Холодильной установки

В парокомпрессорных холодильных установках в качестве рабочего тела используются низкокипящие жидкости. Благодаря этому рабочий цикл мож­но расположить в двухфазной области состояния, в которой изобарные про­цессы подвода и отвода теплоты можно заменить на изотермические и тем самым уменьшить потери, связанные с необратимостью процессов.

Принципиальная схема установки представлена на рис. 12.5, а диаграмма цикла в Ts- координатах - на рис. 12.6.

Установка работает следующим образом. В компрессоре 1 происходит адиабатное сжатие пара (процесс 1-2). В конденсаторе 2 холодильный агент вначале охлаждается (процесс2-2') при постоянном давлении и затем кон­денсируется (процесс2'-3) с отдачей в окружающую среду теплоты q₁.В дроссельном вентиле 3 происходит процесс дросселирования (процесс 3-5) с превращением жидкости во влажный пар. В испарителе 4 влажный пар принимает теплоту q₂,и содержащаяся в нем жидкость испаряется (процесс 5-1).

Рис. 12.5

Рис. 12.6

Процесс дросселирования в дроссельном вентиле является существенно необратимым процессом и на диаграмме он изображается условной кривой 3-5. Если вместо дроссельного вентиля применять детандер (расширительный цилиндр), то процесс протекал бы по линии 3-4. Таким об­разом, замена расширительного цилиндра дроссельным вентилем вызывает некоторую потерю холодопроизводительности, измеряемую площадью фигу­ры s₄ 45s₅и вызванную возрастанием энтропии рабочего тела. Следовательно, применение дроссельного вентиля приводит к уменьшению количества теплоты q₂,получаемой от охлаждаемых тел. Положительными сторонами применения дроссельного вентиля является возможность легко регулировать давление пара, а также максимальная простота конструкции.

Холодильный коэффициент этой установки определяется по формуле:

,

где , - удельная работа, затраченная при адиабатном сжатии пара в компрессоре; - удельное количество теплоты, восприни­маемое паром в испарителе.

Отсюда

.

Величина холодильного коэффициента, определяемого по этой формуле,
на 15 - 20 % ниже ε_к и значительно выше, чем у воздушных холодильных
машин.