75. Схема, рабочий процесс и цикл паровой компрессионной холодильной машины.
Холодильная установка состоит из холодильной камеры (5), где должна быть температура ниже температуры окружающей среды, компрессора (1), испарителя (4), конденсатора (2) и регулирующего дроссельного вентиля (3) (рис. 40а).
б
а
Рис. 40. Схема (а) и цикл паровой компрессионной холодильной установки в координатах T-s (б)
При
работе паровой компрессионной холодильной
установки компрессор засасывает из
испарителя хладоагент в виде влажного
насыщенного или сухого насыщенного
пара при давлении выше атмосферного
(
)
и
отрицательной температуре (
)
(точка 1),
и адиабатически его сжимает
(1–2)
до более высокого давления р2.
(рис. 40б).
В конце сжатия (2)
температура хладоагента уже положительна
и превышает температуру охлаждающей
воды, которая в данной установке играет
роль окружающей среды (
).
При этих параметрах компрессор подает
рабочее тело (перегретый пар) в конденсатор,
где охлаждающая вода отнимает от него
теплоту перегрева
(2-3)
и парообразования (3–4).
Вследствие этого пар при давлении
p2
=
idem
полностью конденсируется (точка 4).
Конденсат проходит через вентиль (рис.
40а),
в котором он дросселируется в
изоэнтальпийном процессе (h
=
idem)
до давления p1
(4–5)
и поступает в испаритель,
где
испаряется
(5–1),
отбирая теплоту от охлаждаемых тел.
Затем рабочее тело вновь поступает в
компрессор и
цикл
повторяется.
В установках большой мощности между холодильной камерой (5) и испарителем (4) циркулирует рассол, отбирающий от охлаждаемых тел в камере (5) теплоту q2. Количество теплоты, передаваемое охлаждаемой воде или атмосферному воздуху (q1= q2+ lц), определяется площадью фигуры с-а-1-2-3-4-5-с.
Термодинамическая
эффективность холодильных установок
определяется холодильным
коэффициентом
.
.
76. Схема, рабочий процесс и цикл воздушной холодильной машины.
Принцип действия воздушной холодильной установки основан на расширении предварительно сжатого и охлажденного воздуха. Воздух из холодильной камеры (4) под давлением p1 поступает в компрессор (1), где адиабатно сжимается (1–2) до давления p2 и температуре T2. Сжатый воздух подается в теплообменник (2), где охлаждается проточной водой до температуры T3 (2–3), и подается в турбодетандер (3), где адиабатно расширяется (3–4) до давления p1, при этом температура рабочего тела понижается до значения T4. Охлажденный воздух поступает в холодильную камеру, где нагревается до температуры T1 (4–1).
Рис. Схема, p-v и T-s диаграммы воздушной
холодильной установки
Удельное количество теплоты, переданное охлаждающей воде, может быть определено по соотношению
,
удельное количество теплоты, отведенное от воздуха в холодильной камере, по формуле
,
(1) а удельная работа
цикла при условии постоянства теплоемкости
рабочего тела (
)
может быть рассчитана из выражения
или, поскольку для адиабатных процессов (1–2) и (3–4) справедливы следующие соотношения температур:
;
,
определена
.
(2)
При использовании соотношений (1), (2) холодильный коэффициент воздушной холодильной может быть определен из формулы
