
мороженное |
-5 |
-30 |
85 |
7 |
|
+25 |
железобетон |
ППС |
вентиля- |
|
|
сливочное |
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
ция |
|
25 |
мороженное |
-20 |
-20 |
85 |
9 |
|
+30 |
железобетон |
Ри- |
электро- |
|
|
молочное |
|
|
|
|
|
|
рипор |
пор |
нагрев |
|
26 |
творог |
|
+5 |
-20 |
95 |
4 |
|
+10 |
железобетон |
ППУ |
электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
|
нагрев |
27 |
яичный меланж |
-20 |
-20 |
85 |
10 |
|
+20 |
железобетон |
ППС |
электро- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
нагрев |
28 |
сливки |
|
+5 |
0 |
80 |
6 |
|
+35 |
железобетон |
Ри- |
вентиля- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рубероид |
пор |
ция |
29 |
молоко |
сгу- |
+15 |
+5 |
85 |
8 |
|
+10 |
железобетон |
ППУ |
электро- |
|
щенное |
|
|
|
|
|
|
|
борулин |
|
нагрев |
30 |
сыр созревший |
+15 |
-5 |
90 |
5 |
|
+20 |
железобетон |
ППС |
вентиля- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рипор |
|
ция |
Примечания: 1. ППУ – пенополиуретан; ППС – пенополистирол. |
|
|
|
|
![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ23x1.jpg)
23
РАЗДЕЛ 4. ТЕКСТЫ ЛЕКЦИЙ ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ
1.ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН
1.1.Воздушные холодильные машины
1.2.Паровые компрессионные холодильные машины
1.3.Водоаммиачная абсорбционная машина.
1.4.Пароэжекторные холодильные машины
Различают в основном два типа холодильных машин. В одних машинах осуществляются циклы, связанные с затратой механической работы (воздушные и паровые холодильные компрессионные машины), а в других циклы, связанные с затратой теплоты (абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины).
1.1. Воздушные холодильные машины
Промышленное получение холода было впервые осуществлено с помощью машин, в которых рабочим веществом был воздух.
|
Принцип действия воздушной компрессионной |
|
|
холодильной машины заключается в следующем. |
|
|
Воздух из охлаждаемого помещения 1 (рис. 1.1) за- |
|
|
сасывается компрессором 2 и после адиабатного |
|
|
сжатия выталкивается в охладитель 3, где охлажда- |
|
|
ется водой при постоянном давлении. Далее воздух |
|
|
поступает в расширительный цилиндр (детандер) 4 |
|
|
и здесь совершает полезную работу в процессе |
|
|
адиабатного расширения до первоначального давле- |
|
|
ния. Температура воздуха значительно снижается: |
|
Рис. 1.1. Схема воз- |
до -60, -70 °С, и его возвращают в охлаждаемое по- |
|
мещение. |
||
душной холодильной |
||
машины: 1 - охлаж- |
Из-за ряда недостатков, в том числе гро- |
|
даемое помещение; 2 – |
моздкости, поршневую воздушную холодильную |
|
компрессор; 3 - охлади- |
машину в настоящее время не применяют. В неко- |
|
тель; 4 - детандер |
торых случаях (например, при кондиционировании |
|
|
воздуха на самолетах) широко используют воздуш- |
ные холодильные машины с турбокомпрессорами. Последние компактны, легки, но вместе с тем способны перемещать большие объемы циркулирующего воздуха.
Рис. 1.2. Вихревая труба
(схема): 1 - дроссельный вентиль; 2 – сопло; 3 - диафрагма
Разновидностью воздушной холодильной машины является вихревая труба (рис. 2). Вихревая труба проста по устройству. Это отрезок цилиндрической трубы, разделенный на две полости диафрагмой 3 с отверстием, концентричным геометрической оси трубы. В непосредственной близости от диафрагмы 3
![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ24x1.jpg)
24
есть сопло 2 для подачи сжатого воздуха, расположенное тангенциально относительно внутренней поверхности трубы. Часть трубы, расположенная справа от диафрагмы и имеющая свободный выход, называется холодным концом трубы, а левая ее часть с дроссельным вентилем 1 — горячим концом.
1.2. Паровые компрессионные холодильные машины
Основное преимущество паровой компрессионной холодильной машины перед воздушной заключается в том, что рабочий цикл ее полностью или в основном реализуется в области насыщения — между пограничными кривыми. Это позволяет осуществлять процесс с большим приближением к циклу Карно, так как в области насыщения изобары совпадают с изотермами. Рабочим веществом в паровой холодильной машине служит легко кипящая жидкость (хладагент).
