125,6 Єтеор _ _ 3,73

171,8

^єтеор _ _ ^3,73

Теоретическая

^Лтеор

^Лтеор

26,7

мощность, затра-чиваемая ком-прессором, кВт: в зависимости от О

Л^теор = Оді б₀

Лтеор

1000є _теор

_

Л_теор = 0.0794-33,6 = = 26,7

100000

1000 - 3,73

_

Лтеор = 0.0585-46 = 26,9

100000

1000 - 3,73

26,9

Индикатор-нмй КПД

Индикаторная

мощность, кВт

Мощность трения, кВт Зффективная мощность, кВт

Мощность на

валу двигате-

ля, кВт Тепловая на-

грузка на кон­денсатор и пере-охдадитель, Вт

ці = X_п + Ь(

_Л Лтеор Лі _

ц_і

Л_тр = У_ьР_тр Л_а = Л+Лр

Лдв

б_к = О(і₂ - і₃')

ц_і = 0,834+0,001

(- 20) = 0,814 26,28

32,8

0,814

Л_тр = 0,147-59 = 7,1 Л_а = 32,8+7,1 = 39,9

Лдв

39,9

41,56

0,96

б_к = 0,0794

(603 - 443,8) 10³ = 127040

ц_і = 0,834+0,001

—

—

(- 20) = 0,814 26,9

33

0,814

38,2

Л_тр = 0,075 49 = 3,68 Л_а = 33+3,68 = 36,68

Лдв

36,68

0,96

б_к = 0,0585

(670 - 452,2) 10³ = 127530

Пример. Произвести тепловой расчет фреонових холодильних машин с вертикальними компрессорами холодопроизводительно-стью 100000 Вт при условиях работи и параметрах узлових точек

цикла холодильной машини, приведенних в таблице.

По диаграмме і-Ідр находим антальпии всех точек (рис 1.8, в) для хладона К12 и фреона К22 (табл...). Удельние обьеми пара нахо­дим по диаграммам в точке 1'. Формули, по которим виполнен расчет, и результати расчета указани в таблице.

По стандартной холодопроизводительности: для хладона КЛ2 £>_ос = 134500 Вт и для фреона К22 () _ос = 105000 Вт и по обьему, описанному поршнями, для хладона КЛ2 = 529,2 м³/ч и для фре-она К22 У_н = 270 м³/ч, можно подобрать компрессор для каждой холодильной установки.

Зависимость холодопроизводительности компрессора и потреб-ляемой мощности от температурного режима назьівают характери-стикой холодильной машиньї. Каждой холодильной машине свой-ственна определенная характеристика, которая учитьвает особен-ности конструкции, термодинамического цикла, осуществляемого в машине, и свойства рабочего вещества.

Диаграмма Ідр- і. Сетку диаграммьі составляют горизонтальніше линии — изобарьі и вертикальніше линии — изознтальпьі. Для бо-лее отчетливого изображения тепловьх процессов обьчно по оси ординат применяют логарифмический масштаб (Ідр). На диаграм­ме нанесеньї линии постоянньїх І, 8, х, V (рис. 1.8,б). Преимуществом диаграммьі і-Ідр является то, что теплота и работа в зтой диаграм­ме изображаются не площадями, а отрезками по оси абсцисс, Так, теплота, подведенная в изотермическом процессе 1—2, равна раз-ности знтальпий — і'і или отрезку 1—2.

1.6. Классификация и теплотехнические основи работьі холодильних машин

Холодильная машина обеспечивает понижение температури в ог-раниченном пространстве (в холодильной камере) ниже температу-рь окружающей средь и поддерживает там требуемьй температур-ньй уровнь в течение определенного времени. Принципиальная воз-можность работь холодильной машинь , связанная с непрерьвньм переносом теплоть от менее нагретого тела (охлаждаемого), находя-щегося в холодильной камере, к более нагретому — окружающей среде, согласно второму закону термодинамики может бьть реали-зована затратой внешней знергии. Теплоту, передаваемую при тем-пературе ниже температурь окружающей средь , назьвают холодом.

В холодильньх машинах передачу холода осуществляют с помо-щью рабочего тела — холодильного агента (хладагента), в качестве которого используют газь , парь и воднье или металлические ра-створьі. Особенность газових, в частности, воздушньгх машин, со­стоит в том, что хладагент в процессе работь не изменяет свое агре-гатное состояние. В паровьх холодильньх машинах рабочее тело претерпевает фазовьіе превращения по схеме пар—жидкость—пар; в машинах, работающих на растворах, периодически изменяют кон-центрацию раствора, что приводит к изменению теплового взаимо-действия — к чередованию поглощения и вьделения теплоть .

