Парокомпрессионные холодильные машины реферат

Обновлено: 05.07.2024

Работа парокомпрессионной холодильной системы основывается на нескольких основных принципах. Её способность охлаждать в основном базируется на циркуляции хладагента – рабочего вещества, которое переносит тепло по непрерывный системе трубок. Поскольку тепло постоянно нужно отводить от продуктов и объема, в котором они хранятся к холодной, хладагент может непрерывно двигаться, обеспечивая в холодильнике среду с пониженной температурой. Основными принципами работы холодильника являются:

  1. Теплопередача
    Поскольку тепло постоянно передается от относительно теплых предметов к более холодным, внутренняя среда холодильника охлаждается благодаря отбору тепла еще более холодной поверхностью испарителя. Испаритель охлаждается хладагентом, который на данном этапе цикла является газом. Отбирая тепло холодильной камеры, хладагент переносит его наружу, продолжая движение по трубке. В результате температура внутри холодильника падает. Для оптимизации эффекта охлаждения, трубка имеют спиральную форму, что увеличивает ее площадь и возможность теплопередачи.
  2. Сжатие и конденсация
    После того, как хладагент проходит через трубки холодильника, он нагревается и, покинув холодильную, поступает в компрессор. Компрессор еще более нагревает хладагент, сжимая газ. Горячий сжатый хладагент затем поступает в охладитель на внешней стороне холодильника - конденсатор. Проходя через конденсатор, хладагент выделяет тепло в окружающий воздух. Когда хладагент полностью проходит через теплообменник конденсатора, его температура падает настолько, что он опять превращается в жидкость.
  3. Испарение
    Когда жидкость испаряется, ее температура резко падает. На этом принципе основана работа расширительного клапана, который работает как распылитель спрея. Расширительный клапан распыляет жидкий хладагент на крошечные капельки, которые тут же испаряются, резко понижая свою температуру. После этого хладагент вновь поступает в испаритель, начиная новый цикл охлаждения.

В некоторых коммерческих и промышленных холодильных системах тепло, отбираемое у охлаждаемой камеры и выделяемое компрессором, используется для отопления помещений. Это позволяет сократить расходы на отопление.

Рис. Холодильный цикл парокомпрессионной холодильной машины. Тепло может использоваться для отопления.

Компоненты парокомпрессионного холодильного оборудования

Основными узлами парокомпрессионного холодильного оборудования являются компрессор, испаритель, конденсатор и терморегулирующий вентиль.

Компрессор

Холодопроизводительность холодильника и объёмная производительность компрессора

Мощность парокомпрессионной холодильной машины определяется ее холодопроизводительностью - количеством теплоты, которое она отнимает от охлаждаемого объекта за единицу времени. Холодопроизводительность холодильной машины при заданном хладагенте и температурном режиме ее работы пропорциональна объёмной производительности ее компрессора - количеству теплоты, нужному для испарения килограмма хладагента за единицу времени при заданных термодинамическом цикле и температуре кипения и конденсации хладагента.

В парокомпрессионной холодильной машине одним из основных узлов является компрессор. Его задача – сжимать газообразный хладагент, что повышает его температуру, и поддерживать его давление в конденсаторе, что обеспечивает циркуляцию хладагента.

В системе охлаждения компрессор находится между двумя группами трубок – катушками испарителя и конденсатора. В зависимости от конструкции оборудования, компрессор обычно располагается в задней части холодильника или рядом на полу. Когда компрессор включается, шум его работы обычно может быть слышен. Охлаждение в морозильной камере или холодильнике происходит только в том случае, если компрессор работает должным образом.

Работа компрессора контролируется с помощью термостата внутри морозильной камеры. Он заставляет компрессор периодически включаться и выключаться в течение дня. Из-за этого компрессор со временем, может столкнуться с проблемами и выйти из строя, что потребует технического обслуживания. Высокая температура сжимаемого газа может привести к изменению свойств смазки, что также может препятствовать эффективной работе.

Конденсатор и испаритель

Если компрессор обеспечивает движение хладагента по холодильному циклу, то конденсатор и испаритель служат для обмена теплом между хладагентом и окружающей средой. О работе конденсатора и испарителя - вы можете узнать из статьи Теплообменная аппаратура холодильного агрегата - конденсатор и испаритель.


Терморегулирующий (дроссельный) вентиль

Терморегулирующий вентиль (сокращенно ТРВ) регулирует количество хладагента, поступающего из конденсатора в испаритель так, чтобы хладагент полностью превращался в пар в испарителе. Для того чтобы гарантировать, что из испарителя в компрессор не попадут капли жидкости, хладагент не только нагревается до температуры кипения, но и подвергается перегреву до достижения определенной температуры выше температуры насыщения. Температура хладагента на выходе из испарителя контролируется специальным датчиком, который регулирует открытие и закрытие клапана вентиля. Клапан закрыт пружиной, а датчик, выполненный в виде колбы, заполнен газом, аналогичным хладагенту. При увеличении температуры газа в датчике давление в нем растет, и клапан открывается, а при понижении температуры (и, соответственно, давления) – закрывается.

Терморегулирующий вентиль является ключевым элементом холодильного цикла. Чтобы жидкий хладагент мог перейти в газообразную фазу а его температура – упасть, в испарителе должно поддерживаться низкое давление.

Компоненты парокомпрессионного холодильного оборудования

Рис. Охлаждаемая камера и холодильный агрегат .

Вспомогательная аппаратура

Кроме терморегулирующего вентиля бесперебойная работа холодильных машин обеспечивается ресивером, отделителем жидкости, фильтрами-осушителями, регулятором давления и термостатом. Ресивер является резервуаром, в котором хладагент собирается перед поступлением в терморегулирующий вентиль, и служит для равномерности его подачи. Отделитель жидкости устанавливается перед компрессором для его защиты от попадания капель хладагента. Фильтры-осушители очищают хладагент от загрязнений и предотвращают попадание твердых частиц в компрессор. Паровые фильтры устанавливают на всасывающей линии компрессора, а жидкостные – после ресивера перед терморегулирующим вентилем. Регулятор давления (прессостат) защищает компрессор от низкого давления всасывания и повышенного давления нагнетания. Термостат служит для периодического включения и выключения компрессора. Цифровой дисплей электронного термостата позволяет следить за температурой и текущим состоянием системы.

Для создания гидравлического затвора и равномерной подачи жидкого хладагента в дроссель вместимость конденсатора завышают, и его нижняя часть выполняет функции ресивера. Перед дросселирующим элементом устанавливают фильтр-осушитель. Фильтр-осушитель улавливает различные механические загрязнения (опилки, ржавчину и т. п. ) холодильного агента и поглощает влагу, находящуюся в системе. При… Читать ещё >

Парокомпрессионная холодильная машина и холодильные камеры ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Контрольная работа

студентка ЗО 4 курса специальность: ТВ Кохова ИринаТВ-06−01

Снегирева Наталья Пантелеевна.