Процесс в паровой компрессионной машине, работающей по обратному циклу Карно, может быть реализован с помощью расширительного цилиндра (детандера).
Цикл с детандером. В охлаждаемом помещении установлен теплообменный аппарат — испаритель И (рис. 1.3, а), в который поступает хладагент в виде влажного пара с большим содержанием жидкости. В этом аппарате при постоянном давлении р0 и соответствующей низкой температуре t0 жидкость кипит, причем необходимая для этого теплота отнимается от охлаждаемого помещения. Образующиеся при кипении пары из испарителя И засасываются компрессором Км, сжимаются в нем и нагнетаются в конденсатор Кд, в котором они под действием охлаждающейся воды конденсируются при постоянном давлении рк и соответствующей ему температуре tк. Жидкость из конденсатора Кд поступает в расширительный цилиндр Д, где ее давление понижается от рк до ро. В результате жидкость снова способна кипеть в испарителе И при низкой температуре и отводить теплоту от охлаждаемого помещения.
Рис. 1.3. Схема (а) паровой хо-
лодильной компрессионной машины и обратный цикл Карно в области насыщения (б):
Км — компрессор; Кд — конденсатор; Д—детандер (расширительный цилиндр); И— испаритель
При наличии расширительного цилиндра Д паровая компрессионная машина работает по обратному циклу Карно (рис. 7, б), определяемому двумя изотермами 4— 1 и 2—3 (в испарителе и конденсаторе) и двумя адиабатами 1— 2 и 3—4 (в компрессоре и расширительном цилиндре).
Цикл с регулирующим вентилем. На практике цикл паровой холодильной компрессионной машины отличается от цикла Карно. Прежде всего взамен адиабатного процесса расширения в расширительном цилиндре вводится процесс дросселирования в регулирующем вентиле РВ (рис. 1.4).
![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ25x1.jpg)
25
Замена расширительного цилиндра регулирующим вентилем необходима по практическим соображениям. Во-первых, выполнить расширительный ци-
Рис. 1.4. Схема (а) и цикл (б) паровой хо-
лодильной компрессионной машины с регулирующим вентилем: Км — компрес-
сор; Кд — конденсатор; РВ – регулирующий вентиль; И— испаритель; б – рабочий цикл
линдр сложно из-за очень малых его размеров, которые должны соответствовать небольшому объему протекающей жидкости.
Кроме того, работа, которая может быть получена при адиабатном расширении жидкости, для наиболее распространенных хладагентов (R12, R717 и др.) очень мала, а механические потери, неминуемые в расширительном цилиндре, поглотят значительную долю этой работы. Регулирующий вентиль, не вносящий в процесс существенных потерь, позволяет просто и удобно регулировать подачу хладагента в испаритель холодильной машины в различных условиях ее эксплуатации. Паровая холодильная машина с регулирующим вентилем в конструктивном отношении намного проще, чем с расширительным цилиндром. Вместе с тем такая замена приводит к потерям: теряется полезная работа расширения и уменьшается холодопроизводительность.
Наименьшие потери от применения регулирующего вентиля имеют место в холодильных машинах, работающих на аммиаке.
1.3. Водоаммиачная абсорбционная машина.
В абсорбционных холодильных машинах в качестве рабочих веществ используют растворы, состоящие из двух компонентов с резко различными температурами кипения при одинаковом давлении. Собственно хладагентом является компонент с низкой температурой кипения. Второй компонент со значительно большей температурой кипения называют абсорбентом. В качестве хладагента применяют чаще всего аммиак, а в качестве абсорбента — воду, которая имеет свойство жадно поглощать, или абсорбировать, пары аммиака.
Схема абсорбционной водоаммиачной холодильной машины дана на рис. 1.5. В этой машине, как и в паровой (компрессионной), холод получается благодаря кипению аммиака в испарителе при низкой температуре. Роль конденсатора, регулирующего вентиля и испарителя ничем не отличается от роли этих элементов в компрессионной холодильной машине. После конденсации паров аммиака в конденсаторе 2 жидкий аммиак дросселируется в регулирующем вентиле 1 и затем кипит в испарителе 7 в результате подвода теплоты Q0 от охлаждаемой среды. Перенос паров хладагента из испарителя в конденсатор совершается с помощью абсорбента, непрерывно циркулирующего между абсорбером 6 и кипятильником 4 (генератором).
