УДК 621.57

Рецензент: профессор, д.Т.Н. Андрей Владимирович Чернышев

Колосов М.А., Полянский А.Р.

Расчет одноступенчатых парокомпрессионных холодильных машин: Методические указания к решению задач по курсу «Энергетические машины и установки». – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 40 с.

В издании рассмотрены два варианта исполнения одноступенчатой паровой компрессионной холодильной машины: простой и с регенеративным теплообменником; описаны методики теплового расчета таких машин. Приведен численный пример теплового расчета простой одноступенчатой машины и холодильного поршневого компрессора. Представлены исходные данные для индивидуальных заданий.

Методические указания предназначены для студентов 3-го и 4-го курса энергомашиностроительного факультета и других факультетов, изучающих курсы "Объемные компрессорные и расширительные машины" и "Энергетические машины и установки".

Рекомендовано Учебно-методической комиссией НУК "Энергомашиностроение" МГТУ им. Н.Э. Баумана

Колосов Михаил Анатольевич

Полянский Александр Ромилович

РАСЧЕТ ОДНОСТУПЕНЧАТЫХ ПАРОКОМПРЕССИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

(С) 2014 мгту им. Н.Э. Баумана введение

Паровые компрессионные холодильные машины (ПКХМ) являются наиболее распространенным типом холодильных машин. В одноступенчатом исполнении они применяются для охлаждения до –40 ºС. Для охлаждения до температуры –80 ºС, используются ПКХМ со ступенчатым сжатием. Еще ниже, для охлаждения примерно до температуры –170 ºС, применяются каскадные ПКХМ. При получении таких температур эффективность машин данного типа, как правило, выше эффективности машин другого типа. Общим правилом является то, что с понижением температуры охлаждения возрастают сложность холодильного цикла и соответствующей ПКХМ. Так, например, для получения температур ниже –80 ºС используются каскадные холодильные машины, которые представляют собой связку из нескольких одноступенчатых ПКХМ. Мощность охлаждения (холодопроизводительность – Q₀, Вт) отдельной ПКХМ может составлять как несколько Вт, так и десятки МВт.

Например, для спортивного катка стандартного европейского размера 60 м × 30 м с искусственной ледовой ареной в закрытом помещении характерны холодопроизводительности в сотни кВт. Холод используется для охлаждения поля и кондиционирования помещения. Холод для охлаждения ледовой арены вырабатывается на уровне –20…–18 ºС, а для системы кондиционирования помещения - на уровне –5…0 ºС. Как показывает практика, для решения этих задач наиболее эффективны одноступенчатые ПКХМ. Такие ПКХМ могут иметь простое, регенеративное или экономайзерное исполнение.

Эффективность холодильного цикла зависит в основном от температуры охлаждения и температуры окружающей среды. Кроме этого, эффективность цикла зависит от типа компрессора, характеристик рабочего тела, схемы цикла, типов теплообменных аппаратов и т.д.

Главной особенностью ПКХМ является то, что рабочее тело (хладагент, фреон) в процессе рабочего цикла непрерывно меняет свое фазовое состояние: испаряется или конденсируется. Основными элементами такой холодильной установки являются: компрессор, конденсатор, устройство для расширения газа и испаритель. Для сжатия хладагента используются компрессора различных типов: поршневые, винтовые, центробежные, спиральные или другие.