- •Розділ 3 холодильне устаткування
- •3.1. Фізичні основи і технічні засоби одержання низьких температур
- •3.1.1. Фізичні принципи одержання низьких температур
- •3.1.2. Охолодження водяним льодом
- •3.1.3. Льодосоляне охолодження
- •Характеристика льодосоляної суміші (NaCl)
- •Характеристика сумішей солі й льоду
- •3.2. Вибір альтернативних холодоАгентів
- •3.3.Теоретичний і дійсний цикл парової холодильної машини
- •3.3.1. Теоретичний цикл
- •3.3.2. Дійсний цикл
- •3.3.3. Основи теорії холодильних машин
- •3.3.4. Побудова циклу в діаграмах lgP-і
- •3.4. Енергетичні втрати в компресорі
- •3.4.1.Термодинамічні процеси і оборотний цикл
- •З рівняння (3.26) випливає, що
- •3.5. Компресори холодильних машин
- •3.5.1. Сальникові компресори
- •3.5.2. Безсальникові компресори
- •18 Маслорозбризкувальний диск; 19 трубка для подачі мастила
- •3.5.3. Герметичні компресори
- •3.5.4. Екрановані герметичні компресори
- •3.6. Теплообмінні апарати
- •3.6.1. Конденсатори
- •Де 1 і2 температурний напір на початку і в кінці теплообміну, к.
- •3.6.2. Конденсатори з повітряним охолодженням
- •3.6.3. Розрахунок і підбір конденсаторів
- •3.6.4. Камерні батареї
- •3.6.5. Розрахунок і підбір камерних батарей
- •3.6.6. Повітроохолоджувачі
- •3.6.7. Розрахунок і підбір повітроохолоджувачів
- •3.6.8. Система відтавання випарників та повітроохолоджувачів
- •3.7. Зміна властивостей харчових продуктів під час їхньої обробки і зберігання
- •3.7.1. Регулювання параметрів середовища, що відводить тепло, при холодильній обробці і збереженні продуктів
- •3.7.2. Вплив зміни температури середовища, що відводить тепло, на умови холодильного зберігання продуктів
- •3.7.3. Сталість температури в охолодженому об’ємі
- •3.8. Регулювання температури повітря в охолоджуваному об’ємі
- •3.8.1. Прилади автоматичного регулювання температури повітря у торговому холодильному устаткуванні
- •Автоматичне регулювання кількості рідкого холодильного агента, що подається у випарник
- •3.8.2. Прилади непрямого регулювання температури повітря в охолоджуваному об’ємі
- •3.8.3. Сучасні тенденції розвитку засобів автоматизації холодильних машин торгового холодильного устаткування
- •3.9. Холодильні агрегати
- •Основні типи холодильних агрегатів
- •Герметичні агрегати
- •Напівгерметичні агрегати серії віск
- •Агрегати carrier
- •3.10. Торгово-технологічне холодильне устаткування
- •3.10.1. Вітрини холодильні
- •3.10.2. Прилавки та прилавки-вітрини
- •Морозильний прилавок crystal
- •Вітринний холодильний прилавок фірми byfuch
- •Вітринний прилавок фірми byfuch
- •Вітринний прилавок lws
- •Технічні дані
- •Вітринний кондитерський прилавок
- •Технічні дані
- •Холодильний стелаж Kühlregal
3.3.2. Дійсний цикл
Рис.3.2.
Схема поршневого компресора: Ж
– нагнітальний
клапан;
Г
– поршень;
Е
– всмоктувальний
клапан; Д
– збірник
Під час вивчення теоретичних робочих процесів у циліндрі компресора приймають такі допущення: обсяг, описаний поршнем, дорівнює обсягу циліндра; тиск усмоктування і стискання у компресорі дорівнюють тискам відповідних газових забірників; параметри стану пари (газу) у процесах усмоктування і нагнітання не змінюються; процес стискування характеризується постійним показником політропи.
Робочі процеси в циліндрі компресора аналізують за допомогою індикаторної діаграми, побудованої в координатах: р1 тиск пари, V загальний об’єм циліндра. Індикаторна діаграма теоретичних процесів у циліндрі компресора наведена на рис. 3.3. З діаграми випливає, що пара під час усмоктування у процесі 4-1 цілком заповнює обсяг циліндра Vц. Під час руху поршня до в.м.т. відбувається стиснення пари до нагнітального тиску р2 (процес 1-2). Стиснувшись, пара займає об’єм, що відповідає точці 2. Далі, рухаючись до в.м.т., поршень витісняє стиснуту пару з циліндра (процес 2-3).
При здійсненні дійсних робочих процесів у циліндрі компресора зроблені вище допущення не справджуються, і індикаторна діаграма дійсних процесів (рис. 3.4) відрізняється від теоретичної.
