10.6 Потужність компресора й енергетичні втрати

У теоретичному компресорі, де відсутні втрати й стиск пари адіабатичний, витрачену потужність визначають по формулі

(10.20)

де — теоретична потужність компресора, кВт; - теоретична кількість циркулюючого холодильного агента, кг/с; і₁ і і₂ —ентальпія пари на початку й кінці стиску, кДж/кг. У дійсному компресорі енергетичні витрати збільшуються, і це відбувається головним чином за рахунок теплообміну пари зі стінками циліндра, опору в клапанах при усмоктуванні й нагнітанні, а також за рахунок тертя частин, що рухаються у компресорі.

Потужність, яка витрачується у дійсному робочому процесі на стискання холодильного агента у циліндрі компресора, називається індикаторною потужністю N_і. Її можна визначити по індикаторній діаграмі

_(10.21)

де — середній індикаторний тиск, тобто середній тиск у циліндрі ком- пресора, визначений по індикаторній діаграмі, Па; — об’єм, опису- ваний поршнем, м³/с.

Збільшення енергетичних витрат у дійсному процесі, в порівнянні з теоретичним, характеризується індикаторним коефіцієнтом корисної дії , що виражається відношенням теоретичної потужності до індикаторної потужності компресора :

(10.22)

Індикаторним к. к. д. виражають енергетичні втрати від теплообміну в циліндрі й від опору в клапанах при усмоктуванні й нагнітанні, однак він не враховує втрат на тертя в частинах компресора, що рухаються.

Потужність, підведена до вала компресора, називається ефективною потужністю . Вона може бути представлена сумою індикаторної потужності і потужності, що витрачається на подолання тертя в частинах компресора, що рухаються, :

(10.23)

Потужність, що витрачається на тертя, приблизно можна підрахувати по формулі

(10.24)

де Р_тр — умовна величина тиску тертя 0,04—0,0614 Па.

Втрати на тертя оцінюють механічним к. к. д. _мех, що виражається відношенням індикаторної потужності до ефективної

(10.25)

Потужність, витрачена в компресорі, залежить від режиму роботи машини. Якщо з підвищенням температури кипіння холодопродук- тивність зростає неухильно, то споживана потужність збільшується до певного максимального значення, а потім трошки знижується. Максимальне значення споживаної енергії відповідає певному співвідношенню між тисками у випарнику Р₀ й у конденсаторі Р_к:

(10.26)

Таким чином, при підборі електродвигуна треба потужність компресора підраховувати при режимі максимальної витрати енергії. Потужність електродвигуна

(10.27)

де η_п - к. к. д. пасової передачі (приблизно виражається величиною 95); η_ел -к. к. д. електродвигуна (залежно від його типу коливається в межах 0,8-0,9).

При зіставленні різних компресорів характерною величиною є холодопродуктивність, віднесена до затрачуваної потужності, що відповідає холодильному коефіцієнту машини.

Теоретичний холодильний коефіцієнт

(10.28)

Ефективний холодильний коефіцієнт

(10.29)