Коэффициент λ определяется следующим образом:

(9-14)

Г де λ υ — объемный коэффициент, учитывающий влияние вредного пространства на объемную производительность компрессора,

(9-15)

где C=V_c-V_п— отношение объема вредного пространства к объему, описанному поршнем; k=0,9÷1,1 — показатель политропы расширения, близкий к единице;

λ_w — коэффициент подогрева, учитывающий снижение производительности компрессора из-за теплообмена между холодильным агентом и стенками цилиндра, приближенно

; (9-16)

λ_пл — коэффициент плотности, учитывающий снижение производитель­ности компрессора из-за перетекания холодильного агента из пространства с более высоким в пространстве с меньшим давлением и равен при удовлетворительном состоянии компрессора 0,95—0,98. Массовая производительность компрессора

, кг/ч, или (9-17)

где — холодопроизводительность компрессора, кДж/ч, кДж/с;

υ₀ — удельный объем хладоагента во всасывающем патрубке компрессора, м³/кг.

Д ействительный холодильный коэффициент

, (9-18)

г де — удельная холодопроизводительность (рис. 9-2.б), кДж/кг; — работа сжатия (рис. 9-2,б). кДж/кг; — индикаторный и механический к. п. д. компрессора; индикаторный к. п. д. компрессора

(9-19)

где L_a — расход энергии при адиабатном сжатии, кДж/кг; L —то же в действительных условиях при политропном сжатии, кДж/кг.

Преимуществами турбокомпрессора являются: а) прямоточность движения хладоагента; б) удобство осуществления многоступенчатого сжатия и регулирования, а также охлаждения сжимаемого агента между группами колес; в) отсутствие внутренней смазки, благодаря чему теплообменники не загрязняются маслом и работают с большими коэффициентами теплопередачи и меньшими температурными напорами; г) отсутствие клапанов, являющихся часто причиной неудовлетворительной работы поршневой машины; д) безопасность пуска в ход с закрытой нагнетательной магистралью, так как наивысшее давление в системе при данном сопротивлении системы определяется числом оборотов компрессора; е) многооборотность турбокомпрессора, позволяющая соединять его непосред­ственно с турбиной или электродвигателем: ж) меньшая площадь, занимаемая компрессором в помещении.

АБСОРБЦИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

 Принцип действия. Основным преимуществом абсорбционных холодильных установок по сравнению с компрессионными является использование для выработки холода тепловой энергии низкого и среднего потенциалов, в то время как в компрессионных холодильных установках для выработки холода используется электрическая или механическая энергия.

Абсорбцией называется процесс поглощения пара одного вещества другим (жидким) веществом — абсорбентом; при этом температура абсорбируемого пара может быть ниже температуры абсорбента. Процесс абсорбции может протекать только при концентрации пара, равной или большей равновесной концентрации абсорбируемого пара над абсорбентом.

Наибольшее применение получили водоаммиачные абсорбционные установки, в которых аммиак является хладоагентом, а вода — погло­тителем-абсорбентом. Аммиак активно абсорбируется водой; при 0 °С в единице объема воды растворяется до 1 148 объемов парообразного аммиака.

Поглощение или абсорбция жидкого аммиака в воде сопровождается значительным выделением тепла (около 800 кДж, или 190 ккал, на 1 кг аммиака). Еще большее количество тепла выделяется при растворении в воде паров аммиака, так как при этом происходит выделение теплоты парообразования, в среднем равной 1 260 кДж/кг или 300 ккал/кг.

Простейшая одноступенчатая абсорбционная холодильная установ­ка. Выработка холода в абсорбционной установке производится по схеме, изображенной на рис. 9-14.

В генераторе за счет подогрева происходит разгонка аммиачного раствора, в результате чего отгоняется легкокипящий компонент — аммиачный пар с незначительной примесью паров воды. Вследствие этого содержание аммиака в растворе может уменьшаться, если его непрерывно не пополнят за счет подачи в генератор крепкого концентрированного раствора. Полученный в генераторе аммиачный пар поступает в конденсатор II, там конденсируется, далее дросселируется в регулирующем вентиле III и поступает в испаритель IV, где происхо­дит испарение его за счет тепла, подводимого охлаждаемым хладоносителем (рассолом).