Рис. 3.4. Індикаторна
діаграма дійсного процесу в циліндрі
компресора
У реальному компресорі між поршнем, що знаходиться у в.м.т., і кришкою циліндра є простір мертвий об’єм Вус, що зменшує об’єм засмоктуваної пари. Об’єм Vh, що описується поршнем (робочий об’єм циліндра), менший за об’єм циліндра Vц.
Рис. 3.3. Індикаторна діаграма теоретичного
процесу в циліндрі компресора
(3.4)
де Vh робочий об’єм циліндра, л/с; D – діаметр циліндра, см; S – хід поршня, см; n – частота обертання колінчатого вала, с-1; z кількість циліндрів.
Об’ємні втрати, обумовлені мертвим об’ємом, оцінюються об’ємним коефіцієнтом
, (3.5)
де характеризує розширення пари, що відбулося у мертвому просторі при русі до н.м.т. Це зменшує корисний об’єм для всмоктуваної пари порівняно з описуваним об’ємом до величини V1.
Для всмоктування пари у циліндр тиск у ньому повинен бути меншим, ніж тиск у відповідному забірнику Г, а при виштовхуванні пари тиск у циліндрі повинен бути більшим від тиску у забірнику Д (див. рис. 3.4). Це пояснюється наявністю втрат тиску при всмоктуванні і нагнітанні , у тому числі й у клапанах. Об’ємні втрати внаслідок дроселювання визначають коефіцієнтом дроселювання.
;
(3.6)
(3.7)
де рвс – відносна величина втрати тиску всмоктування у каналах (рвс = 0,020,05).
У дійсному процесі компресора стінки циліндра нагріті, пара під час всмоктування підігрівається і її питомий об’єм збільшується, маса зменшується, що враховується коефіцієнтом підігріву.
, (3.8)
де Т0 і Тк температура кипіння і конденсації.
Дійсний об’єм пари холодильного агента, що надходить у компресор та об’ємну продуктивність визначають за формулою
; (3.9)
, (3.10)
де коефіцієнт подачі; пл коефіцієнт щільності, що враховує втрати об’єму холодильного агента, який всмоктується, від нещільностей у поршневих кільцях і клапанах (пл = 0,960,98).
Продуктивність компресора холодильної машини повинна бути такою, щоб забезпечувати відсмоктування пари з випарника з тією самою інтенсивністю, з якою вона утвориться в результаті кипіння рідкого холодильного агента. Якщо холодильний агент кипить швидше, ніж компресор встигає відводити пару, то надлишкова кількість пари накопичується у випарнику, тиск збільшується, і в результаті підвищується температура кипіння. Якщо продуктивність компресора така, що пара виділяється з випарника занадто швидко, то й тиск у випарнику зменшується, внаслідок чого знижується температура кипіння. У будь-якому випадку розрахункові умови не будуть дотримуватися і робота холодильної установки буде незадовільною.
Продуктивність компресора значною мірою залежить від умов, при яких працює машина. Головний фактор, що впливає на продуктивність компресора, це температура кипіння холодоагенту у випарнику. Чим вище температура кипіння рідини у випарнику, тим більша щільність всмоктуваної пари. При високій температурі кипіння компресор стискує більшу масу пари холодильного агента (збільшується об’ємна продуктивність компресора). Якщо температура кипіння підвищується при постійній температурі конденсації, то ступінь стискування зменшується, а коефіцієнт подачі компресора зростає. Отже, при більш високій температурі кипіння збільшується не тільки маса холодильного агента, що перекачується, на одиницю об’єму, але й об’єм пари.
Холодопродуктивність компресора умовне поняття і визначається масою всмоктуваного за одиницю часу пари холодильного агента. Холодопродуктивність може бути визначена також кількістю теплоти, сприйнятої від охолоджуваного середовища і переданої киплячому холодильному агенту. Продуктивність можна виразити таким рівнянням:
(3.11)
де Q0 – холодопродуктивність, кДж/с або кВт; m – масова витрата холодильного агента, кг/с; q0 – питома холодопродуктивність, кДж/кг.
При зниженні температури кипіння холодопродуктивність компресора зменшується у результаті збільшення питомого об’єму холодильного агента. При підвищенні температури конденсації за постійної температури кипіння ступінь стискування збільшується, а коефіцієнт подачі компресора знижується, внаслідок чого дійсний об’єм переміщуваної компресором пари за одиницю часу зменшується. Тому холодопродуктивність компресора знижується.
Для порівняння компресорів за холодопродуктивністю встановлено вісім груп температурних умов їх роботи. Як порівняльні температури беруть температури кипіння при конденсації (до відповідних температур насичення при тиску р0 і рк у патрубках компресора), всмоктування івс і температуру перед регулюючим вентилем.