2.12. Циклы холодильных установок и теплотрансформаторов

Обратный цикл Карно. Холодильный коэффициент и эксергетический КПД. Требования, предъявляемые к рабочим телам холодильных установок. Схема и теоретический цикл газовой холодильной установки. Способы увеличения эксергетического КПД и холодопроизводительности. Принципиальная схема и цикл парокомпрессионной холодильной установки.

Пароэжекторная холодильная установка. Абсорбционная холодильная установка. Принципиальные схемы и изображение циклов в р-v и T-s - диаграммах.

Принципиальная схема теплового насоса. Понятие о коэффициенте теплоиспользования.

Методические указания

При изучении циклов различных холодильных установок нужно обратить внимание на то, что как для тепловых двигателей, так и для холодильных машин эталоном является цикл Карно. Термический КПД любого цикла сравнивается с КПД цикла Карно в этих же пределах температур. Для холодильных установок холодильником является внешняя атмосфера или вода, у которой температура ниже температуры холодильника, а источником теплоты - содержимое холодильной камеры, у которого температура выше хладоагента. Поэтому эквивалентным циклом Карно для холодильной установки будет цикл, осуществляемый- между температурами холодильника (воздух, вода) и источника (охлаждаемый объем холодильной камеры). Знание классификации и принципиальных схем Холодильных установок позволяет правильно выбирать соответствующий тип холодильной установки. Усвоив учебный материал, студент сможет анализировать с помощью T-s- диаграммы работу и расчеты этого цикла. В паровой компрессионной холодильной установке не применяется расширительный цилиндр (детандер), а рабочее тело дросселируется в регулировочном вентиле. Это ведет к потере холодопроизводительности, но, упрощая установку, позволяет легко регулировать давление пара и получать низкую температуру в охладителе. Тепловые насосы также работают по обратному циклу. В них теплота, забираемая от окружающей среды, с помощью затраченной работы повышает энергетический уровень рабочего тела и при более высокой температуре отдается внешнему потребителю. Необходимо понять принципиальную схему и работу теплового насоса и уяснить понятие коэффициента теплоиспользования. [4, с. 344-367].

Вопросы для самопроверки

1. Классификация холодильных установок.

2. Что называется холодильным коэффициентом?

3. Приведите принципиальную схему воздушной холодильной установки и опишите ее работу.

4. Изобразите идеальный цикл воздушной холодильной установки и опишите процессы, осуществляемые в ней.

5. Приведите принципиальную схему работы паровой компрессионной холодильной установки и опишите ее работу.

6. Чем отличается работа теплового насоса от работы холодильных установок?

2.13. Элементы химической термодинамики

Первое начало термодинамики в термохимии. Тепловой эффект реакции. Закон Гесса и его следствия. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Стандартный тепловой эффект. Второй закон термодинамики в термохимии. Закон действующих масс. Степень диссоциации. Термодинамические свойства диссоциирующих газов. Константа равновесия и максимальная работа реакции. Зависимость константы равновесия от давления и температуры. Тепловая теорема Нернста. Абсолютная энтропия. Стандартные значения термодинамических функций веществ.