56 Получение холода при помощи

двухступенчатой холодильной машины

Достижение в охлаждаемом объеме низкой отрицательной темпера­ туры связано с одновременным стремлением сохранить высокую хо­ лодопроизводительность холодильной машины.

В частности, это стремление может быть обусловлено технологи­ческими соображениями, например необходимостью замораживания продуктов. Как известно, для замораживания 1 кг влаги следует отве­сти 335 кДж/кг тепла. Если в технологическом или торговом холо­дильном оборудовании следует получить низкую температуру возду­ха, порядка -40...-35 °С и при этом отвести значительное количество тепла, то необходимо, чтобы холодопроизводительность компрессора (0_о, Вт) обеспечивала погашение всех теплопритоков.

Холодопроизводительность компрессора зависит от удельной объ­емной холодопроизводительности холодильного агента

где

При одноступенчатом сжатии холодильного агента в поршневом компрессоре при отношении давлений конденсации и кипения боль­ше 9 удельная холодопроизводительность q_о, Дж/кг, невелика (рис. 7.15).

Она отображена площадью а-b-1-4-а под изотермой кипения. Кро­ме того, температура в точке 2 превышает допустимые для нормаль­ной работы компрессора значения.

При последовательном двухступенчатом сжатии холодильного аген­та полная удельная холодопроизводительность увеличивается, а ра­бота сжатия уменьшается.

Схема двухступенчатой холодильной машины отражена на рис. 7.16.

Теоретические основы получения искусственного холода Т32

Рис. 7.15

К обоснованию получения низкой температуры воздуха в охлаждаемом объеме

Низкотемпературный прилавок с установленной в нем двухступен­чатой холодильной машиной отражен на рис. 7.17

Холодильный агент из конденсатора 6 через жидкостной фильтр 5 проходит через капиллярную трубку 4, дросселируется (рис. 7.18, отрезок 5-6) и поступает в теплообменник 7, охлаждая пар, поступаю­щий из компрессора 1 в низкой ступени (отрезок 6-7).

Далее жидкий холодильный агент повторно дросселируется в ка­пиллярной трубке 4 (отрезок 7-8) и поступает последовательно в ис­парители 3 и 2 (отрезок 8-1). Пары из испарителя 2 откачиваются ком­прессором 1в, сжимаются (отрезок 1-2), охлаждаются после сжатия (отрезок 2-3) в теплообменнике 7 и направляются в компрессор вы

Холодильный прилавок с двухступенчатой холодильной машиной

Рис. 7.18

Получение холода при помощи двухступенчатой холодильной машины

Высокого давления 1а, где сжимаются (отрезок 3-4) до давления конден­сации (отрезок 4-5).

Достоинство такой схемы получения низкой температуры состоит в том, что наряду с низкой температурой обеспечивается получение высокой холодопроизводительности холодильной машины.

В отсутствие двухступенчатого сжатия (рис. 7.18) величина удель­ной холодопроизводительности q_о, кДж/кг, определялась площадью Применение схемы двухступенчатого сжатия позволило получить холодопроизводительность q_о кДж/кг, эквивалентную пло­щади а-с-1-8-а. Кроме того, при двухступенчатом сжатии затрачи­вается меньше энергии на совершение сжатия. Площадь 2-2'-4-3-2 эквивалентна энергетическим затратам на сжатие холодильного аген­та. При полном промежуточном охлаждении паров холодильного агента (отрезок 2-3) после их сжатия в компрессоре низкой ступени (1-2) обеспечивается уменьшение величины энергетических потерь.

Величина промежуточного охлаждения холодильного агента (отре­зок 2-3) определяется эффективностью этого процесса в теплообмен­нике, площадью поверхности теплообмена и другими факторами.