Задание для расчета

1. Рассчитать холодильную установку по данным, представленным в таблицах 1 та 2.

2. Выполнить необходимые термодинамические расчеты. Построить цикл холодильной установки в координатах Т – S, H – S, E – H.

3. Построить графики изменения температур потоков в испарителе, конденсаторе и охладителе.

4. Провести эксергетический анализ установки и дать рекомендации по уменьшению потерь на необратимость в ее элементах.

5. В соответствии с расчетами выполнить подбор холодильного компрессора, испарителя и конденсатора.

Таблица 1

Данные для расчета холодильной установки

Индекс группы	Предпоследняя цифра зачетной книжки	Холодопродуктивность установки, , кВт
		фреон-12	аммиак
ХТ – 1	0	50	–
	1	–	500
	2	55	–
ХТ – 2	0	–	550
	1	60	–
	2	–	600
ХТ – 3	0	65	–
	1	–	650
	2	70	–
ХТ – 4	0	–	700
	1	80	–
	2	–	750

Таблица 2

Данные для расчета холодильной установки

Последняя цифра зачетной книжки	Температура рассола в испарителе		Температура води в конденсаторе		Температура артезианской води на входе, , С	Расход артезианской води, , кг / с
	вход, , С	выход, , С	вход, , С	выход, , С
0	-12	-20	20	30	10	1,8
1	-14	-24	19	29	11	1,6
2	-16	-26	18	28	12	1,9
3	-20	-29	20	30	13	2,0
4	-18	-28	21	31	10	1,7
5	-12	-22	19	30	11	1,5
6	-22	-31	18	29	12	1,8
7	-15	-25	20	31	13	1,9
8	-19	-27	19	32	10	1,7
9	-14	-24	21	30	11	2,0

1. Обоснование выбора типа холодильной установки

По виду хладагента холодильные установки подразделяются на 2 основные группы:

1. Газовые (воздушные) холодильные установки, в которых хладагентом является воздух, находящийся в состоянии, далеком от линии насыщения.

2. Паровые холодильные установки, в которых используются в качестве хладагента пар разных веществ, характеризующихся низкой температурой кипения (аммиак, фреон, углекислый газ).

Паровые холодильные установки подразделяются на парокомпрессионные, пароэжекторные и абсорбционные.

Отдельную группу составляют термоэлектрические холодильные установки, принцип действия которых основан на использовании эффекта Пельтье, а также установки, базирующиеся на эффекте Этингсхаузена. В холодильных установках этого типа хладагент отсутствует. Холодильные установки, работающие при температурах ниже 120 К называются криогенными.

Производство искусственного холода значительной степенью определяется необходимой температурой охлаждения. Условно рассматривают:

- умеренное охлаждение (диапазон температур от комнатных до – 100 С);

- глубокое охлаждение (до температур ниже – 100 С).

Для газовых холодильных установок расчеты показывают низкие величины относительного холодильного коэффициента. Относительный холодильный коэффициент – это отношение холодильного коэффициента данного цикла к холодильному коэффициенту обратного цикла Карно. Кроме того, вследствие малой теплоемкости воздуха, теплота тоже мала. Поэтому необходим большой объем циркулирующего воздуха и установка получается громоздкой. Однако использование воздуха в качестве хладагента перспективно в установках с турбокомпрессорами и турбодетандерами.

В химической технологии часто используют охлажденную воду с температурой 276 – 283 К, которую можно получить или в пароэжекторной или в абсорбционной холодильных установках. Эти установки позволяют экономить топливно-энергетические ресурсы, поскольку они могут использовать вторичные энергоресурсы.

Для получения температур ниже 273 К используются парокомпрессионные холодильные установки.

Парокомпрессионная холодильная установка имеет значительно больший холодильный коэффициент, чем воздушная холодильная установка, также и холодопродуктивность. Поэтому является более термодинамически совершенной при небольшом температурном перепаде.

В качестве хладагента в парокомпрессионных холодильных установках используют чаще всего аммиак или фреон.

Фреоны наиболее распространены в современных компрессионных холодильных установках. Они химически стойкие, не токсичные, не взаимодействуют с конструкционными материалами.

Аммиак широко используется в поршневых компрессионных установках. Основные преимущества аммиака: небольшой удельный объем при температурах испарения в основной области его использования, большая теплота испарения, легкость обнаружения протечки, незначительная растворимость в масле, не оказывает коррозионного действия на стальные конструкции.