2.2. Холодопродуктивність

Холодопродуктивність - це кількість теплоти Q₂, яка відбирається від обєкту охолодження в одиницю часу, кДж/с, кДж/год. Вона визначається в результаті проведення калоричного розрахунку. При цьому враховується: приплив теплоти через зовнішні огородження (стінки) приміщення або стінки холодильника Q₂^ст; кількість теплоти, відведена від продуктів при їхньому охолодженні або замороженні, Q₂^пр; приплив теплоти із зовнішнім повітрям при вентиляції камер Q₂^в, інші експлуатаційні теплоприпливи Q₂^е.

Теплове навантаження на холодильне обладнання визначається сумою усіх тепло припливів

 Q₂ = Q₂^ст + Q₂^пр + Q₂^вн + Q₂^е. (5.6)

Основою для визначення потрібної холодопродуктивності холодильної установки є підсумкові дані калоричного розрахунку, визначені за рівнянням (5.6).

При робочих умовах холодопродуктивність невеликих холодильних машин визначається за формулою:

(5.7)

де  = 1,05 : 1,07 коефіцієнт, враховуючий теплоприпливи через стінки трубопроводів і апаратів низького тиску;

в - коефіцієнт робочого часу.

Середня температура кипіння холодоагенту за цикл t_о.ц. визначається, 2:

(5.8)

де k_б, F_б - відповідно коефіцієнт теплопередачі випарних батарей і площа їхньої поверхні;

t_к - температура в камері.

В каталогах і довідниках холодопродуктивність компресорів дається в порівняльних умовах роботи (однакові температури кипіння t_о і конденсації t_кон., тому холодопродуктивність в робочих умовах Q_2роб. відрізняється від стандартної холодопродуктивності.

3. Лабораторна установка - холодильний шкаф шх-0,4 м.

Холодильний агрегат типу Вс_р - 0,35-1 являє собою замкнуту герметичну систему, яка складається з герметичного ротаційного компресору 1, конденсатору 2, повітряне охолодження якого забезпечується осьовим вентилятором, фільтру 3, дроселю - капілярної трубки 4 і випарника 5. Випарник 5 розміщується в холодильній камері 6 обємом 0,4 м³. Система заповнюється холодоагентом фреоном-12 в суміші з фреоновим маслом ХФ-12-16.

Рис. 5.2. Схема і цикл парокомпресійної холодильної установки

Робота і процеси холодильного агрегату:

1-2 - незворотній процес дроселювання рідинного холодоагенту в дросель-капілярній трубці - 4. Діаметр трубки малий, близько 2 мм. При протіканні холодоагенту через трубку, внаслідок великих втрат енергії на тертя, фреон із рідинного стану переходить у стан вологої насиченої пари з малим значенням степені сухості Х  0,1 - 0,2. Пара складається з молекул та крапель рідини. В такому стані фреон надходить у випарник 5.

2-3 - ізобарно-ізотермічний процес випаровування крапель холодоагенту у випарнику 5. При цьому від обєкту охолодження відводиться теплота Q₂^пр., а також теплота інших теплоприпливів: Q₂^ст., Q₂^в, Q₂^е. Теплота відводиться за рахунок різниці температур між температурою середовища у камері і температурою кипіння у випарнику. Температура у камері вища. Відведена теплота шляхом теплопередачі через стінки випарника передається краплям рідини і витрачається на їх випаровування.

При випаровуванні ступінь сухості пари підвищується і стає близьким до одиниці.

3-4 - адіабатне стискування пари фреону у ротаційному компресорі 1. При цьому пара дещо перегрівається.

4-5 - ізобарний процес охолодження перегрітої пари у конденсаторі 2. При цьому пара з перегрітого стану переходить у стан сухої насиченої.

5-1 - ізобарно-ізотермічний процес конденсації пари у конденсаторі 2. Пара із стану сухої насиченої переходить у рідинний стан. В такому стані холодоагент проходить фільтр 3, в ньому затримуються механічні домішки. Після фільтру рідинний холодоагент знову надходить на трубку 4, цикл замикається.

Кількість теплоти Q_{2 роб.}, яка відбирається з камери охолодження 1, відповідає площі окресленій лініями а-1-2-3-с-а, теплоті Q₁, яка віддається в конденсаторі в навколишнє середовище відповідає площа, окреслена лініями а-1-5-4-3-с-а.

Затрачена робота в циклі окреслена лініями 1-2-3-4-5-1.

Робота холодильної установки включає в себе: робочий період _роб. - це час, на протязі якого відбувається відведення теплоти від обєкту, що охолоджується (період роботи компресора), в такому режимі температура всередині холодильної камери знижується; неробочий період _нер, - час зупинки компресора; на протязі цього часу температура всередині холодильної камери підвищується за рахунок теплообміну з навколишнім середовищем. На протязі робочого періоду холодоагент звершує замкнутий цикл.

Відношення часу робочого періоду до часу роботи холодильної установки називають коефіцієнтом робочого часу.

(5.9)