Файл: Трушин, В. Н. Механическое оборудование и установки курс лекций.pdf

224

Здесь i' - энтальпия паров хладагента за компрессором.

Количество тепла, отдаваемого в конденсаторе, определяется по формуле

теплота перегрева паров; 2-3 - теплота конденсации; З-З1- теп­ лота переохлаждения), процесс З1— 5’ представляет собой дроссе­ лирование и, наконец, процесс 5'— X 1— отбор тепла от охлажда­

С другой стороны, теоретическая холодопроизводитѳльность,

выражаемая черѳа объемную производительность компрессора, мо­ жет быть записана в виде

225

В выражениях (12.5) и (12.6):

G- часовой расход хладагента, ягс/час;

-удельная весовая холодопроизводительность (количество тепла, отбираеиое от охлаждаемого объекта при испаре­

нии I килограмма хладагента);

Ѵг - объем, описываемый поршнями компрессора, м3/час; удельная объемная холодопроизводительность холодиль­

ного агента, ккал/м3 .

Под удельной объемной холодопроизводитѳлъностьв понимают количество тепла, которое отбирается от охлаждаемого объекта

на образование I м3 паров холодильного агента при давлении ис­ парения. Удельная объемная холодопроизводительность холодиль­ ного агента может быть определена по формуле

где Ѵуд - удельный объем хладагента при испарении, м3/кгс.

Теоретическая мощность, затраченная в компрессоре на со­ вершение холодильного цикла, будет

226

Здесь число 860 - тепловой эквивалент I квт-ч.

Рассмотрим пример расчета основных величин аммиачной холо­ дильной машины холодопроизводительностью ІО ООО ккал/час при температуре в испарителе -15°, в конденсаторе +25° и темпера­ туре перед регулирующим вентилем +20°С. Машина работает по циклу, изобрааеиному на диаграмме рис.12.10.

Параметры узловых точек цикла, определяющие состояния ра­

= 0,5088 м3/кгс.

Тогда удельная холодопроизводительность равна

=і/ - L's = 397,46 - ±22,4 = 275,06 ккал/кгс.

Количество циркулирующего холодильного агента

Объем циркулирующего аммиака

Ѵа = & Ѵуд - '36,34- 0,5088 = 18,49 м3/час.

Часовое количество тепла, отданное в конденсаторе,

Теоретическая работа компрессора

Теоретическая мощность

с _ öor _ ІО ООО = 5,6.

' І78б’П

227

Эффективность работы холодильной машины можно оценивать и отношением холодопроизводительности к затраченной мощности; это отношение обозначается буквой к :

К = —тт“' = 860 у,.1= 860 . ,°г = 550£ ккал ІкВт-час.

§ 12.4. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КОМПРЕССИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИНАХ

Действительные процессы в компрессионных холодильных маши­ нах отличаются от теоретических потерями, которыми сопровожда­ ется работа холодильной машины.

Прежде всего это относится к условиям работы компрессора, в котором протекает теплообмен между холодильным агентом и стенками цилиндра и преодолеваются гидравлические сопротив: і- ния в клапанах. Кроме того, к дополнительным потерям приводлт и наличие у компрессора вредного пространства.

Процесс теплообмена приводит к подогреву всасываемого па­ ра, увеличению его объема и уменьшению удельной объемной холо­ допроизводительности, благодаря чему в соответствии с формулой (12.6) снижается холодопроизводительность машины.

Интенсивность процесса теплообмена между холодильным аген­ том и стенками цилиндра зависит не только от разности темпера­ тур, но и от состояния пара. При влажном паре его подогрев ин­ тенсивнее, чем при сухом. Происходит это потому, что при вса­ сывании влажного пара на стенках цилиндра оседают капельки жидкости, которые быстро испаряются, так как коэффициент теп­ лоотдачи между жидкостью и стенкой достаточно высок. При вса­ сывании сухого пара подогрев от стенок цилиндра заметно сокра­ щается, так как коэффициент теплоотдачи к перегретому пару от стенок цилиндра значительно ниже,чем в первом случае. Следова­ тельно, потери от подогрева при всасывании сухого пара также будут меньшими.

В начале процесса сжатия температура стенок цилиндра оста­ ется выше температуры пара. По мере сжатия температура пара растет и теплообмен начинает идти от пара к стенкам, что, как известно, уменьшает работу сжатия. При наличии влаги темпера­ тура пара остается постоянной (изменяется влажность), и про-

228

цѳсс сжатия будет ближе к адиабатическому, чем в случае работы компрессора с сухим паром.

Уменьшение потерь,связанных с теплообменом между паром и стенками цилиндров, достигается охлаждением компрессора.

После сжатия паров и выталкивания их из объемов цилиндров часа паров остается во вредном пространстве. В компрессорах холодильных машин относительное вредное пространство изменяет­ ся в пределах от 2 до 10%, а влияние его усугубляется при осу­ ществлении влажного цикла. В этом случае во вредном простран­ стве кроме паров остается хладагент в жидком состоянии или растворенный в масле.

При обратном ходе поршня падение давления сопровождается его испарением и уменьшением количества холодильного агента, вновь поступающего из испарителя.

Таким образом, при влажном цикле, наиоолее полно соответ­ ствующем циклу Карно, в реальных условиях значительно возрас­ тают потери, которые сводят на нет его теоретические преимуще­ ства, чем и объясняется отказ от этого цикла. Недостатком влажного цикла является также и то, что нѳиспарившиѳся при вса­ сывании капельки жидкости остаются во вредном пространстве и присутствие их в большом количестве может привести к гидравли­ ческому удару в цилиндре компрессора.

Все потери производительности компрессора учитываются ко­ эффициентом подачи, под которым понимают отношение

JL = g V

Ѵг Холодопроизводительность компрессора в реальных условиях

будет определяться следующей зависимостью:

В реальной машине процесс теплообмена в испарителе и кон­ денсаторе протекает при конечных разностях температур, что приводит к уменьшению холодильного коэффициента (.вследствие большего перепада температур; и дополнительным затратам энер­ гии на работу компрессора. Влияние разностей температур на цикл холодильной машины показано на диаграмме Т - 5 , изобра­ женной на рис.12.II. На этой диаграмме точки с индексами "т" относятся к теоретическому циклу. Ври температуре охладителя

229

сацию паров агента. Наоборот, для получения и поддержания тем­

циента подачи компрессора и уменьшению весовой холодопроизво­ дительности qQ . Поддержание заданной холодопроизводитѳльности машины требует увеличения расхода хладагента ff , а следо­ вательно, и мощности компрессора. Поэтому необходимо принимать

Рис.12.II. Влияние перепада температур в теплообменных аппаратах на цикл холодильной машины

возможно меньшие температурные напоры как в испарителе, так и в конденсаторе. Однако уменьшение перепада температур приво­ дит к увеличению поверхности теплообменных аппаратов, которые не должны быть чрезмерно громоздки и дороги.

Сизменением температуры охлаждающей воды в конденсаторе

иизменением температуры охлаждаемого тела изменяется режим работы холодильной машины и объемная холодопроизводитѳль -

нии температуры испарения объясняется тем [см.формулу (12.7)] ,