Сравнение циклов

Дополнительно на рис. 11, б пунктиром показаны процессы: 3—6 -дросселирования в регулирующем вентиле при. отсутствии РТО, 1 _и — 7 —сжатия в компрессоре при отсутствии РТО и в компрессоре без встроенного электродвигателя (в этих случаях принципиальная схема и цикл машины не отличаются от показанных на рис. 10).

Из сравнения двух циклов, представленных на рис. 10 и 11. вытекает, что введение РТО позволяет повысить удельную массовую холодопроизводительность машины

Δ q ₀ =i₆ -i ₅

и при этом возрастает перегрев всасываемого пара:

θ _рто= t _1то -t _1и

Общий перегрев всасываемого пара в РТО и встроенном электродвигателе компрессора

Θ ₁= t ₁ -t _1и

При этом следует учитывать, что необходимая удельная массовая холодопроизводительность компрессора

Величина q _0км в кДж/кг показывает, какое количество теплоты отводит 1 кг хладагента, поступающего в компрессор, при рабочих параметрах цикла p ₀, p _к, Θ ₁

В тепловом расчете используют также удельную объемную холодопроизводительность компрессора q_{V км} в кДж/м³:

q_{V км}= q _0км/ v ₁

где v ₁ — удельный объем пара, всасываемого в цилиндр компрессора, м³ /кг.

При расчете холодильной машины обычно задаются тепловой нагрузкой на испаритель Q _и в кВт (кДж/с). Тогда количество циркулирующего хладагента (массовый расход) G _a в кг/с находят по отношению

G a =Q _и /q ₀

а необходимую холодопроизводительность компрессора Q _0км, в кВт из выражения

Q _0км= G _а q _0км

При этом объем пара, всасываемого компрессором, V _КМ в m³/c:

V _КМ =G _a v ₁.

Для того чтобы лучше проиллюстрировать существо расчета циклов холодильных машин, а также зависимость основных параметров от рабочих условий и вида хладагента, проведен сравнительный расчет цикла 1 _И — 7—3—6—1 _И для одноступенчатых аммиачной и фреоновой (на R12) холодильных машин и цикла 1 — 2—4—5—1 для одноступенчатой фреоновой машины с РТО и встроенным электродвигателем.

Анализ приведенных данных показывает, что при работе холодильной машины на R12 с РТО и компрессором, имеющим встроенный электродвигатель, удельная массовая холодопроизводительность машины q₀ увеличивается примерно на 10 %, но одновременно работа сжатия l также возрастает примерно на 12 %. Это приводит к незначительному, примерно на 2 %, уменьшению холодильного коэффициента ε, увеличению объема всасываемого компрессором пара V _КМ на 4 % и необходимой холо-допроизводительности компрессора Q _0КМ на 15%.

Таким образом, введение РТО в схему холодильной машины не улучшает ее энергетической эффективности, соответствующей холодильному коэффициенту ε. Применение РТО объясняется практическими условиями работы фреоновых холодильных машин, в первую очередь уносом капель жидкого хладагента из испарителей змеевикового типа и необходимостью обеспечить возврат масла в картер компрессора.

Дополнительный перегрев пара в электродвигателе также отрицательно влияет на холодильный коэффициент ε и приводит к увеличению объема всасываемого компрессором пара V _КМ ,, а следовательно, габаритных размеров и металлоемкости компрессора. Однако использование компрессора со встроенным электродвигателем позволяет существенно повысить герметичность всей машины и уменьшить габаритные размеры и металлоемкость компрессорного агрегата.

Расчетные данные цикла на аммиаке (R717) подтверждают лучшие, по сравнению с R12, термодинамические свойства аммиака (см. тему 3).

При работе на аммиаке удельная массовая холодопроизводительность машины q₀ возрастает в 9 раз, но, так как при этом увеличивается и работа сжатия l, холодильный коэффициент повышается лишь на 8 %, а объем всасываемого пара V _КМ уменьшается примерно на 60 %. Это позволяет создавать аммиачные машины с меньшими габаритными размерами и металлоемкостью, чем у фреоновых машин.

Дата добавления: 2014-01-04