Цикл парокомпрессионной холодильной машины

С влажным ходом

Теоретические циклы холодильных машин изображают в термодинамических диаграммах, которые позволяют лучше понять принцип действия холодильных машин. Кроме того, термодинамические диаграммы служат теоретической базой для расчета холодильных машин и их элементов. Наиболее распространенными являются диаграммы и .

Цикл идеальной одноступенчатой холодильной машины с регулирующим вентилем близок к циклу Карно, и протекает в области влажного пара хладагента. Цикл этой машины изображен в диаграмме, и отражает процесс кипения и испарения хладагента линией 4-1 в испарителе, линией 1-2 – процесс адиабатического сжатия хладагента в компрессоре, линия 2-3 – процесс конденсации хладагента в конденсаторе, линия 3-4 – процесс дросселирования хладагента в регулирующем вентиле.

Зная энтальпии соответствующих точек цикла, можно определить следующие величины:

1. тепло, подводимое к 1кг хладагента в испарителе – холодопроизводительность 1кг хладагента, равное на диаграмме площади 4-1-а-b (Дж/кг):

;

2. работу, затраченную на сжатие пара хладагента в компрессоре (Дж/кг), равную разности энтальпий:

;

3. тепло, отводимое от 1кг хладагента в конденсаторе (Дж/кг), равное площади на диаграмме 2-3-с-а:

.

Эффективность работы холодильной машины оценивается холодильным коэффициентом , равным отношению количества тепла , отнимаемого от охлаждаемого тела, к затраченной работе:

.

Аналогичные процессы цикла холодильной машины представлены в диаграмме .

Охлаждение жидкого хладагента перед регулирующим вентилем, условно называемым переохладителем, без дополнительной затраты работы, позволяет увеличить холодопроизводительность 1кг хладагента и холодильный коэффициент . Процесс переохлаждения изображается изобарой , которая в диаграмме совпадает с пограничной кривой . В результате переохлаждения хладагента, его энтальпия перед регулирующим вентилем уменьшается, а следовательно уменьшается бесполезное парообразование в процессе дросселирования. При этом без дополнительной затраты работы, удельная холодопроизводительность хладагента увеличивается на величину площади , т.е. . Соответственно увеличивается холодильный коэффициент.