Вопрос 14. Циклы паровой компрессионной машины.

Одноступенчатые холодильные машины. При работе паровых компрессионных холод машин цикл совершается в области влажного пара х/а, где изобары совпадают с изотермами, что позволяет теоретически рассмотреть цикл Карно. Функциональная схема паровой одноступенчатой холодильной машины и обратимый цикл Карно, совершаемый ею. Жидкий х/а кипит в испарителе И при постоянной температуре Т_K (процесс 4—1), в рез-те чего от охлаждаемого тела, например воздуха, отводится теплота. При кипении х/а проис-т поглощение значительного кол-ва теплоты. Образовавшийся пар вместе с небольшим кол-вом неиспарившегося х/а адиабатически сжимается в компрессоре К_M до давления Р_K (процесс 1—2) и поступает в конденсатор К_н, конденсируясь при постоянной температуре Т_к (процесс 2— 3) и отдавая поглощенную в испарителе теплоту окружающей среде — воздуху или воде. Жидкий х/а адиабатически расширяется в детандере до давления Р_о (процесс 3—4), совершая при этом полезную работу. Рассмотренный цикл Карно является обратимым. Однако осуществить его практически трудно, так как работа, полученная в детандере, значительно меньше работы, затраченной в компрессоре, ибо жидкость практически несжимаема, а удельные объемы жидкости и пара различаются в сотни раз.

Следует иметь в виду и то, что часть работы детандера тратится на преодоление сил трения, поэтому вместо детандера в паровой холодильной машине используется дроссельный (регулирующий) вентиль ДВ. Дроссельный вентиль прост в устройстве и надежен в эксплуатации. Вследствие замены детандера дроссельным вентилем в цикле появляется необратимый процесс дросселирования 3—4, проходящий без производства работы и теплообмена с окружающей средой, т.е. при постоянной энтальпии. При адиабатическом дросселировании работа расширения переходит в теплоту трения, поэтому часть циркулирующего жидкого х/а, пропорциональная выделенной теплоте, превращается в пар. В испаритель х/а поступает в виде парожидкостной смеси. Поэтому только часть циркулирующего х/а кипит в испарителе, воспринимая теплоту от охлаждаемого тела, вследствие чего удельная массовая холодопроизводительность х/а уменьшается

Вопрос 15. Характеристика холодильных агентов.

По диапазонам – см. фотку.

Какой-либо термодинамический процесс или цикл совершается с помощью холодильного агента (рабочего тела). При нормативном атмосферном давлении 0,1 МПа холодильный агент должен иметь достаточно низкую температуру кипения, чтобы при работе холодильной машины не было разрежения в испарителе. Воду применяют главным образом в установках кондиционирования воздуха, где обычно температура теплоносителя t_H > 0 ⁰С. В качестве холодильного агента воду используют в установках абсорбционного и эжекторного типов. Аммиак имеет малый удельный объем при температуре кипения -70 °С, большую теплоту парообразования, слабую растворимость в масле и другие преимущества. Его применяют в поршневых компрессионных и абсорбционных установках. К недостаткам аммиака следует отнести ядовитость, горючесть, взрывоопасность при концентрациях в воздухе 16 — 26,8 %. Хладоны (фреоны) химически инертны, мало- или невзрывоопасны. Холодильный агент должен обладать определенными теплофизическими и физико-химическими свойствами, от которых зависят конструкция холодильной машины и расход энергии. Воздух