Зависимость основных характеристик холодильной машины от режима работы

Принципиальные схемы и циклы многоступенчатых парокомпрессионных холодильных машин

Основными параметрами, определяющими режим работы парокомпрессионной холодильной машины и ее рабочие характеристики, являются вид хладагента и его температуры кипения t₀ и конденсации t_к.

Температура кипения t₀ и соответствующее ей давление кипения p₀ зависят главным образом от температуры среды t_хс, охлаждаемой холодильной машиной. Охлаждаемой средой может быть воздух (в домашних холодильниках, камерах хранения, аппаратах для охлаждения и замораживания продуктов), когда испаритель находится непосредственно внутри охлаждаемого объекта. Такая система называется системой непосредственного охлаждения. В холодильных машинах с хладоносителем охлаждаемой средой является жидкий хладоноситель (вода, рассол и др.).

Таким образом, температура кипения определяется требуемой температурой охлаждаемой среды. Для хранения охлажденных пищевых продуктов температура охлаждаемой среды t_xc должна быть в пределах 2...4 °С (она не может быть ниже 0°С), для хранения замороженных продуктов — не выше— 10°С (обычно —15...—20 °С), для замораживания пищевых продуктов требуется t_xc=—30...—40 °С.

Если охлаждаемой средой является воздух, то температурный напор1 в испарителе принимают равным

Q_и=t_хс—t₀=10...15 °С,

если в испарителе охлаждается жидкий хладоноситель:

Q_И=5...8 °С.

Температура конденсации t_к и соответствующее ей давление конденсации p_К зависят в основном от температуры среды t_oc, охлаждающей конденсатор.

Обычно для охлаждения конденсатора используют окружающий воздух или воду, температура которых, в свою очередь, зависит от климатических условий и времени года.

Выбор охлаждающей среды обусловлен прежде всего холодопроизводительностью машины и ее типом.

Так, во фреоновых холодильных машинах малой холодопроизводительности, до 15 кВт, применяют воздушные конденсаторы, в холодильных машинах средней холодопроизводительности, от 15 до 120 кВт,—как воздушные, так и водяные конденсаторы, а в холодильных машинах большой производительности, более 120 кВт,— чаще водяные конденсаторы.

В воздушных конденсаторах температурный напор

в водяных конденсаторах Q_кд=5...8°С.

Температуры кипения t₀ и конденсации t_к диапазон возможных значений которых весьма широк, существенно влияют на основные характеристики машины: холодопроизводительность, потребляемую мощность, холодильный коэффициент, надежность и долговечность. Между собой эти характеристики тесно связаны.

Наибольшее влияние на них оказывает температура кипения. Рассмотрим это более подробно.

На рис. I на i, lgp-диаграмме показан цикл 1 — 2 — 3 — 4 одноступенчатой холодильной машины, работающей при давлениях кипения р₀ и конденсации р_к, которым соответствуют температуры кипения t₀ и конденсации t_к.

При данном режиме работы удельная массовая холодопроизводительность машины а удельная работа сжатия компрессора

Рис.1. Изменение цикла холодильной машины с понижением температуры кипения

Если температура кипения понижается до значения t_0а, удельная массовая холодопроизводительность, как видно из диаграммы, уменьшается:

Это объясняется прежде всего тем, что при дросселировании до более низкого давления р_0а (процесс 3 — 4а) хладагент поступает в испаритель с большим содержанием пара: х_4а>x₄.

Удельная работа сжатия компрессора с понижением температуры кипения увеличивается:

l _a=i_2a-i_1a.

При этом уменьшается удельная массовая холодопроизводительность компрессора

q_0км=i₁-i₄

и повышается температура конца сжатия пара в компрессоре: t_2a>t₂.

С понижением температуры и давления кипения увеличивается удельный объем всасываемого пара: n_1а>n₁,

что приводит к существенному уменьшению удельной объемной холодопроизводительности компрессора q_nкм.

Дата добавления: 2014-01-04