1 Парокомпрессионная холодильная машина

2 Холодильные камеры Библиография

1 Парокомпрессионная холодильная машина

Парокомпрессионная холодильная машина состоит из следующих основных элементов: испарителя, компрессора, конденсатора, теплообменника, фильтра-осушителя и дросселирующего элемента, соединенных между собой трубопроводами в замкнутую герметичную систему, заполненную холодильным агентом.

Испаритель содержит кипящий холодильный агент. Кипение холодильного агента в испарителе происходит за счет дросселирования и поддерживаемого компрессором низкого давления. Температура кипения холодильного агента в испарителе обычно на 15 °C ниже температуры охлаждаемой среды. Через поверхность испарителя воздух отдает свое тепло холодильному агенту, который при этом превращается в пар. Таким образом, в испарителе холодильный агент кипит при низкой температуре, отбирая тепло от охлаждаемого воздуха.

Компрессор всасывает пары холодильного агента из испарителя и поддерживает в нем низкое давление, обеспечивающее низкую температуру кипения. Кроме того, компрессор нагнетает пары в конденсатор и сжимает их до такого давления, при котором они превращаются в жидкость при условии охлаждения их окружающей средой.

Конденсатор обеспечивает охлаждение сжатых паров холодильного агента окружающим воздухом в целях понижения температуры паров до температуры конденсации (состояния насыщения) и конденсации насыщенных паров в жидкое состояние.

Для создания гидравлического затвора и равномерной подачи жидкого хладагента в дроссель вместимость конденсатора завышают, и его нижняя часть выполняет функции ресивера. Перед дросселирующим элементом устанавливают фильтр-осушитель. Фильтр-осушитель улавливает различные механические загрязнения (опилки, ржавчину и т. п. ) холодильного агента и поглощает влагу, находящуюся в системе. При дросселировании давление конденсации холодильного агента понижается до давления кипения. Кроме того, дроссель обеспечивает необходимое заполнение испарителя жидким холодильным агентом, подавая в единицу времени столько жидкости, сколько паров успевает за это время всосать компрессор.

Процесс дросселирования жидкого холодильного агента сопровождается изменением агрегатного состояния холодильного агента. Часть жидкости, прошедшей через дроссель, превращается в насыщенный пар, охлаждая при этом остальную часть холодильного агента до температуры кипения. Поэтому из дросселя выходит смесь жидкости и насыщенного пара (влажный пар). Жидкость в испарителе кипит при давлении кипения, поглощая тепло от воздуха через стенки испарителя. Пары, поступающие из дросселя и образовавшиеся при кипении, всасывает компрессор. Температура и давление кипения зависят от подачи компрессора и интенсивности теплообмена между кипящим хладагентом и воздухом.

Пары холодильного агента по мере продвижения по испарителю в результате теплообмена через стенки последнего дополнительно подогреваются. Поэтому их температура на выходе из испарителя обычно на 7 °C выше температуры кипения.

Сжатие паров холодильного агента в компрессоре от давления кипения до давления конденсации сопровождается, кроме того, возрастанием их внутренней энергии и температуры. Температура паров в конце сжатия зависит от разности давлений на входе и выходе из компрессора и достигает 120…190°С.

В конденсаторе происходит три процесса: охлаждение сжатых паров до состояния насыщения, их конденсация и переохлаждение жидкого холодильного агента. Давление и температура конденсации зависят от температуры охлаждающей среды, величины теплопередающей поверхности конденсатора и интенсивности теплопередачи. Как правило, температура конденсации на 10 °C превышает температуру охлаждающей среды. Температура переохлаждения в воздушном конденсаторе достигает 4 °C.

Жидкий холодильный агент из конденсатора через фильтр-осушитель поступает в дроссель, и цикл повторяется. Таким образом, холодильный агент, совершая движение по замкнутому циклу, отнимает тепло от воздуха в охлаждаемом помещении и отдает его воздуху, обдувающему конденсатор.

К недостаткам парокомпрессионных холодильных машин следует отнести: необходимость постоянного обслуживания высококвалифицированным персоналом; высокую вероятность выхода из строя из-за большого количества движущихся деталей (5% по международным стандартам); высокий уровень шума.

Однако одно достоинство делает парокомпрессионные холодильные машины самыми привлекательными из всех перечисленных. В условиях, в которых работают бытовые кондиционеры, холодильный коэффициент теоретически равен 3. Это значит, что на каждый киловатт затрачиваемой электроэнергии (с использованием теплоты воздуха окружающей среды) производится три киловатта холода или четыре киловатта тепла.

Основные принципы работы паровой компрессионной холодильной машины.

В основе получения холода при помощи паровой компрессионной холодильной машины лежит отвод тепла от охлаждаемой среды при кипении рабочего вещества в испарителе (5) (рис. 7.7). Кипение холодильного агента осуществляется при отводе тепла от охлаждаемой среды qo, Дж/кг.

Процессы в аппаратах холодильной машины (1,2,3,4) отражены на диаграммах состояния холодильного агента T—S и LgP—г (рис. 7.8).

На диаграммах T—S и LgP—i (рис. 7.8) представлены цикл Карно и теоретический цикл паровой компрессионной холодильной машины. Теоретический цикл отличается как от реальных условий работы холодильной машины, так и от идеального цикла Карно.

В испарителе 5 (рис. 7.7) холодильной машины кипит холодильный агент. Процесс кипения холодильного агента в испарителе холодильной машины, работающей на основе цикла Карно 4−1, обеспечивается выполнением двух условий: подводом тепла к испарителю (отводом тепла от охлаждаемой среды) и отводом паров, скапливающихся в испарителе.

Теоретический цикл паровой компрессионной холодильной машины в диаграммах Т= S и LgP—I

Последнюю функцию выполняет компрессор холодильной машины.

Компрессор 2 отводит пары из испарителя, сжимает их до давления конденсации и перемещает пары в конденсатор 3. При сжатии пара повышается давление холодильного агента от давления кипения Ро, МПа до давления конденсации Р, МПа (1−2). Процесс сжатия сопровождается повышением температуры холодильного агента. Пар становится сухим насыщенным (точка 2). В нем отсутствует капельно-жидкая влага.

Сухой насыщенный пар поступает в конденсатор 3, где при постоянном давлении конденсации охлаждается до состояния насыщения (точка 3), превращаясь в жидкость.

В холодильной машине, работающей по циклу Карно, жидкий холодильный агент поступает в расширительный цилиндр 4 (детандер), где, расширяясь, совершает полезную работу. Расширение сопровождается понижением давления и температуры до температуры кипения холодильного агента в испарителе. Холодо производительность холодильной машины соответствует площади (4−1 -b-a-А) под изотермой кипения (4−1).

