Парокомпрессионная холодильная машина

Холодильные машины в которых для получения холодильного эффекта используют кипение жидкостей при низких температурах, называют паровыми холодильными машинами.

Рис. 3.

В парокомпрессионной холодильной машине происходят следующие процессы:

4 - 1 ,8 - 5 ,12 - 9 - кипение рабочего вещества (хладагента) в испарителе, при этом теплота Q₀ отводится от охлаждаемой среды (на рис. 2 циклы а и в) или от окружающей среды (цикл б);

1 - 2, 5 - 6 ,9 - 10 - сжатие паров рабочего вещества в компрессоре;

2 - 3, 6 - 7, 10 - 11 - конденсация паров рабочего вещества в конденсаторе, при этом теплота Q (цикла а) илиQ_Г (цикла б и в) передается окружающей или нагреваемой среде;

3 - 4, 7 - 8, 11 - 12 - дросселирование рабочего вещества в регулирующем вентиле.

Таким образом, парокомпрессионная холодильная машина должна иметь четыре обязательных элемента: компрессор, конденсатор, испаритель и детандер(регулирующий вентиль) (рис.4).

Рис.4.

- направление движения рабочего вещества в парообразном состоянии

- рабочее вещество в жидком состоянии

В испарителе за счет кипения рабочего вещества при низкой температуре теплота Q₀ отводится от охлаждаемой среды - воздуха в системе непосредственного охлаждения (например, в домашнем холодильнике), воды или рассола в системе с хладоносителем (насос направляет его в батареи, расположенные в охлаждаемом помещении).

Пары рабочего вещества из испарителя отсасываются с помощью компрессора, сжимаются и нагнетаются в конденсатор. В нем теплота Q отводится от конденсирующегося рабочего вещества с помощью охлаждающей среды - воздуха или воды, которая при этом нагревается. Жидкое рабочее вещество из конденсатора проходит через регулирующий вентиль, где происходит процесс дросселирования. При этом падают давление и температура рабочего вещества.

Температура кипения t₀ рабочего вещества в испарителе зависит от давления кипения p₀, а оно, в свою очередь, - от производительности компрессора. Температуру кипения поддерживают такой, чтобы обеспечить необходимую (заданную) температуру охлаждаемой среды. Для понижения температуры кипения необходимо понизить давление кипения, что можно сделать, увеличив производительность компрессора.

Температура конденсации t_k рабочего вещества и соответствующее ей давление кипения p_k зависят главным образом от температуры среды, используемой для охлаждения конденсатора. Чем она ниже, тем ниже будут температура и давление конденсации. Величины p₀ и p_k„ в значительной мере влияют на производительность компрессора. Они же в основном определяют и количество энергии, которое необходимо для его работы.