Энергетические потери.

При осуществлении действитель­ного процесса в цилиндре компрес­сора расходуется больше работы, чем это требуется теоретически, т. е. в компрессоре имеются энер­гетические потери. Особенно силь­ное влияние на величину энергети­ческих потерь оказывает теплообмен между всасываемыми парами хлад­агента и стенками цилиндра, крышки и поршня. Физи­ческая природа этих потерь заклю­чается в том, что при подогреве всасываемых паров увеличивается их удельный объем и цилиндр ком­прессора заполняется меньшим мас­совым количеством паров холодиль­ного агента. Затрата работы опре­деляется площадью диаграммы (см. рис. 2.17,б) которая мало изменяется при изменении удельного объема паров. В результате этого удельная затрата работы на сжатие и нагнетание 1 кг хлад­агента возрастает. Энергетические затраты от дроссельных потерь в клапанах хорошо видны на индикаторной диаграмме (см. рис. 2.17,б) в виде заштрихованных избыточных площадей над линией р_к и под линией р₀. Энергетические потери учитываются индикаторным к.п.д., представляющим собой отношение теоретической работы l_т, затраченной на подачу единицы массы пара, к индикаторной работе l_i:

η_i = , (2.19)

При охлаждении цилиндров энер­гетические потери уменьшаются, осо­бенно в аммиачных компрессорах, в которых перегрев пара при сжа­тии больше, чем в хладоновых ком­прессорах.

В хладоновых машинах энерге­тические потери снижаются в случае применения регенеративного тепло­обмена. Пары из испарителя, поступая в теплообменник, осушаются и перегреваются, в результате чего теплообмен между перегретыми вса­сываемыми парами и стенками ци­линдра происходит хуже, чем при всасывании влажного или слегка перегретого пара.

Кроме того, в хладоновой ма­шине вместе с парами хладагента в компрессор попадают капельки масла, которые насыщены хладоном. При попадании их на горячую по­верхность цилиндра происходит вскипание этого хладагента, что резко увеличивает индикаторные энергети­ческие потери. При использовании регенеративного теплообменника хладагент доиспаряется и возгоняется из капелек масла вследствие нагре­ва, что приводит к увеличению η_i и уменьшению индикаторных потерь.

Теоретическую работу l_т определяют как разность энтальпий в конце и начале сжатия хладагента

l_т = i₂ – i₁ (2.20)

Индикаторную работу l_т определяют по площади индикаторной диаграммы компрессора (рис.2.17,б ).

Умножая выражение (2.19) на массовый расход хладагента G_a, получаем индикаторную мощность N_i

N_i = N_т η_i (2.21)

Потери мощности в ком­прессоре происходят не только в цилиндре (индикаторные потери), но и в механизме движения компрес­сора из-за трения. Поэтому эффективная мощность, подводимая к компрессору, больше индикаторной мощности на величину механических потерь, оцениваемыхмеханическим КПД η_м:

N_e = , (2.22)

Конечная энергетическая оценка реального компрессора определяется эффективным холодильным коэффициентом