Отличия теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины от цикла Карно.

В цикле Карно всасывание паров холодильного агента в цилиндр компрессора осуществляется в состоянии влажного пара (точка 1).

Гидравлический удар как явление при эксплуатации малых холодильных машин бывает скорее исключением из правил, чем правилом. Более неприятным явлением, связанным с поступлением в цилиндр компрессора небольшого количества капель жидкого холодильного агента, является вскипание этих капель непосредственно в самом компрессоре. Образование пара в компрессоре, как отмечалось ранее, приводит к уменьшению коэффициента подачи компрессора X (к. п. д. компрессора). Его холодопроизводительность падает, что приводит к повышению температуры воздуха в охлаждаемом объеме:

qУдельная объемная холодопроизводительность, кДж/м3;

Таким образом, сравнительно с циклом Карно логически обоснован переход от холодильного агента в состоянии влажного пара (точка 1) к сухому насыщенному пару (точка Г), т. е. пару, не имеющему в своем составе жидкости.

Рис. 7.9 Конструкция отделителя жидкости

а) — отделитель жидкости (Ож), б) — отделитель жидкости совместно с компрессором (Км) холодильной машины: 1 — дозирующее отверстие для масла, 2 — отражатель

Поскольку приращение площади, эквивалентной работе, больше площади, эквивалентной холодопроизводительности, энергетически данный процесс менее эффективен, чем процесс, протекающий в рамках цикла Карно. Однако практическая целесообразность превалирует над соображениями, связанными с энергетическими затратами.

Таким образом, для увеличения холодопроизводительности холодильной машины необходимо обеспечить подачу в цилиндр компрессора сухого насыщенного пара в состоянии точки Г (рис. 7.8) или пара в состоянии перегрева.

Обеспечить подачу в компрессор пара без капель жидкости можно двумя путями — либо предварительно отделяя жидкость от пара в отделителе жидкости (Ож) (рис. 7.9), либо нагревая (перегревая) пар в испарителе посредством изменения расхода холодильного агента, проходящего через прибор автоматического регулирования расхода холодильного агента — ТРВ.

Отделение жидкого холодильного агента от пара в отделителе жидкости.

В отделитель жидкости холодильный агент поступает из испарителя вместе с маслом. Поток холодильного агента ударяется в отражатель 2, масло опускается на дно отделителя жидкости, а капли жидкого холодильного агента превращаются в пар и поступают в компрессор. Пары холодильного агента поступают в верхнюю часть V-образной трубки и далее в компрессор. Масло всасывается в компрессор через калиброванное отверстие 1, обеспечивающее дозированную его подачу.

Отделители жидкости устанавливают в основном в низкотемпературных холодильных машинах. Недостатком отделителя жидкости является его металлоемкость.

Первый метод реализован в технических конструкциях, называемых терморегулирующими вентилями (ТРВ), второй метод — дросселированием холодильного агента в капиллярной трубке (тонкая длинная трубка). Капиллярная трубка выполняет только одну функцию — дросселирует жидкий холодильный агент, проходящий через нее.

Схема терморегулирующего вентиля приведена на рис. 7.10. Величина перегрева пара, т. е. нагрев пара относительно температуры кипения холодильного агента в испарителе (At, °С, рис. 7.11), обеспечивается прибором автоматики — терморегулирующим вентилем (ТРВ).

Регулирование заполнения испарителя холодильным агентом, точнее регулирование расхода холодильного агента, протекающего через дросселирующее устройство (через ТРВ) и соответственно через испаритель, осуществляется вращением регулирующего винта 2 терморегулирующего вентиля (рис. 7.10).

Объем под мембраной в ТРВ соединен с выходом из испарителя. При увеличении усилия сжатия пружины Рпр клапан уменьшает проходное сечение, уменьшается расход холодильного агента, протекающего через ТРВ. При малом количестве холодильного агента в испарителе пар, выходящий из испарителя, перегревается, давление холодильного агента в термобаллоне (8), плотно прижатом к испарителю, повышается. Устанавливается новое равенство давлений на мембрану с каждой из сторон: снизу — давление пружины Рпр и давление кипения Ро, сверху — давление холодильного агента, создаваемого в термобаллоне Ртб.

Таким образом, основная функция ТРВ состоит в регулировании величины перегрева паров, выходящих из испарителя, а не температуры кипения и соответственно не температуры воздуха в охлаждаемом объеме. Температура воздуха в охлаждаемом объеме устанавливается регуляторами температуры или давления кипения холодильного агента в испарителе.

Вместе с тем следует отметить, что при вращении регулировочного винта ТРВ вследствие дросселирования холодильного агента и изменения эффективной площади теплообмена испарителя в определенной мере изменяется давление кипения холодильного агента в испарителе и, следовательно, температура воздуха в охлаждаемом объеме.

Рис. 2. Терморегулирующий вентель.

Рис.3. Теоретический цикл. паровой компрессионной холодильной машины с ТРВ, Процессы:3−4-дросселирование в ТРВ, 1--перегрев пара в испарителе

Переохлаждение жидкого холодильного агента перед его дросселированием.

В цикле Карно расширение жидкого холодильного агента протекает в расширительном цилиндре (рис. 7.8, процесс 3−4). В теоретическом цикле паровой компрессионной холодильной машины реализован принцип дросселирования жидкого холодильного агента (рис. 7.8, процесс 3−4') с предварительным его охлаждением.

Охлаждение жидкого холодильного агента перед его дросселированием может осуществляться в конденсаторе холодильной машины достаточно простым способом — путем увеличения площади поверхности конденсатора или в простейшем случае путем увеличения длины трубки конденсатора (рис. 7.12).

Применение способа сопряжено с увеличением размеров и массы конденсатора. Поэтому в холодильной технике применяется более эффективный способ, позволяющий сочетать понижение температуры жидкого холодильного агента перед его дросселированием с дополнительным нагревом (перегревом) паров холодильного агента на всасывании в компрессор. Для этих целей используют теплообменные аппараты, называемые теплообменниками. Конструкция одного из них представлена на рис. 7.13.

Регенеративный теплообменник (рис. 7.13) решает две практические задачи: охлаждает жидкий холодильный агент, выходящий из конденсатора (рис. 7.14, отрезок 3−3″), и нагревает пар, поступающий из испарителя в компрессор (отрезок 1−1″). Кроме того, применение теплообменника обеспечивает эффективность использования площади поверхности испарителя и хороший возврат масла в компрессор.

Переохлаждение холодильного агента перед дросселированием и перегрев пара на всасывании обеспечивают дополнительное увеличение холодопроизводительности холодильной машины (площади с-а 4—c и b-d—1-b, почему теплообменник является необходимым и обязательным элементом холодильной машины.

