1.9. Холодопроизводительность компрессора и установки

Основной характеристикой холодильной установки является ее хо­лодопроизводительность, которая определяется свойствами хладагента и значениями температур его конденсации і_к и кипения 1^, т.е. = Ді_к, С изменением температури охлаждающего воздуха изменяется и температура кипения хладагента, а значит, и холодопроизводитель-ность установки. Зависимость от ^_к и ^ определяется на основе ви-ражения обьемной холодопроизводительности компрессора:

(1.29)

Уь

4

7ГР ²

• 5 • П • 2 • 60 — 47,1 5 • П • 2

(1.30)

где В — диаметр цилиндра, м; я — ход поршня, м; п вращения вала, об/мин; і — число цилиндров.

частота

Холодопроизводительность компрессора должна соответство-вать холодопроизводительности испарителя. В свою очередь коли-чество тепла, которое холодильная машина отнимает от охлаждае-мой средь в единицу времени, назьвается холодопроизводитель-ностью машиньї. Она определяется количеством хладагента О, про-ходящего в единицу времени (кг/ч), и его удельной массовой холо-допроизводительностью #0 (Дж/кг):

£0 = ^О#0 = ^О(І1 ^{- І}4^),

где #0 = І1 - І4 — разность знтальпий на границах процессов.

где У_д — действительний обьем всасиваемого пара, м³/ч.

Зто виражение дает теоретическое значение холодопроизводи-тельности любого компрессора с известними геометрическими раз-мерами цилиндров.

Обьем, описиваемий поршнями, зависит от размеров, числа цилиндров и частоти вращения коленчатого вала компрессора:

Установленньй в вагоне компрессор работает в различньх усло-виях зксплуатации, позтому имеет разную холодопроизводительность и меняющиеся рабочие обьемнье и знергетические характеристики. Основное влияние на холодопроизводительность и рабочие характе­ристики компрессора оказьівает степень сжатия £,_к. С увеличением сте-пени сжатия резко возрастают обьемнье потери за счет увеличения количества пара, расширяющегося из вредного пространства цилинд-ра. При зтом возрастает также температура сжимаемого пара и тепло-отдача к стенкам цилиндра. Холодопроизводительность компрессора снижается и при всасьвании им влажного пара.

Для одного и того же компрессора при неизменной частоте враще-ния коленчатого вала величина описьіваемого поршнем обьема \^ по-стоянна. Однако обьемная и массовая холодопроизводительность — соответственно #_у и #0, а также козффициент подачи в зксплуатации меняются. На них влияет температурньй режим работь холодильной машиньї, т.е. температурьі кипения 1^, конденсации ї_к и температура жидкого хладагента перед регулирующим вентилем ї_и.

При разньїх температурах ^_к и і_и холодильная машина с од­ним и тем же компрессором и постоянной частотой вращения вала обеспечивает разную холодопроизводительность и имеет различ-ную знергетическую зффективность. При повьшении температурь *0 и понижении температур (_к и (_и холодопроизводительность ма-шинм увеличивается, при понижении І0 и повьішении (_к и (_и — уменьшается. Наибольшее влияние на холодопроизводительность машиньї оказьівает температура кипения хладагента На рис. 1.16, а отрезки 4—1, 4'—1', 4"—1" вьгражают холодопроизводительность #₀. При снижении температурь кипения и постоянной температуре

конденсации зти отрезки почти одинаковь (#0 ~ #0' ~ #0"). Однако с понижением температурь кипения резко увеличивается удельньй обьем всасьваемого компрессором пара У1 из-за понижения давления в испарителе и падает обьемная холодопроизводительность. Пониже-ние температурь кипения на °С приводит к снижению холодопроиз­водительности аммиачньх машин на 6 %, фреоновьх — на 4 % .

Обьемная холодопроизводительность уменьшается также при по­вьішении температурь конденсации. Из диаграммь (рис. 1.16, б), где отрезки 4—1, 4'—1, 4"—1 вьражают холодопроизводительность, вид­но, что она уменьшается с повьшением температурь конденсации (#0 > #0' > #0"), тогда как удельньй обьем всасьівания остается неиз-менньм. Козффициент подачи с повьшением і_к тоже уменьшается.

Такое же влияние на снижение холодопроизводительности ком­прессора оказьівает и температура і_и.

Зависимость холодопроизводительности компрессора £0 от тем­ператур кипения и конденсации хладагента назьвается характери-стикой холодильного агрегата. Такие характеристики для отдель-ньх компрессоров приведень на рис. 1.17, 1.19.