![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ26x1.jpg)
26
Пары аммиака из испарителя 7 непрерывно засасываются в абсорбер 6, где поглощаются слабым водоаммиачным раствором, притекающим сюда из кипятильника 4 через регулирующий вентиль 3. Абсорбция происходит при постоянном давлении р0, немного меньшем давления в испарителе. Этот процесс сопровождается выделением теплоты абсорбции Qa, которая отводится от абсорбера с помощью охлаждающей воды. Образовавшийся в абсорбере крепкий раствор насосом 5 подается в кипятильник 4. На перемещение жидкости из области низкого давления р0 в абсорбере в область высокого давления р в кипятильнике затрачивается работа lр.
В кипятильнике 4 водоаммиачный раствор выпаривается при постоянном давлении, немного большем, чем давление в конденсаторе (на величину сопротивлений в трубопроводах). Для этого расходуется теплота Qh, отбираемая от греющего водяного пара или другого источника. В результате кипения раствора выделяются пары аммиака, которые поступают в конденсатор 2 и в нем сжижаются под воздействием воды, отводящей теплоту конденсации Q. Кроме того, образуется слабый раствор, который дросселируется в регулирующем вентиле 3 и при пониженном давлении вновь возвращается в абсорбер для поглощения паров аммиака из испарителя.
Таким образом, в этой машине аммиак непрерывно циркулирует между основными элементами — конденсатором, регулирующим вентилем, испарителем и системой абсорбер — кипятильник. Одновременно водоаммиачный раствор циркулирует между абсорбером, насосом, кипятильником и регулирующим вентилем.
Уравнение теплового баланса абсорбционной машины:
QK+Qa = Q0 + Qh + lр (7)
где Qк — теплота, отведенная водой из конденсатора; Qa — теплота, отведенная водой из абсорбера; Q0 — тепловая нагрузка испарителя; Qh, — теплота, подведенная в кипятильник; lр – работа насоса.
Рис. 1.5. Схема абсорбционной холодиль-
ной машины: 1, 3 – регулирующие вентили; 2 – конденсатор; 4 – кипятильник (генератор); 5 – насос для раствора; 6 – абсорбер; 7 - испаритель
Величина lр очень мала и ею в расчетах обычно пренебрегают. Обозначим общее количество затраченной энергии Qh + lр = Qw. Тогда уравнение теплового баланса примет вид
Qк + Qa = Q0 + Qw |
(1.1) |
![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ27x1.jpg)
27
Степень экономичности работы абсорбционной холодильной машины характеризуется тепловым коэффициентом, который представляет собой отно-
шение полученной холодопроизводительности Q0 к затраченной теплоте Qw: |
|
εа = Q0 / Qw |
(1.2) |
1.4. Пароэжекторные холодильные машины
Работа пароэжекторных холодильных машин, как и абсорбционных, осуществляется в результате подвода теплоты высокого потенциала от внешнего источника. Холодильный агент совершает совмещенные прямой и обратный циклы. Чаще всего им является вода, но можно использовать аммиак и хладоны. Холодильный агент, циркулирующий в машине с помощью эжектора, в котором струя пара, выходящая с большей скоростью, отводит (эжектирует) пар из испарителя и сжимает холодильный агент до давления конденсации (рис. 1.6). Активный пар состояния 1, образовавшийся в генераторе Г при подводе высокопотенциальной теплоты в прямом цикле, поступает в эжектор Э. Проходя через сопло эжектора, он расширяется и изменяет свое состояние на 2. В сопле потенциальная энергия пара преобразуется в кинетическую энергию струи, которая, вытекая с большой скоростью, эжектирует пассивный пар состояния 9 из испарителя И. После смешения пара состояний 1 и 9 в камере смешения эжектора получается пар состояния 3, который, проходя диффузор эжектора, где его кинетическая энергия преобразуется в потенциальную, поступает в конденсатор Кн в состоянии 4. Процесс сжатия смеси пара в диффузоре можно рассматривать как два процесса: сжатие активного пара (процесс 2— 11) и сжатие пассивного пара (процесс 9—10). В конденсаторе пар конденсируется (процесс 4—5), отдавая теплоту окружающей среде (воде). Часть конденсата состояния 5 в количестве, равном массовой подаче пассивного пара, поступает через дроссельный вентиль ДВ в испаритель (процесс 5—8), где кипит (процесс 8—9), отводя теплоту от промежуточного хладоносителя (воды), а влажный пар состояния 9 отводится в камеру смешения диффузора. Другая часть конденсата в ко-
Рис. 1.6. Функциональная схема водяной пароэжекторной холодильной машины и
её теоретический цикл
28
личестве, равном массовой подаче активного пара, нагнетается насосом Н в генератор (процесс 5—6), нагревается (процесс 6 - 7), и образовавшийся в результате кипения (процесс 7—1) пар состояния 1 направляется в эжектор Э. Далее процессы повторяются.