2 Холодильные камеры

Камер и холодильных машин отражены в табл. 15.1−15.4 приложения. Панели трехслойные — пенополиуретан в оболочке из оцинкованной стали, покрытой эмалью — толщиной, например, 65,100 и 150 мм, коэффициент теплопроводности соответственно 0,38,0,24 и 0,17 Вт/(м * К).

Модульные холодильные камеры комплектуются навесными моноблочными холодильными машинами (приложение, табл. 15.2−15.4).

Низкотемпературные камеры Moiyr быть укомплектованы половыми панелями с электрическим обогревом (15−25 Вт/м2), выдерживающими нагрузку до 3000 кг/м2, дверями с электрообогревом по периметру, а также с электрообогревом наружного стекла, если дверь трехслойная, стеклянная.

Модульная холодильная камера

Перспективным направлением исполнения холодильных камер являются сборные камеры, имеющие в своем составе открытую витрину для хранения части запаса фасованного продукта на полках и в контейнерах. Такие камеры-витрины привлекательны для покупателей, поскольку имеют свободный доступ к продукту. Кроме того, такие камеры позволяют сократить время и затраты труда на осуществление погрузочно-разгрузочных работ. Витрина может быть неотъемлемой частью единого блока (камера-витрина) полной заводской готовности или поставляться отдельно и пристраиваться как к сборной, так и к стационарной камере.

Своеобразной формой холодильной камеры, которую лишь отчасти можно уподобить сборной холодильной камере, является камера, выполненная на основе контейнера, например, 20- и 40-футового (рис. 15.30, табл. 15.5 приложения).В контейнерах может поддерживаться температура воздуха в широком температурном диапазоне (-22."0 °С).

Библиография

1. Дячек П. И. Холодильные машины и установки: Учебное пособие. — Ростов н/Д: Феникс, 2007. — 424 с

Теоретические основы работы парокомпрессионных холодильных машин. Расчет теоретических характеристик парокомпрессионной холодильной машины. Установление режима работы холодильной машины и параметры элементов. Холодопроизводительность компрессора.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 06.01.2015
Размер файла 338,4 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

В настоящее время парокомпрессионные холодильные машины являются наиболее распространенными в быту и промышленности холодильными машинами. Более 90% всего искусственного холода вырабатывается машинами именно этого типа. Общим для них является то, что тепловой поток, отбираемый от охлаждаемого объекта (холодопроизводительность машины) воспринимается рабочим телом (холодильным агентом), кипящим в специальном аппарате - испарителе. Высокие энергетические и хорошие массогабаритные показатели парокомпрессионных холодильных машин в значительной мере обеспечиваются большими значениями теплоты парообразования применяемых холодильных агентов.

Для того чтобы процесс кипения холодильного агента в испарителе был непрерывным, необходимо чтобы агент совершал в холодильной машине замкнутую последовательность процессов - обратный термодинамический цикл, который применительно к холодильным машинам, называется холодильным циклом. При этом холодопроизводящий процесс - кипение холодильного агента, является одним из процессов холодильного цикла. Большое разнообразие условий работы парокомпрессионных холодильных машин (от домашнего холодильника до крупных холодильных станций химических предприятий), обусловило разнообразие применяемых в них холодильных циклов, а так же холодильных агентов.

1. Теоретические основы и принцип работы парокомпрессионных холодильных машин

По принципу работы холодильные машины можно разделить на два вида: термомеханические, принцип работы которых основан на использовании процессов повышения и понижения давления какого-либо рабочего тела, и электромагнитные, принцип работы которых основан на использовании постоянных или переменных электрического или магнитного полей.

Холодильные машины первого вида, наиболее распространенные, в зависимости от способа повышения давления рабочего тела делятся на три группы: компрессионные, сорбционные и струйные.

Из всех видов используемых холодильных машин наиболее распространённый вид - компрессионные холодильные машины. Принцип работы компрессионных машин основан на повышении давления посредством механического воздей-ствия на рабочее тело.

В зависимости от интервала температур, в пределах которого осуществляется обратный термодинамический цикл и областей агрегатных состояний рабочего тела, компрессионные холодильные машины делятся на парожидкостные, газожидкостные и газовые. В парожидкостных и газожидкостных машинах агрегатное состояние рабочего тела в процессе работы изменяется (конденсация рабочего тела при повышенном и испарение рабочего тела при пониженном давлении). В первом случае сжатие ведется при температурах ниже критической (в области пара); во втором - при температурах, превышающих критическую.

В газовых холодильных машинах агрегатное состояние холодильного агента в процессе работы не изменяется, поскольку везде температура рабочего тела Т > Ткр.

Для удобства анализа и расчётов холодильных циклов с учётом реальности рабочих тел в технических расчётах наиболее часто пользуются диаграммами состояния T-s (температура-энтропия) и lg(p)-h (давление-энтальпия).

На рис. 1.1 представлена T-s диаграмма, где нанесены основные пограничные кривые, разделяющие область диаграммы на участки, где рабочее тело имеет разные возможные агрегатные состояния.

Различают фазовые переходы двух родов. Фазовый переход первого рода сопровождается поглощением или выделением теплоты, называемой теплотой фазового перехода. Фазовые переходы первого рода характеризуются постоянством температуры, изменениями энтропии и объёма.

Фазовые переходы, не связанные с поглощением или выделением теплоты и изменением объёма, называются фазовыми переходами второго рода. Эти переходы характеризуются постоянством объёма и энтропии, но скачкообразным изменением теплоёмкости.

Таким образом, можно утверждать, что если рабочее тело меняет своё агрегатное состояние, то оно однозначно совершает фазовый переход. С другой стороны при совершении обратного термодинамического цикла рабочим телом, фазовые переходы второго рода не рассматривают и не участвуют. В связи с этим в холодильной технике при анализе и расчёте циклов не делают различий между понятиями агрегатное состояние рабочего тела и её фаза.

Рис. 1.1 Возможные агрегатные состояния вещества на T-s диаграмме

Рассмотрим T-s диаграмму, на которой показаны возможные агрегатные состояния индивидуального вещества. Между правой и левой пограничными кривыми выше температуры тройной точки Т > Ттт (область Ж+П) вещество может существовать только в двухфазном состоянии (в виде парожидкостной смеси, называемой так же влажным паром), причем на правой или левой пограничной кривой вещество переходит в однофазное состояние - сухой насыщенный пар или насыщенную жидкость.

Между пограничными кривыми ниже температуры тройной точки Т Ткр и давлении ниже критического р Ткр и р > ркр (область Пар) вещество условно считается в парообразном состоянии.

При температуре ниже критической Т Ткр приведёт к тому, что состояние вещества перейдёт через условную границу Т = Ткр и окажется в области газа.

На T-s диаграмме (в правой части) также показаны температурные интервалы всех трех типов компрессионных холодильных машин - парожидкостных (ПЖ), газожидкостных (ГЖ) и газовых (Г).

