§ 3. Характеристики холодильной машины

Холодопроизводительность машины как это следует из уравнения (23), зависит не только от размеров компрессора (ве­личины ), но также от теоретической объемной холодопроизводительности исполь-зуемого агента q_v и коэффициента подачи . Последние две величины зависят от режима работы холодильной машины, т. е. температур кипе-ния, конденсации и переохлаждения.

Мощность, расходуемая на работу машины, также является величин-

62 Действительный цикл паровой холодильной компрессионной машины

ной переменной и зависит от соотношения давлений р и р₀ (или соот-ветственно температур ) конденсации и кипения. Установлено, что для большинства холодильных агентов максимальная затрата мощ-ности в холодильной машине получается при соотношении давлении С повышением давления конденсации затрата мощности соот-ветственно возрастает.

Зависимости холодопроизводительности компрессора и потребляе-мой мощности от температурного режима называются характеристика-ми холодильной машины. Каждой холодильной машине свойственны определенные характеристики, учитывающие особен­ности конструкции, термодинамического цикла, осуществляемого в машине, и свойства рабочего вещества.

На рис. 32 в качестве примера приведены характеристики ам­миачной холодильной машины АК АУ-30 с компрессором АУ-30 (4АУ-8).

По оси абсцисс отложена температура кипения, по оси орди­нат — холодопроизводительность машины и мощность на валу компрессора

По характеристикам можно судить об основных показателях холодильной машины при разных условиях работы. Характеристи-ками удобно пользоваться при проектировании холодильных уста-новок (подборе компрессоров, электродвигателей к ним) и при их эксплуатации, особенно если установка работает с переменным температурным режимом.

Глава VI многоступенчатые холодильные машины

§ 1. Области применения многоступенчатых машин

Холодильные машины часто работают при низких температурах кипения (при замораживании пищевых продуктов, производстве мороженого, сушке сублимацией и т. п.). В то же время темпера-тура конденсации хладагента может оказаться достаточно высокой вследствие повышенной температуры или недостатка охлаждаю-щем воды. Режим работы холодильной машины при таком соче-

тании температур характеризуется большим отношением ,

а также большой разностью давлений (р—р₀). В этих условиях экономичность работы одноступенчатой машины значительно снижается. Практически оказывается целесообразным применение многоступенчатых машин — главным образом двух- и трехступен- чатых.

В двухступенчатых машинах пар из испарителя всасывается компрессором первой ступени, адиабатически сжимается до неко­торого промежуточного давления и поступает в промежуточный сосуд, где охлаждается водой или жидким холодильным агентом. После охлаждения пар промежуточного давления сжимается допо-лнительно компрессором второй ступени и затем нагнетается в конденсатор. В трехступенчатых машинах применяют три сту­пени сжатия с промежуточным охлаждением частично сжатого пара между ступенями.

Многоступенчатое сжатие позволяет осуществить ступенчатое регулирование (дросселирование жидкого хладагента) с промежу­точным отсасыванием образовавшегося при дросселировании пара компрессором соответствующей ступени.

В термодинамическом отношении многоступенчатая машина выгодное одноступенчатой. Промежуточное охлаждение пара между ступенями сопровождается уменьшением объема пара, что способствует уменьшению затраты работы в последующих ступе-нях. Кроме того, ступенчатое дросселирование жидкости с проме-жуточным отводом пара также уменьшает затрату работы: отводи-мый пар приходится сжимать в меньшем интервале давлений, чем при однократном дросселировании с полным перепадом давлений

между конденсатором и испарителем.

64 Многоступенчатые холодильные машины

Достоинства многоступенчатой машины особенно заметны в действительном цикле. Уменьшение перепада рабочих давлений в каждой ступени приводит к значительному увеличению коэффи-

циента подачи и индикаторного к. п. д. компрессоров и к более

Рис. 33. Разграничительные линии для определения зоны применения одно и многоступенчатых компрессоров

экономичному их использованию. При большом отношении дав-

лений температура пара в конце сжатия в одноступенчатой

машине чрезмерно высока. Это приводит к потере маслами их смазочных свойств и самовозгоранию масел, вызывает неполадки в работе машины и повышенный износ деталей компрессора. Сле-довательно, при определенных условиях замена одноступенчатой машины многоступенчатой необходима.

Существуют граничные параметры температур и давлений для разных холодильных агентов, за пределами которых применении одноступенчатых холодильных машин экономически нецелесооб- разно и недопустимо (ГОСТ 6492—61). Одноступенчатые машины на аммиаке могут работать в диапазоне температур кипения

0 до —30° С при температуре конденсации не выше 40° С, отно-

шении давлений и разности давлений

( 12 кГ/см²). Одноступенчатые машины на фреоне-12 должны ра-ботать в интервале температур кипения от 10 до —30° С при мак-си­мальной температуре конденсации до 50° С, отношении давле­ний и разности давлений р—р₀ 0,8 Мн/м² (8 кГ/см²).

Рабочие схемы двухступенчатых холодильных машин 65

Машины на фреоне-22 в одноступенчатом исполнении допускают-ся к работе до более низких температур кипения (от 5 до —40° С) при одинаковых с аммиаком предельной температуре конденса-ции, отношении и разности давлений (при температурах кипения от —30° до —40° С допускается степень сжатия до 12).

На рис. 33 нанесены линии, разделяющие поле температур на зоны. Для зоны, расположенной ниже той или другой линии (в за-висимости от рода холодильного агента), характерны такие соче­тания температур и давлений, при которых применимы односту­пенчатые машины. В зоне же, расположенной выше указанных линий, сочетания температур и давлений выходят за пределы гра­ничных условий, и, следовательно, при температурных режимах этой зоны необходимо применение двух- или трехступенчатых машин.