Энергетические потери

П ри осуществлении действительного процесса в цилиндре компрессора расходуется больше энергии на сжатие 1 кг холодильного агента, чем это требуется теоретически. Разность затрат энергии в действительном и в теоретическом процессах называется энергетическими потерями.

Особенно сильное влияние на энергетические потери оказывают теплообмен в цилиндре и величина гидравлических сопротивлений во всасывающей и нагнетательной линиях компрессора. Чем интенсивнее теплообмен в цилиндре и чем больше гидравлические сопротивления во всасывающей и нагнетательной линиях компрессора, тем больше энергетические потери.

Об энергетических потерях в цилиндре компрессора в той или иной степени можно судить по действительной индикаторной диаграмме компрессора, а также сопоставляя действительный и теоретический процессы сжатия компрессором паров холодильного агента в s, T-диаграмме. На рис.14 показаны схематически в s, T-диаграмме действительный и теоретический процессы сжатия холодильного агента от давления в испарителе (p₀) до давления в конденсаторе (p). Теоретический процесс сжатия на этом рисунке изображен адиабатой 1'-2', действительный процесс - кривой 1-2, значительно отличающейся от адиабаты. Действительный процесс сжатия протекает по политропе с переменным показателем n, зависящим от интенсивности теплообмена в цилиндре и направления потока тепла. В начале действительного процесса сжатия от горячих стенок цилиндра, нагретых в предыдущих процессах сжатия и нагнетания, тепло переходит к холодильному агенту. В этом случае показатель политропы n больше показателя адиабаты k, и политропа отклоняется вправо. На промежуточном этапе процесса сжатия температуры холодильного агента и стенок цилиндра выравниваются - показатель n снижается до показателя k и политропа имеет вид вертикальной линии. В конце процесса сжатия температура сжимаемого холодильного агента превышает температуру стенок цилиндра, и тепло от него начинает переходить к стенкам цилиндра. Политропа при этом отклоняется влево, так как показатель ее становится меньше показателя адиабаты.

Отрезок 1'-a (см. рис.14) изображает процесс подогрева холодильного агента во всасывающей полости компрессора, a-b - дросселирование во всасывающих клапанах, b-c - подогрев холодильного агента от стенок цилиндра, c-1 - процесс подогрева всасываемого холодильного агента при смешении с парами, оставшимися во вредном пространстве, 2-d - охлаждение нагнетаемого холодильного агента через стенки и крышку цилиндра и d-e - дросселирование холодильного агента в нагнетательном вентиле. Как видно, действительно затрачиваемое в цилиндре компрессора количество энергии на сжатие холодильного агента изображается большей площадью, чем в теоретическом случае. Следовательно, на осуществление действительного процесса сжатия компрессором паров холодильного агента затрачивается больше энергии, чем требуется теоретически.

Увеличение действительной затраты работы в цилиндре компрессора против теоретической, т.е. энергетические потери в цилиндре компрессора учитываются индикаторным коэффициентом полезного действия η_i этого компрессора.

Индикаторным коэффициентом полезного действия компрессора называется отношение теоретической мощности N_теор к индикаторной мощности N_i действительного компрессора, т.е.

. (17)

Индикаторный к.п.д. зависит от характера рабочего процесса компрессора и определяется в основном теми же условиями, что и коэффициент подачи. Числовые его значения, так же как и значения коэффициентов подачи для различных типов машин, в зависимости от отношения давлений p/p₀ (рис.13) приводятся в виде графиков в справочной и учебной литературе.