Парожидкостные компрессионные холодильные машины относятся к холодильным машинам умеренного холода и их принято называть парокомпрессионными холодильными машинами.

Газожидкостные компрессионные холодильные машины относятся к криогенным холодильным машинам, и они большей частью используются в установках ожижения и газоразделения газов, в частности, ожижения воздуха с последующим разделением его на основные составляющие - азот и кислород.

Принципиальная схема и цикл парокомпрессионной холодильной машины представлена на рис. 1.2.

Рис. 1.2 Принципиальная схема и цикл парокомпрессионной холодильной машины

Рабочее тело (холодильный агент) совершает в машинах и аппаратах холодильной машины замкнутую совокупность процессов - обратный термодинамический цикл, с целью передачи тепловой энергии от охлаждаемого тела к окружающей среде. При этом на совершение цикла затрачивается работа, которая обеспечивается подводом механической энергии к компрессору КМ. Цикл состоит из следующих процессов:

1-2 - сжатие пара (в данном случае изоэнтропное) в компрессорной машине КМ;

2-2” - охлаждение перегретого пара до состояния насыщения в конденсаторе КД;

2”-3' - конденсация пара до состояния насыщенной жидкости в конденсаторе КД;

3'- 3 - переохлаждение жидкости в конденсаторе или специальном аппарате - переохладителе;

3-4 - дросселирование жидкости в дросселирующем устройстве РВ (регулирующем вентиле);

1”-1 - перегрев пара в испарителе И или специальном аппарате - в зависимости от схемы холодильной машины, например, в рекуперативном теплообменнике.

Холодильный цикл характеризуется показателями:

Qo - холодопроизводительность холодильной машины, то есть количество тепла отводимое от потребителя холода в единицу времени.

m - массовый расход холодильного агента циркулирующего в схеме. В сложной схеме в различных элементах её элементах может циркулировать различное количество холодильного агента.

qo = Qo / m - удельная массовая холодопроизводительность. На диаграмме lg(p)-h она изображается отрезком qo =h1-h4. При этом надо иметь в виду, что если перегрев пара происходит в испарителе, то теплота перегрева включается в холодопроизводительность (см. рис.1.2.). Таким образом, под удельной массовой холодопроизводительностью понимается количество тепла подводимое к 1 кг хладагента в испарителе.

Величина qo зависит от вида холодильного цикла парокомпрессионной холодильной машины и в большой мере от термодинамических свойств рабочего тела.

qv = Qo / v1 - удельная объёмная холодопроизводительность. Здесь v1 - удельный объём пара на всасывании в компрессор. При заданной холодопроизводительности Qo величина qv в значительной мере определяет габариты компрессора и холодильной машины в целом.

L - работа затрачиваемая на сжатие хладагента в компрессоре (для одноступенчатой схемы холодильной машины - работа цикла).

l = L / m - удельная работа цикла (компрессора). На диаграмме lg(p)-h она изображается отрезком l =h2 - h1.

Qк - теплота, отдаваемая в конденсаторе окружающей среде (тепловая нагрузка конденсатора).

qк = Qк / m - удельная тепловая нагрузка конденсатора.

= Qo /L = qo / l - холодильный коэффициент, служит для оценки энергетической эффективности цикла и показывает, какую холодопроизводительность можно достичь на единицу затраченной работы.

2. Расчёт теоретических характеристик парокомпрессионной холодильной машины

Зависимости основных технических показателей холодильного цикла парокомпрессионной холодильной машины от режима её работы, а именно, от температурных границ цикла, могут быть получены расчётным путем.

Задача - рассчитать значения величин холодопроизводительности Qо, холодильного коэффициента и адиабатной работы Lад парокомпрессионной машины, работающей по одноступенчатому циклу (см. рис. 1.1) для нескольких режимов работы. Цель построение характеристик Qо, , Lад = f(Tо) при Тк=const и = f(П).

Исходные данные: Холодильный агент - R290.

Тип компрессора - поршневой.

Объёмная теоретическая производительность компрессора Vh = 0,10 м 3 /c.

Температура конденсации Тк = 22°С.

Для выполнения поставленной задачи рассчитаем параметры пяти холодильных циклов, отличающихся температурой кипения холодильного агента. Принимаем следующие значения То=-5°С; -15°С; -25°С; -35°С; -45°С.

Величина перегрева на всасывании во всех случаях принимается Твс = Т1 - Т1” = 5°С. Переохлаждение после конденсатора отсутствует и точка 3 совпадает с точкой 3'.

Используя диаграмму lg(p)-h для хладона R290, определим термодинамические параметры в узловых точках холодильного цикла.

Элементы и принципы работы парокомпрессионной холодильной машины, их достоинства и недостатки. Отличия теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины от цикла Карно. Отделение жидкого холодильного агента от пара в отделителе жидкости.

Федеральное агентство по образованию

Контрольная работа

студентка ЗО 4 курса

Снегирева Наталья Пантелеевна.

Содержание

1 Парокомпрессионная холодильная машина

2 Холодильные камеры

1 Парокомпрессионная холодильная машина

Парокомпрессионная холодильная машина состоит из следующих основных элементов: испарителя, компрессора, конденсатора, теплообменника, фильтра-осушителя и дросселирующего элемента, соединенных между собой трубопроводами в замкнутую герметичную систему, заполненную холодильным агентом.

Испаритель содержит кипящий холодильный агент. Кипение холодильного агента в испарителе происходит за счет дросселирования и поддерживаемого компрессором низкого давления. Температура кипения холодильного агента в испарителе обычно на 15 °С ниже температуры охлаждаемой среды. Через поверхность испарителя воздух отдает свое тепло холодильному агенту, который при всём этом превращается в пар. Таким образом, в испарителе холодильный агент кипит при низкой температуре, отбирая тепло от охлаждаемого воздуха.

Компрессор всасывает пары холодильного агента из испарителя и поддерживает в нем низкое давление, обеспечивающее низкую температуру кипения. Кроме того, компрессор нагнетает пары в конденсатор и сжимает их до такого давления, при котором они превращаются в жидкость при условии охлаждения их окружающей средой.

Конденсатор обеспечивает охлаждение сжатых паров холодильного агента окружающим воздухом в целях понижения температуры паров до температуры конденсации (состояния насыщения) и конденсации насыщенных паров в жидкое состояние.

Для создания гидравлического затвора и равномерной подачи жидкого хладагента в дроссель вместимость конденсатора завышают, и его нижняя часть выполняет функции ресивера. Перед дросселирующим элементом устанавливают фильтр-осушитель. Фильтр-осушитель улавливает различные механические загрязнения (опилки, ржавчину и т. п.) холодильного агента и поглощает влагу, находящуюся в системе. При дросселировании давление конденсации холодильного агента понижается до давления кипения. Кроме того, дроссель обеспечивает необходимое заполнение испарителя жидким холодильным агентом, подавая в единицу времени столько жидкости, сколько паров успевает за это время всосать компрессор.

