4.4 Параметры работы холодильной машины
Температура конденсации зависит от температуры охлаждающей среды.
При водяном охлаждении конденсаторов, сначала определяется температура воды входящей на конденсатор, которая выше температуры по мокрому термометру для данной местности на 3 … 4 0С:
,
(14)
где
- температура воды, входящей на конденсатор,
0С;
tмт – температура по мокрому термометру, зависящая от температуры и относительной влажности окружающего воздуха,0С.
Температура воды, выходящей из конденсатора определяется как сумма температуры воды входящей на конденсатор и ее подогрева в нем, равного
3 … 5 0С:
.
(15)
Затем определяется температура конденсации, которая обычно выше температуры воды выходящей из конденсатора на 2 … 6 0С:
.
(16)
При применении конденсаторов воздушного охлаждения температуру конденсации принимают равной:
.
(17)
Температура кипения холодильного агента в испарителях камеры принимается ниже температуры в камере:
.
(18)
Во избежание возникновения гидравлического удара в компрессоре, всасываемый пар необходимо перегревать. При этом температура всасывания пара в компрессор определяется выражением:
,
(19)
где
-
перегрев на всасывании, зависящий от
применяемого холодильного агента, 0С.
Для аммиака (R717) принимается равным 5… 10 град., для фреона R22 - = 15 … 30 град.
4.5 Термодинамический цикл холодильной машины
Для построения цикла используются тепловые диаграммы холодильных агентов, построенные в координатах давление – энтальпия (lgP – h) или температура – энтропия (T - S). Диаграммы показаны на рисунке 9, а значения параметров для аммиака и хладона R22 приведены в приложении Г.
На тепловых диаграммах изображаются линии постоянных значений параметров холодильных агентов: давления P, температуры T, энтальпии h, энтропии S, удельного объема v, а также изменение агрегатного состояния в зависимости от принятых координатных осей.
а) – диаграмма lg P - h
Рисунок 9 - Диаграммы теплофизических свойств холодильных агентов
Пограничные кривые на диаграммах показывают границы фазового перехода из одного агрегатного состояния в другое, на пограничной кривой холодильный агент имеет состояние насыщения.
По известным теплофизическим параметрам отдельных точек цикла и характеру прохождения процессов определяются положения характерных точек цикла работы холодильной машины.
Последовательность построения цикла холодильной машины в термодинамических диаграммах приведена на рисунке 10.
Из испарителя выходит сухой насыщенный пар и точка, характеризующая это состояние, лежит на пересечении правой пограничной кривой с изотермой температуры кипения t0 (точка 1/). После испарителя пар холодильного агента перегревается на величину , положение точки 1, характеризующее данное состояние, определяется на пересечении изобары P0 и изотермы tвс.
Процесс сжатия пара в цилиндре компрессора проходит по адиабате. Положение точки 2 (конец процесса сжатия) определяется на пересечении линии постоянной энтропии S1 и изобары давления конденсации Pк. Процесс охлаждения и конденсации происходит при постоянном давлении (Pк= const).
На выходе из конденсатора холодильный агент принимает состояние насыщенной жидкости – состояние точки 3, расположенной на левой пограничной кривой.
В регулирующем вентиле происходит процесс резкого понижения давления от Pк до P0. Данный процесс называется дросселированием и проходит по линии постоянной энтальпии h3. После регулирующего вентиля холодильный агент находится в состоянии влажного пара – точка 4, определяемая на пересечении линии постоянной энтальпии h3 и изобары P0.
Таким же образом определяются положения всех характерных точек цикла и все удельные теплофизические параметры этих точек, которые представляются в виде таблицы 2.
Таблица 2 – Параметры характерных точек цикла
N |
Давление P, Мпа |
Температура t, 0С |
Энтальпия hi, КДж/кг |
Удельный объем v, м3/кг
|
Термодинамическое состояние холодильного агента |
1/ |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
а)
S3 S4 S2 ‘ S1 ‘ S
(б)
Рисунок 10 - Циклы холодильной машины в диаграммах h – 1gР (а)
и S -Т (б)