Схема и цикл парокомпрессионной холодильной установки

Хладоагентами (ХА) парокомпрессионных холодильных установок являются пары низкокипящих жидкостей: аммиака (NH₃), фреонов (C_mH_nF_xCl_y).

На рис. 10.6 и 10.7 представлены схема и цикл парокомпрессионной холодильной установки.

Обозначения: К- компрессор; КН – конденсатор; ДВ- дроссельный вентиль; И – испаритель; ЭД – электродвигатель; t¢_хл, t¢¢_хл -температуры хладоносителя. Цифры на схеме (рис. 10.6) соответствуют узловым точкам обратимого цикла 1-2-3-4 (рис. 10.7)

Хладоноситель – жидкость, не замерзающая при низких температурах (этиленгликоль, пропиленгликоль), используемая для транспортировки холода.

Для понижения температуры ХА в парокомпрессионных холодильных установках используется дроссельный вентиль. В процессе дросселирования 3-4 энтальпия ХА не изменяется (h₃ = h₄).

Теплота, необходимая для испарения ХА в испарителе, забирается от хладоносителя.

Удельная холодопроизводительность обратимого цикла

.

Затрачиваемая работа в цикле (работа компрессора)

.

Теплота, отводимая в процессе охлаждения и конденсации ХА,

.

Холодильный коэффициент обратимого цикла

.

Если пренебречь разностью температур в процессах теплообмена между хладоагентом и водой, охлаждающей конденсатор, между хладоагентом и хладоносителем в испарителе, то можно принять, что T_x = T₁, T_оc= Т₃ .

В парокомпрессионной холодильной установке в интервале температур T_x – T_оc возможно осуществить цикл Карно 1¢-2¢-3-4¢ с холодильным коэффициентом

.

Эксергетический КПД обратимого цикла парокомпрессионных холодильных установок

,

что говорит о высокой степени термодинамического совершенства паровых циклов.

Действительный цикл парокомпрессионной холодильной установки представлен на рис. 10.8.

Затрачиваемая работа с учетом всех потерь

.

Холодильный коэффициент установки

.

Эксергетический КПД холодильной установки

.

Преимущество парокомпрессионных холодильных установок, по сравнению с газовыми, в том, что они имеют более высокий эксергетический КПД, меньшие габариты, большую удельную холодопроизводительность.

Они применяются для получения холода в области умеренных температур (t > -100 ⁰С), широко используются в промышленности и в быту.