Процесс дросселирования жидкого холодильного агента сопровождается изменением агрегатного состояния холодильного агента. Часть жидкости, прошедшей через дроссель, превращается в насыщенный пар, охлаждая при всём этом остальную часть холодильного агента до температуры кипения. Поэтому из дросселя выходит смесь жидкости и насыщенного пара (влажный пар). Жидкость в испарителе кипит при давлении кипения, поглощая тепло от воздуха через стенки испарителя. Пары, поступающие из дросселя и образовавшиеся при кипении, всасывает компрессор. Температура и давление кипения зависят от подачи компрессора и интенсивности теплообмена между кипящим хладагентом и воздухом.

Пары холодильного агента по мере продвижения по испарителю в результате теплообмена через стенки последнего дополнительно подогреваются. Поэтому их температура на выходе из испарителя обычно на 7 °С выше температуры кипения.

Сжатие паров холодильного агента в компрессоре от давления кипения до давления конденсации сопровождается, кроме того, возрастанием их внутренней энергии и температуры. Температура паров в конце сжатия зависит от разности давлений на входе и выходе из компрессора и достигает 120. 190°С.

В конденсаторе происходит три процесса: охлаждение сжатых паров до состояния насыщения, их конденсация и переохлаждение жидкого холодильного агента. Давление и температура конденсации зависят от температуры охлаждающей среды, величины теплопередающей поверхности конденсатора и интенсивности теплопередачи. Как правило, температура конденсации на 10 °С превышает температуру охлаждающей среды. Температура переохлаждения в воздушном конденсаторе достигает 4 °С.

Жидкий холодильный агент из конденсатора через фильтр-осушитель поступает в дроссель, и цикл повторяется. Таким образом, холодильный агент, совершая движение по замкнутому циклу, отнимает тепло от воздуха в охлаждаемом помещении и отдает его воздуху, обдувающему конденсатор.

К недостаткам парокомпрессионных холодильных машин следует отнести: необходимость постоянного обслуживания высококвалифицированным персоналом; высокую вероятность выхода из строя из-за большого количества движущихся деталей (5 % по международным стандартам); высокий уровень шума.

При этом одно достоинство делает парокомпрессионные холодильные машины самыми привлекательными из всех перечисленных. В условиях, в которых работают бытовые кондиционеры, холодильный коэффициент теоретически равен 3. Это значит, что на каждый киловатт затрачиваемой электроэнергии (с использованием теплоты воздуха окружающей среды) производится три киловатта холода или четыре киловатта тепла.

Основные принципы работы паровой компрессионной холодильной машины.

В основе получения холода при помощи паровой компрессионной холодильной машины лежит отвод тепла от охлаждаемой среды при кипении рабочего вещества в испарителе (5) (рис. 7.7). Кипение холодильного агента осуществляется при отводе тепла от охлаждаемой среды qo, Дж/кг.

Процессы в аппаратах холодильной машины (1,2,3,4) отражены на диаграммах состояния холодильного агента T--S и LgP--г (рис. 7.8).

На диаграммах T--S и LgP--i (рис. 7.8) представлены цикл Карно и теоретический цикл паровой компрессионной холодильной машины. Теоретический цикл отличается как от реальных условий работы холодильной машины, так и от идеального цикла Карно.

В испарителе 5 (рис. 7.7) холодильной машины кипит холодильный агент. Процесс кипения холодильного агента в испарителе холодильной машины, работающей на основе цикла Карно 4-1, обеспечивается выполнением двух условий: подводом тепла к испарителю (отводом тепла от охлаждаемой среды) и отводом паров, скапливающихся в испарителе.

Теоретический цикл паровой компрессионной холодильной машины в диаграммах Т= S и LgP--I

Последнюю функцию выполняет компрессор холодильной машины.

Компрессор 2 отводит пары из испарителя, сжимает их до давления конденсации и перемещает пары в конденсатор 3. При сжатии пара повышается давление холодильного агента от давления кипения Ро, МПа до давления конденсации Р, МПа (1-2). Процесс сжатия сопровождается повышением температуры холодильного агента. Пар становится сухим насыщенным (точка 2). В нем отсутствует капельно-жидкая влага.

Сухой насыщенный пар поступает в конденсатор 3, где при постоянном давлении конденсации охлаждается до состояния насыщения (точка 3), превращаясь в жидкость.

В холодильной машине, работающей по циклу Карно, жидкий холодильный агент поступает в расширительный цилиндр 4 (детандер), где, расширяясь, совершает полезную работу. Расширение сопровождается понижением давления и температуры до температуры кипения холодильного агента в испарителе. Холодо производительность холодильной машины соответствует площади (4-1 -b-a-А) под изотермой кипения (4-1).

Отличия теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины от цикла Карно.

В цикле Карно всасывание паров холодильного агента в цилиндр компрессора осуществляется в состоянии влажного пара (точка 1).

Гидравлический удар как явление при эксплуатации малых холодильных машин бывает скорее исключением из правил, чем правилом. Более неприятным явлением, связанным с поступлением в цилиндр компрессора небольшого количества капель жидкого холодильного агента, является вскипание этих капель непосредственно в самом компрессоре. Образование пара в компрессоре, как отмечалось ранее, приводит к уменьшению коэффициента подачи компрессора X (к. п. д. компрессора). Его холодопроизводительность падает, что приводит к повышению температуры воздуха в охлаждаемом объеме:

q- Удельная объемная холодопроизводительность, кДж/м3;

Vh -- часовой объем, описываемый поршнем (поршнями), с.

Таким образом, сравнительно с циклом Карно логически обоснован переход от холодильного агента в состоянии влажного пара (точка 1) к сухому насыщенному пару (точка Г), т. е. пару, не имеющему в своем составе жидкости.

Рис. 7.9 Конструкция отделителя жидкости

а) -- отделитель жидкости (Ож), б) -- отделитель жидкости совместно с компрессором (Км) холодильной машины: 1 -- дозирующее отверстие для масла, 2 -- отражатель

Поскольку приращение площади, эквивалентной работе, больше площади, эквивалентной холодопроизводительности, энергетически данный процесс менее эффективен, чем процесс, протекающий в рамках цикла Карно. При этом практическая целесообразность превалирует над соображениями, связанными с энергетическими затратами.

Таким образом, для увеличения холодопроизводительности холодильной машины необходимо обеспечить подачу в цилиндр компрессора сухого насыщенного пара в состоянии точки Г (рис. 7.8) или пара в состоянии перегрева.

Обеспечить подачу в компрессор пара без капель жидкости можно двумя путями -- либо предварительно отделяя жидкость от пара в отделителе жидкости (Ож) (рис. 7.9), либо нагревая (перегревая) пар в испарителе посредством изменения расхода холодильного агента, проходящего через прибор автоматического регулирования расхода холодильного агента -- ТРВ.