Испарившийся аммиак поступает в абсорбер V, где он поглощается слабым водным раствором, подаваемым из генератора. Так как абсорбция (поглощение) аммиака слабым раствором сопровождается выделением тепла, то для возможности непрерывного протекания процесса тепло абсорбции необходимо отводить охлаждающей водой. В результате абсорбции получается крепкий водоаммиачный раствор, который насо­сом VII перекачивается в генератор, а взамен его из генератора через перепускной вентиль VI в абсорбер поступает слабый раствор.

Таким образом, в простой абсорбционной холодильной установке имеются два аппарата (генератор и испаритель) в которых тепло подводится к рабочему телу извне, и два аппарата, в которых тепло отводится от рабочего тела (конденсатор и абсорбер).

Сравнивая принципиальные схемы компрессионной и абсорбционной установок, можно отметить, что кипятильник (генератор) в абсорбционной установке заменяет нагнетательную сторону поршневого компрессора, а абсорбер — его всасывающую сторону. Если пренебречь небольшим расходом энергии для перекачивания крепкого раствора из абсорбера в генератор, сжатие происходит без затраты механической энергии.

Тепловой коэффициент абсорбционной холодильной установки

где кДж/кг; q₀ - тепло, подведенное к испарителю — тепло, подведенное к генератору, кДж/кг.

ПАРОЭЖЕКТОРНЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Схема пароэжекторной холодильной установки представлена па рис. 9-20. В испарителе смешивающего типа IV эжектором I создается вакуум. В испаритель поступают конденсат после дроссельного венти­ля III и вода, циркулирующая в системе кондиционеров V при помощи насоса VII. Конденсат и вода в испарителе почти мгновенно частично вскипают, охлаждаясь до температуры, соответствующей температуре насыщения пара при данном давлении (вакууме), и образуя U кг, влажного пара. Охлажденная вода поступает к потребителям холода, а пар из испарителя отсасывается эжектором.

Теоретически процесс пароэжекторной установки на T-s-диаграмме (рис. 9-20,б) изображается следующим образом. Из парового котла VI в сопло эжектора I поступает рабочий пар, который обычно имеет давление Состояние этого пара на T-s-диаграмме соответствует точке 1. Рабочий пар расширяется в сопле по адиабате теоретически до точки 2, соответствую­щей давлению в испарителе. При этом он имеет высокую скорость (до 1 000 м/с) и подсасы­вает холодный пар из испарителя. Состояние подсасываемого пара на T-s-диаграмме соответствует точке 3. В расчетах принимают, что на 1 кг эжектирующего рабочего пара подсасывает­ся U, кг, вторичного эжектируемого пара.

Смесь рабочего и сжимаемого пара после камеры смешения с параметрами 4 (без учета потерь на удар при смешении паров) поступает в диффузор эжектора, где она расширяется и частично теряет скорость, вследствие чего повышается давление, т. е. кинетическая энергия пара частично переходит в потенциальную. При этом смесь паров сжимается адиабатно от давления в испарителе до давления и поступает в конденсатор. Процесс сжатия в эжекторе изображается линией 4-5, процесс конденсации паров — линией 5-6. Часть конденсата (условно 1 кг) возвращается затем в котел. Другая часть (U, кг) конденсата перепускается через регулирующий вентиль в испаритель. Процесс дросселирования изображается линией 6-7. Процесс испарения в испарителе изображается линией 7-3.

Холодильный коэффициент пароэжекторной установки

(9-34)

где G_П — количество пара, эжектируемого из испарителя, кг/с; G_Р — количество рабочего пара, подаваемого к эжектору, кг/с; U — коэффициент инжекции, кг/кг; h₀ и h_Р — энтальпии пара, эжектируемого из испарителя, и рабочего пара, кДж/кт; h_Ж, h_К — энтальпия жидкости в испарителе и конденсата, кДж/кг.