Снижение температурь кипения в холодильньх машинах односту-пенчатого сжатия сопровождается повьшением давления, т.е. удель-ной работь сжатия, и одновременно снижением массовой производи-тельности. В результате возрастает тепловая напряженность компрес­

сора и алектродвигателя, если он встроен в компрессор. Несмотря на увеличение отво-да тепла в окружающую среду от циркули-рующего хладагента, повишается темпера­тура паров в компрессоре, перегреваются детали механизма движения и нагревается смазочное масло, ухудшаются условия ох-лаждения встроенного двигателя Наиболь-шие трудности связани с чрезмерним нагре-вом масла и ухудшением его смазивающих свойств. Зто заставляет применять специаль-ное принудительное охлаждение компрессо-ров или подбирать хладагент с более низкой температурой в конце сжатия.

Сравнивать различние холодильние компрессори и машини можно только при одинакових температур­них условиях (температурах кипения, конденсации, всасивания и переохлаждения перед регулирующим вентилем). Для сравнительной оценки холодопроизводительности машин установлени определен-ние температурние условия их работи, характеризующие номиналь-ную холодопроизводительность. В России приняти следующие тем­пературние режими номинальной холодопроизводительности ком-прессионних машин одноступенчатого сжатия (табл.1.4).

Таблица 1.4

Температурний режим	Температура, °С
	испарения	всасивания (в	конденсации	переохлаж­дения (и
Стандартний для аммиач-них машин	-15	-10	+30	+25
Стандартний для фрео­нових машин	-15	+15	+30	+25
Низкотемпературний для фреоновьгх машин	-35	20	+30	+25

Соотношение давлений конденсации и испарения Р_н/Р0 при стан­дартних температурах составляет для хладона КЛ2 — 4,07, для ам-миака — 4,94.

Характеристики комплектньїх холодильньїх агрегатов в отличие от компрессоров часто указьівают в зависимости от температурьі ок-ружающего воздуха, а не от температурьі конденсации хладагента. Хо­лодопроизводительность, подсчитанную при стандартньїх температу­рах, назьівают стандартной холодопроизводительностью <2о _ст.

В процессе зксплуатации холодильньїе установки вагонов рабо-тают в условиях непрерьівного изменения наружной температурьі. Естественно, при зтом меняются температурьі конденсации хлада­гента в конденсаторе, охлаждаемой атмосферньїм воздухом, и хо­лодопроизводительность машиньї. Температура кипения поддержи-вается такой, какая требуется для перевозимого груза. Холодопро-изводительность машинь , рассчитанную при рабочих условиях, на-зьівают рабочей холодопроизводительностью £>о р_аб.

Холодопроизводительность при рабочих и стандартньх усло-виях определяют по формулам:

^бо раб ^{— У}к ^ раб раб^{; (1.31)}

^бост ^{- У}к ^стст > (1.32)

где Хр_аб, Х_ст — козффициентьі подачи компрессора соответ­ственно при рабочих и стандартньїх температурах хладагента; Цу р_аб, Цу _ст — обьемньїе холодопроизводительности при таких же условиях. Зависимость между рабочей и стандартной холодо-производительностью вьражается уравнениями:

_ ^раб раб

бо раб - бо ст "7 ї (1.33)

^ ст ^уу ст

бо ст ^- бо раб 7 • (1-34)

^ раб ^уу раб

По зтим формулам пересчитьівают холодопроизводительность машинь с одних температурньх условий на любье другие.

Значения козффициентов подачи X и индикаторного КПД Г|; в зависимости от Р_к/Р_о для ориентировочньїх расчетов принимают по рис. 1.18, 1.15.

Для серийно випускаемих холо­дильних машин пользуются техни-ческой документацией и каталогами, где приводятся графические зависи-мости холодопроизводительности 2 = / (і _к) и потребляемой мощно­сти ІУ_ал = / (І0, і_к), построенние по результатам испитаний (рис. 1.19). В атом случае учтени и дополнитель-ние потери холода, имеющиеся в ре-альной машине (теплопритоки через трубопроводи, от вспомогательних механизмов, встроенних злектродвигателей и др.).

В хладотехнике различа-ют холодопроизводитель-ность установки _нетто и

²0 брутто^ ^{Первая из них —} ато полезная холодопро-

изводительность без по-

терь, соответствующая не-

посредственному расходу

холода на охлаждение гру-

зового помещения.

Вторая — холодопро-

изводительность компрес-

сора, равная сумме полез-

ного расхода холода и всех

потерь.

Коаффициент потерь

^є = ² 0 нетто^/2 0 брутто ^ха-рактеризует совершен-

ство конструкции холо-

дильной установки.

Для установок непос-

редственного охлаждения

Є = 0,90 + 0,96.