Отделение жидкого холодильного агента от пара в отделителе жидкости.

В отделитель жидкости холодильный агент поступает из испарителя вместе с маслом. Поток холодильного агента ударяется в отражатель 2, масло опускается на дно отделителя жидкости, а капли жидкого холодильного агента превращаются в пар и поступают в компрессор. Пары холодильного агента поступают в верхнюю часть V-образной трубки и далее в компрессор. Масло всасывается в компрессор через калиброванное отверстие 1, обеспечивающее дозированную его подачу.

Отделители жидкости устанавливают в основном в низкотемпературных холодильных машинах. Недостатком отделителя жидкости является его металлоемкость.

Перегрев пара в испарителе при помощи терморегулирующего вентиля (ТРВ)

Первый метод реализован в технических конструкциях, называемых терморегулирующими вентилями (ТРВ), второй метод -- дросселированием холодильного агента в капиллярной трубке (тонкая длинная трубка). Капиллярная трубка выполняет только одну функцию -- дросселирует жидкий холодильный агент, проходящий через нее.

Схема терморегулирующего вентиля приведена на рис. 7.10. Величина перегрева пара, т. е. нагрев пара относительно температуры кипения холодильного агента в испарителе (At, °С, рис. 7.11), обеспечивается прибором автоматики -- терморегулирующим вентилем (ТРВ).

Регулирование заполнения испарителя холодильным агентом, точнее регулирование расхода холодильного агента, протекающего через дросселирующее устройство (через ТРВ) и соответственно через испаритель, осуществляется вращением регулирующего винта 2 терморегулирующего вентиля (рис. 7.10).

Объем под мембраной в ТРВ соединен с выходом из испарителя. При увеличении усилия сжатия пружины Рпр клапан уменьшает проходное сечение, уменьшается расход холодильного агента, протекающего через ТРВ. При малом количестве холодильного агента в испарителе пар, выходящий из испарителя, перегревается, давление холодильного агента в термобаллоне (8), плотно прижатом к испарителю, повышается. Устанавливается новое равенство давлений на мембрану с каждой из сторон: снизу -- давление пружины Рпр и давление кипения Ро, сверху -- давление холодильного агента, создаваемого в термобаллоне Ртб.

Таким образом, основная функция ТРВ состоит в регулировании величины перегрева паров, выходящих из испарителя, а не температуры кипения и соответственно не температуры воздуха в охлаждаемом объеме. Температура воздуха в охлаждаемом объеме устанавливается регуляторами температуры или давления кипения холодильного агента в испарителе.

Вместе с тем следует отметить, что при вращении регулировочного винта ТРВ вследствие дросселирования холодильного агента и изменения эффективной площади теплообмена испарителя в определенной мере изменяется давление кипения холодильного агента в испарителе и, следовательно, температура воздуха в охлаждаемом объеме.

Рис. 2. Терморегулирующий вентель.

Рис.3. Теоретический цикл.паровой компрессионной холодильной машины с ТРВ, Процессы:3-4-дросселирование в ТРВ, 1- -перегрев пара в испарителе

Переохлаждение жидкого холодильного агента перед его дросселированием.

В цикле Карно расширение жидкого холодильного агента протекает в расширительном цилиндре (рис. 7.8, процесс 3-4). В теоретическом цикле паровой компрессионной холодильной машины реализован принцип дросселирования жидкого холодильного агента (рис. 7.8, процесс 3-4') с предварительным его охлаждением.

Охлаждение жидкого холодильного агента перед его дросселированием может осуществляться в конденсаторе холодильной машины достаточно простым способом -- путем увеличения площади поверхности конденсатора или в простейшем случае путем увеличения длины трубки конденсатора (рис. 7.12).

Применение способа сопряжено с увеличением размеров и массы конденсатора. Поэтому в холодильной технике применяется более эффективный способ, позволяющий сочетать понижение температуры жидкого холодильного агента перед его дросселированием с дополнительным нагревом (перегревом) паров холодильного агента на всасывании в компрессор. Для этих целей используют теплообменные аппараты, называемые теплообменниками. Конструкция одного из них представлена на рис. 7.13.

Регенеративный теплообменник (рис. 7.13) решает две практические задачи: охлаждает жидкий холодильный агент, выходящий из конденсатора (рис. 7.14, отрезок 3-3"), и нагревает пар, поступающий из испарителя в компрессор (отрезок 1-1"). Кроме того, применение теплообменника обеспечивает эффективность использования площади поверхности испарителя и хороший возврат масла в компрессор.

Переохлаждение холодильного агента перед дросселированием и перегрев пара на всасывании обеспечивают дополнительное увеличение холодопроизводительности холодильной машины (площади с-а 4--c и b-d--1-b, почему теплообменник является необходимым и обязательным элементом холодильной машины.

2 Холодильные камеры

Камер и холодильных машин отражены в табл. 15.1-15.4 приложения. Панели трехслойные -- пенополиуретан в оболочке из оцинкованной стали, покрытой эмалью -- толщиной, например, 65,100 и 150 мм, коэффициент теплопроводности соответственно 0,38,0,24 и 0,17 Вт/(м * К).

Модульные холодильные камеры комплектуются навесными моноблочными холодильными машинами (приложение, табл. 15.2-15.4).

Низкотемпературные камеры Moiyr быть укомплектованы половыми панелями с электрическим обогревом (15-25 Вт/м2), выдерживающими нагрузку до 3000 кг/м2, дверями с электрообогревом по периметру, а также с электрообогревом наружного стекла, если дверь трехслойная, стеклянная.

Модульная холодильная камера

Перспективным направлением исполнения холодильных камер являются сборные камеры, имеющие в своем составе открытую витрину для хранения части запаса фасованного продукта на полках и в контейнерах. Такие камеры-витрины привлекательны для покупателей, поскольку имеют свободный доступ к продукту. Кроме того, такие камеры позволяют сократить время и затраты труда на осуществление погрузочно-разгрузочных работ. Витрина может быть неотъемлемой частью единого блока (камера-витрина) полной заводской готовности или поставляться отдельно и пристраиваться как к сборной, так и к стационарной камере.

Своеобразной формой холодильной камеры, которую лишь отчасти можно уподобить сборной холодильной камере, является камера, выполненная на основе контейнера, например, 20- и 40-футового (рис. 15.30, табл. 15.5 приложения).В контейнерах может поддерживаться температура воздуха в широком температурном диапазоне (-22.„0 °С).

Библиография

1. Дячек П.И. Холодильные машины и установки: Учебное пособие. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 424 с

Чтобы скачать работу бесплатно нужно вступить в нашу группу ВКонтакте. Просто кликните по кнопке ниже. Кстати, в нашей группе мы бесплатно помогаем с написанием учебных работ.