Работу холодильной машиньї можно осуществить, используя в ка-честве внешней знергии механическую, тепловую или злектрическую. Машиньї двух последних типов назьівают соответственно теплоисполь-зующими и термозлектрическими. Одним из основньх процессов в непрерьвно действующей холодильной машине с затратой механичес-кой или тепловой знергии является процесс сжатия рабочего тела. Машинь , в которьх такой процесс осуществляют механическими аг­регатами, компрессорами—назьівают компрессорньгми: при исполь-зовании для сжатия струйньх аппаратов (зжекторов) — зжекторнь -ми; при использовании термохимических компрессоров, работающих по принципу химической абсорбции, — абсорбционньїми.

В качестве компрессорньїх агрегатов в холодильньїх машинах применяют компрессорьі обьемного сжатия — поршневьіе, ротор-ньіе, винтовьіе, а также кинетического сжатия—лопаточньїе (в боль-шинстве случаев центробежного типа). В зависимости от числа сту-пеней повьшения давления (ступеней сжатия) в компрессоре холо-дильнье машинь подразделяют на одно, двух и- и многоступенча-тье для получения низких температур.

По температурному уровню, с которого производят отвод теп-лоть , холодильнье машинь всех типов подразделяют на:

• вьісокотемпературньїе (диапазон охлаждения от -10 до +20 °С);

• среднетемпературньїе (от -30 до -10 °С);

• низкотемпературнье (ниже -30 °С).

По тепловой мощности — холодопроизводительности для хо-лодильньх машин принята условная градация: малая до 15 кВт, средняя 15—120 кВт и большая свьше 120 кВт.

Сравнение паровьх холодильньх машин по зтому показателю проводят по значению стандартной холодопроизводительности, которое соответствует стандартньм температурам кипения и кон-денсации рабочего тела -15 и +30 °С.

По назначению холодильнье машинь делят на стационарнье (универсальнье), транспортнье и специализированнье.

Наиболее распространени паровие компрессорние холодильние машини, обладающие лучшими анергетическими и удельними по-казателями по габаритним размерам и массе. В диапазоне малой и средней мощности установки с машинами такого типа аффективно перекривают весь требуемий температурний уровень охлаждения. Однако, как и все установки с машинними агрегатами, они доста-точно сложни, дорогостоящи и не обладают високой надежностью.

Абсорбционние холодильние машини прости по устройству, не имеют машинних агрегатов, а следовательно, дешеви, надежни и удобни в аксплуатации. В установках такого типа могут бить ис-пользовани вторичние анергетические ресурси, в частности, отра-ботавшие гази теплових двигателей. Существенний недостаток абсорбционних машин, сдерживающий их использование в транс­портних холодильних установках, — ато неудовлетворительние удельние показатели по габаритним размерам и массе.

Термоалектрические холодильние машини, в которих осуществ-ляется безмашинное преобразование алектрической анергии в теп­ловую, наиболее прости, надежни и удобни. Недостатки термозлек-трических машин (малая аффективность и високая стоимость) ог-раничивают их применение високотемпературними установками малой мощности.

Сравнительная оценка показателей работи холодильних уста­новок, позволяющая установить конкретние количественние гра-ници оптимального использования машин того или иного типа в требуемом температурном диапазоне, весьма затруднительна. Труд-ность такой оценки связана не только с необходимостью определе-ния приведенних затрат на получение холода по большому числу факторов (анергетических, акономических, габаритних и т.п.), но и учета специфических требований аксплуатации. В частности, для транспортних холодильних установок требования по габаритним размерам, массе и надежности часто оказиваются важнее, чем тре-бования по минимуму приведенних затрат на получение холода.

Непреривное действие холодильной машини обеспечивает кру-говой термодинамический процесс изменения состояния рабочего тела, називаемий обратним или холодильним циклом. Баланс анер-гии такого цикла:

⁰0 + = ⁰Р (1.9)

где 60 — теплота, отводимая от рабочего тела в процессе ох-лаждения (холодопроизводительность машиньї); Ьц — внешняя знергия, затрачиваемая на совершение цикла; 61 — теплота, пере-даваемая окружающей среде.

Термодинамическую зффективность холодильного цикла оцени-вают холодильним козффициентом:

є = б/Ьц. ^(1.10)

Холодильньїй козффициент определяет удельную холодопроизво­дительность (работоспособность) машиньї, т.е. количество тепло-ть , отводимой в процессе охлаждения на единицу затрачиваемой знергии. Холодильньй козффициент и удельная холодопроизводи-тельность — основньїе знергетические показатели работьі холодиль-ной машинь .

Оценку зффективности теплоиспользующих холодильньїх машин производят по величине теплового козффициента

¥ = 606ц, (1.11)

где бц — внешняя тепловая знергия, затрачиваемая на соверше-ние цикла.

Связь между тепловьм и холодильньм козффициентами с дос-таточной для практических целей точностью может бьть вьраже-на соотношением:

где — температурньїй уровень тепловой знергии, затрачивае-мой на совершение цикла; Т1 — температура окружающей средьі.