Из рассмотренного выше следует, что в эжекторе соединяются процессы прямого и обратного циклов: работа прямого цикла получается в сопле (процесс 1—2), подводится к обратному циклу в камере смешения (процесс 2—3—9) и тратится в обратном цикле в диффузоре (процесс 3—4). В пароэжекторной холодильной машине осуществляются прямой 1—11—5—6—7—1 и обратный
9— 10—5—8—9 циклы.
Для термодинамического анализа работы пароэжекторной холодильной машины необходимо знать соотношение массовых подач активного М и пассивного М0 пара. Принимая, что для отвода 1 кг пассивного пара из испарителя расходуется ат активного пара, получим коэффициент расхода (кратность циркуляции) активного пара.
Qт = M/M0 .
Считая, что работа прямого цикла
l = (i1 – i11) – (i6 – i5)
без потерь подводится в обратном цикле
l0 = i10 – i9,
получим
или |
aтl = l0 |
||
i10 i9 |
|||
аТ |
|||
|
. |
||
(i1 i11 ) (i6 i5 ) |
Тепловой баланс пароэжекторной холодильной машины будет иметь
вид
где q = (1+ат)(i4 – i5 )—отведенная теплота в конденсаторе; q0 =i9 – i8 — удельная массовая холодопроизводительность; qг = ат(i1 – i6) — подведенная теплота в генераторе; qн = ат(i6 – i5) — тепловой эквивалент работы насоса.
Термический коэффициент прямого цикла
l / qг |
|
(i1 i11 )(i6 i5 ) |
. |
|
|
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
aT (i1 i6 ) |
|
||
Холодильный коэффициент обратного цикла |
|
||||||
q0 |
i9 i8 |
|
|
i9 i8 |
|
. |
|
i10 i9 |
|
aT [(i1 i11 ) (i6 i5 )] |
|||||
l0 |
|
|
|
Термодинамическая эффективность работы машины может быть оценена тепловым коэффициентом, равным отношению теплоты, отведенной в обратном цикле, к теплоте, подведенной в прямом цикле:
|
q0 |
|
q0l |
. |
aT qг |
|
|||
|
|
qг l0 |
Следовательно, термодинамическая эффективность работы пароэжекторной холодильной машины не может быть выше, чем холодильной, осуществляющей только холодильный цикл, при прочих равных условиях.
![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ29x1.jpg)
29
Реальные схемы пароэжекторных машин помимо основных элементов, осуществляющих цикл, содержат вспомогательные эжекторы, которые отводят из машины воздух (паровоздушная смесь), проникающий через неплотности системы, и подают холодный пар из испарителя в камеру смешения. Термодинамическая эффективность реальной пароэжекторной машины ниже, чем эффективность теоретической, вследствие необратимых потерь. Степень совершенства пароэжекторной реальной машины оценивают по отношению к идеальной машине
/ обр .
Пароэжекторные холодильные машины применяют преимущественно для охлаждения воды (5…15°С), используемой для кондиционирования воздуха на предприятиях, где есть дешевые источники высоко потенциальной теплоты. Эти машины просты по конструкции, надежны и безопасны в эксплуатации.
Контрольные вопросы и задания:
1.В чем состоит назначение регулирующего вентиля в схеме паровой компрессионной холодильной машины?
2.Изобразите процесс переохлаждения хладагента в s – Т-диаграмма.
3.Каков принцип действия абсорбционной холодильной установки? Перечислите ее преимущества и недостатки. Назовите область рационального использования таких машин.
4.Как работает пароэжекторная холодильная машина?
2.ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА И РАСЧЕТ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО РАБОЧЕГО ЦИКЛА ОДНОСТУПЕНЧАТОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ
2.1. Переохлаждение жидкости и «сухой ход» компрессора.
2.2. Принципиальная схема паровой холодильной компрессионной
машины и ее теоретический рабочий цикл.
2.3. Построение цикла по заданным рабочим параметрам. Тепловой расчет цикла.
