Общие характеристики холодильного цикла

Холодильными установками или холодильными машинами называются устройства, предназначенные для понижения температуры тел ниже температуры окружающей среды и непрерывного поддержания заданной низкой температуры. Тепло, отнимаемое от охлаждаемого объекта, воспринимается холодильным агентом и передается им окружающей среде.

Искусственный холод находит широкое применение в народном хозяйстве на строительстве каналов и туннелей (замораживание грунта), при сжижении технически важных газов, в пищевой промышленности, при кондиционировании воздуха и т. д. В большинстве случаев производство искусственного холода основано на совершении холодильным агентом обратного цикла. Наиболее экономичным из обратных циклов является обратный цикл Карно (см. § 6.4).

Ts-диаграмма этого цикла представлена на рис.13.1. При изотермическом расширении по линии 1-2 холодильный агент получает от охлаждаемого объекта тепло q₂ = пл. 1-2-6-5-1 при температуре Т₂. Затем холодильный агент подвергается сжатию по линии 2-3, в результате чего его температура повышается до Т₁, которую имеет теплоприемник, т е. окружающая среда. Вступив в контакт с ней, холодильный агент в процессе 3-4 отдает ей тепло q₁ = пл. 3-4-5-6-3, после чего он адиабатно расширяется по линии 4-1 с понижением температуры до Т₂, чем цикл и завершается.

Для осуществления этого цикла необходимо затратить работу l о, измеряемую площадью, которая ограничена линией цикла 1-2-3-4-1 и равна разности работ расширения и сжатия холодильного агента. Затраченная работа превращается в тепло и передается вместе с теплом охлаждаемого объекта теплоприемнику, т. е.

.

Количество тепла, отводимое в единицу времени от охлаждаемого объекта, называется холодопроизводительностью установки. Тепло, отводимое от охлаждаемого объекта одним килограммом холодильного агента, т. е. тепло q₂, называется его удельной холодопроизводительностью.

Для характеристики эффективности холодильного цикла, осуществляемого путем затраты работы, как было сказано в гл. 5, служит холодильный коэффициент ε, определяемый по формуле (5.2).

В некоторых случаях холодильная установка действует за счет затраты не механической работы, а тепла q₀, расходуемого при температуре, более высокой, чем у окружающей среды. В таких случаях эффективность установки оценивается коэффициентом использования тепла ξ, равным отношению количества тепла, отнятого от охлаждаемого объекта q₂, к затраченному на это теплу q₀, т.е.

. (13.1)

По виду применяемых холодильных агентов холодильные установки делятся на две группы – воздушные, в которых холодильным агентом служит воздух, и паровые, в которых в качестве холодильных агентов используются пары различных низкокипящих веществ. Паровые холодильные установки подразделяются на пapокомпрессионные, пароэжекторные и абсорбционные.

Дата добавления: 2014-01-06