§ 3. Термодинамические показатели

Холодильные агенты отличаются большим разнообразием термодинамических свойств. Об этом свидетельствует характер протекания пограничных кривых различных агентов на энтропийной диаграмме (рис. 19).

Молекулярная масса холодильного агента , теплота парообразования и нормальная температура кипения связаны между собой уравнением

. (6)

Величина называется числом Трутона. Для большинства холо- дильных агентов . При сравнительно близких значениях вещества с малой молекулярной массой (аммиак) имеют большую скрытую теплоту парообразования и, наоборот, вещества с большой молекулярной массой (фреоны) имеют малую теплоту парообразования. Соответственно этому изменяется и расстояние между пограничными кривыми для разных холодильных агентов.

Важными термодинамическими параметрами хладагентов являются рабочие давления и в аппаратах холодильной машины (испарителе и конденсаторе). В табл. 3 приведены рабочие давления для разных холодильных агентов, указаны разности - ,которые определяют усилия на механизм движения компрессора. Термодинамические показатели 33

потери энергии на трение, даны отношения характеризующие работу компрессора. Все эти величины зависят от нормальной температуры кипения хладагента . С увеличением величины

уменьшаются, а степень сжатия , наоборот, возрастает.

Рис. 19. sТ-диаграмма с пограничными кривыми

холодильных агентов

В машинах, работающих на углекислоте, давления очень высоки. Это обстоятельство объясняется близостью критической

Таблица 3

Давление в аппаратах холодильных машин, работающих на разных агентах (при температуре кипения и температуре

конденсации )

34 Рабочие вещества паровых холодильных компрессионных машин

точки к условиям рабочего процесса. При работе на аммиаке, фреоне-22, фреоне-12 и хлористом метиле давления умеренные. Для остальных хладагентов при температурах кипения ниже —10° С характерно наличие вакуума в испарительной системе. Последнее весьма нежелательно вследствие проникновения в си­стему воздуха (а вместе с ним и влаги). Особенно вредна влага в машине, работающей на так как в ее присутствии образуется серная кислота, которая разрушает детали.

Важное значение для характеристики хладагента имеет вели­чина объемной холодопроизводительности агента, определяемая отношением холодопроизводительности 1 кг агента к удельному объему всасываемого пара , т. е.

.

Величина представляет холодопроизводительность на всасы-ваемого пара. Чем больше , тем меньше размеры компрес­сора

(табл. 4).

Наибольшую объемную холодопроизводительность имеет угле­кислота. Соответственно цилиндр углекислотного компрессора имеет наименьший объем. Однако чрезмерно высокие давления в аппаратах углекислотной машины являются серьезным пре­пятствием для применения в качестве холодильного агента.

Среди других холодильных агентов наиболее удобными по размерам цилиндров компрессоров являются аммиак, фреон-22 и фреон-12, т. е. холодильные агенты со средними нормальными температурами кипения. В современных холодильных машинах с поршневыми компрессорами эти холодильные агенты являются самыми распространенными.

С повышением нормальной температуры кипения фреонов их объемная холодопроизводительность значительно снижается, а раз­меры цилиндров компрессоров, наоборот, возрастают. Поэтому фреоны с высокой нормальной температурой кипения (фреон- 114, фреон-21, фреон-11, фреон-113 и др.) непригодны для порш­невых компрессоров, особенно при работе на пониженных темпе­ратурах. Эти фреоны вследствие больших молекулярных масс и малой объемной холодопроизводительности очень удобны для примене-ния в турбокомпрессорах, которые свободно могут пере­мещать большие объемы пара из испарителя в конденсатор.

Термодинамические показатели 35

Степень термодинамического совершенства определяемая

отношением холодильного коэффициента теоретического цикла к холо-дильному коэффициенту идеального цикла Карно (при условии одина-ковых значений температур кипения и

Таблица 4

Удельная холодопроизводительность разных холодильных агентов и сравнительные размеры цилиндров компрессоров (при и ,без переохлаждения жидкости).