2.1. Переохлаждение жидкости и «сухой ход» компрессора.
Важное значение в практическом осуществлении цикла паровой холодильной компрессионной машины имеет охлаждение жидкости перед дросселиро-
|
ванием. Этот процесс, условно называемый переохлаж- |
|
дением, состоит в том, что сжиженный в конденсаторе |
|
хладагент подвергается дальнейшему воздействию хо- |
|
лодной воды и, сохраняя неизменным свое давление, |
|
охлаждается ниже температуры конденсации. Переох- |
|
лаждение может происходить в самом конденсаторе |
|
(при наличии противотока воды и хладагента), а также |
|
(главным образом в крупных холодильных установках) |
|
в специально устанавливаемом аппарате — переохлади- |
Рис. 2.1. Цикл с пе- |
теле. На s-T-диаграмме (рис. 2.1) этот процесс изобра- |
жен линией 3—3' постоянного давления, практически |
|
реохлаждением в s-Т |
совпадающей с левой пограничной кривой. |
диаграмме |
|
![](/html/2706/943/html_ZQln8xh7Bj.1Ytr/htmlconvd-vJ6EDQ30x1.jpg)
30
В результате переохлаждения без дополнительной затраты работы холодопроизводительность 1 кг хладагента возрастает на величину Δq0 = i3 +i'3 = i4 + i'4 соответствующую площадке b—4'—4—с—b.
Положительное влияние переохлаждения сказывается сильнее, когда применяемый хладагент имеет сравнительно низкую критическую температуру, близкую к условиям рабочего процесса. В таком случае достаточно даже небольшого переохлаждения, чтобы получить заметный эффект увеличения холодопроизводительности.
Характерная особенность описанного цикла паровой компрессионной машины — всасывание компрессором влажного пара и сжатие его в области насыщения, т. е. «влажный ход» компрессора. Такой режим работы при условии получения в конце адиабатного сжатия сухого насыщенного пара в теоретическом отношении наиболее выгодный, так как он приближает рабочий процесс холодильной машины к обратному циклу Карно. Однако в практических условиях предпочтителен «сухой ход» компрессора. Для осуществления сухого хода компрессора пары хладагента из испарителя направляют во вспомогательный аппарат, называемый отделителем жидкости. Отделившаяся жидкость возвращается обратно в испаритель и там производит холодильное действие, а сухой насыщенный пар поступает в компрессор. Всасываемый пар (точка 1 на рис. 2.2) компрессор сжимает в области перегретого пара до пересечения адиабаты сжатия 1—2 с кривой постоянного давления 2—2', которая в области перегрева уже не совпадает с изотермой. В состоянии точки 2 пар поступает в конденсатор, в котором вначале охлаждается до температуры насыщения (линия 2—2') и затем конденсируется при постоянной температуре.
При переходе от «влажного хода» компрессора к «сухому ходу» мы имеем, с одной стороны, увеличение холодопроизводительности Δq0, характеризуемое приростом площадки d—1'—1—a—d, а с другой стороны — увеличение затраты работы Δl, характеризуемое приростом площадки 1-2-2'-1'-1.
По сравнению с циклом Карно переход в область перегрева приводит к снижению холодильного коэффициента, так как приращение холодопроизводительности происходит при этом медленнее, чем увеличение работы. В целом переход к «сухому ходу» в теоретическом цикле с термодинамической точки зрения представляется малоцелесообразным.
|
|
Но «сухой ход» обладает очень важными преимуще- |
|
|
|
ствами в условиях действительного процесса. Эти пре- |
|
|
|
имущества сохраняются при любых режимах работы не- |
|
|
|
зависимо от того, какой хладагент используется в хо- |
|
|
|
лодильной машине. Основное преимущество «сухого хо- |
|
|
|
да» — значительное уменьшение интенсивности тепло- |
|
|
|
обмена между хладагентом и стенками цилиндра ком- |
|
|
|
прессора. Этот теплообмен, как увидим далее, приносит |
|
Рис. 2.2. Сравнение |
большой вред, так как уменьшает холодопроизводитель- |
||
ность компрессора и увеличивает затрату работы на про- |
|||
«Влажного хода» и |
|||
изводство холода. Кроме того, «сухой ход» устраняет |
|||
«Сухого |
хода» |
||
компрессора на s-T |
возможность аварий, возникающих при «влажном ходе» |
||
диаграмме |
|
вследствие гидравлических ударов в цилиндре ком- |