>>>>> Перейти к скачиванию файла с работой
Кстати! В нашей группе ВКонтакте мы бесплатно помогаем с поиском рефератов, курсовых и информации для их написания. Не спешите выходить из группы после загрузки работы, мы ещё можем Вам пригодиться ;)

Секреты идеального введения курсовой работы (а также реферата и диплома) от профессиональных авторов крупнейших рефератных агентств России. Узнайте, как правильно сформулировать актуальность темы работы, определить цели и задачи, указать предмет, объект и методы исследования, а также теоретическую, нормативно-правовую и практическую базу Вашей работы.

Секреты идеального заключения дипломной и курсовой работы от профессиональных авторов крупнейших рефератных агентств России. Узнайте, как правильно сформулировать выводы о проделанной работы и составить рекомендации по совершенствованию изучаемого вопроса.

Х олодильная машина, устройство, служащее для отвода теплоты от охлаждаемого тела при температуре более низкой, чем температура окружающей среды. Холодильная машина используются для получения температур от 10 °С до -150 °С. Область более низких температур относится к криогенной технике. Холодильная машины работают по принципу теплового насоса - отнимают теплоту от охлаждаемого тела и с затратой энергии (механической, тепловой и т.д.) передают её охлаждающей среде (обычно воде или окружающему воздуху), имеющей более высокую температуру, чем охлаждаемое тело. Работа холодильная машина характеризуется их холодопроизводительностью, которая для современных машин лежит в пределах от нескольких сотен вт до нескольких Мвт.

В холодильной технике находят применение несколько систем холодильных машин - парокомпрессионные, абсорбционные, пароэжекторные и воздушно-расширительные, работа которых основана на том, что рабочее тело (холодильный агент) за счёт затраты внешней работы совершает обратный круговой термодинамический процесс (холодильный цикл). В парокомпрессионных, абсорбционных и пароэжекторных холодильных машинах для получения эффекта охлаждения используют кипение низкокипящих жидкостей. В воздушно-расширительных холодильных машинах охлаждение достигается за счёт расширения сжатого воздуха в детандере.

Первые холодильная машина появились в середине 19 в. Одна из старейших холодильных машин - абсорбционная. Её изобретение и конструктивное оформление связано с именами Дж. Лесли (Великобритания, 1810), Ф. Карре (Франция, 1850) и Ф. Виндхаузена (Германия, 1878). Первая парокомпрессионная машина, работавшая на эфире, построена Дж. Перкинсом (Великобритания, 1834). Позднее были созданы аналогичные машины с использованием в качестве хладагента метилового эфира и сернистого ангидрида. В 1874 К. Линде (Германия) построил аммиачную парокомпрессионную холодильную машину, которая положила начало холодильному машиностроению.

Парокомпрессионные холодильные машины - наиболее распространённые и универсальные. Основными элементами машин данного типа являются испаритель, холодильный компрессор, конденсатор и терморегулирующий (дроссельный) вентиль - ТРВ, которые соединены трубопроводом, снабженным запорной, регулирующей и предохранительной арматурой. Ко всем элементам холодильной машины предъявляется требование высокой герметичности. В зависимости от вида холодильного компрессора парокомпрессионные машины подразделяются на поршневые, турбокомпрессорные, ротационные и винтовые.

В парокомпрессионной холодильной машине осуществляется замкнутый цикл циркуляции хладагента. В испарителе хладагент кипит (испаряется) при пониженном давлении pk и низкой температуре. Необходимая для кипения теплота отнимается от охлаждаемого тела, вследствие чего его температура понижается (вплоть до температуры кипения хладагента). Образовавшийся пар отсасывается компрессором, сжимается в нём до давления конденсации pk и подаётся в конденсатор, где охлаждается водой или воздухом. Вследствие отвода теплоты от пара он конденсируется. Полученный жидкий хладагент через ТРВ, в котором происходит снижение его температуры и давления, возвращается в испаритель для повторного испарения, замыкая таким образом цикл работы машины. Для повышения экономической эффективности холодильной машины (снижения затрат энергии на единицу отнятого от охлаждаемого тела количества теплоты) иногда перегревают пар, всасываемый компрессором, и переохлаждают жидкость перед дросселированием. По этой же причине для получения температур ниже -30 °С используют многоступенчатые или каскадные холодильные машины.

В многоступенчатых холодильных машин сжатие пара производится последовательно в несколько ступеней с охлаждением его между отдельными ступенями. При этом в двухступенчатых холодильных машинах получают температуру кипения хладагента до -80 °С.

В каскадных холодильных машинах, представляющих собой несколько последовательно включенных холодильных машин, которые работают на различных, наиболее подходящих по своим термодинамическим свойствам для заданных температурных условий хладагентах, получают температуру кипения до -150 °С.

А бсорбционная холодильная машина состоит из кипятильника, конденсатора, испарителя, абсорбера, насоса и ТРВ. Рабочим веществом в абсорбционных холодильных машин служат растворы двух компонентов (бинарные растворы) с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Компонент, кипящий при более низкой температуре, выполняет функцию хладагента; второй служит абсорбентом (поглотителем). В области температур от 0 до -45 °С применяются машины, где рабочим веществом служит водный раствор аммиака (хладагент - аммиак). При температурах охлаждения выше 0 °С преимущественно используют абсорбционные машины, работающие на водном растворе бромида лития (хладагент - вода). В испарителе абсорбционной холодильной машины происходит испарение хладагента за счёт теплоты, отнимаемой от охлаждаемого тела. Образующиеся при этом пары поглощаются в абсорбере.

Полученный концентрированный раствор перекачивается насосом в кипятильник, где за счёт подвода тепловой энергии от внешнего источника из него выпаривается хладагент, а оставшийся раствор вновь возвращается в абсорбер. Что касается газообразного хладагента, то он из кипятильника направляется в конденсатор, конденсируется там и затем поступает через ТРВ в испаритель на повторное испарение. Применение абсорбционных машин весьма выгодно на предприятиях, где имеются вторичные энергоресурсы (отработанный пар, горячая вода, отходящие газы промышленных печей и т.д.). Абсорбционные Х. м. изготавливают одно- или двухступенчатыми.

Пароэжекторная Х. м. состоит из эжектора, испарителя, конденсатора, насоса и ТРВ. Хладагентом служит вода, в качестве источника энергии используется пар давлением 0,3-1 Мн/м2 (3-10 кгс/см2), который поступает в сопло эжектора, где расширяется. В результате в эжекторе и, как следствие, в испарителе машины создаётся пониженное давление, которому соответствует температура кипения воды несколько выше 0 °С (обычно порядка 5 °С). В испарителе за счёт частичного испарения происходит охлаждение подаваемой потребителю холода воды. Отсосанный из испарителя пар, а также рабочий пар эжектора поступает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние, отдавая теплоту охлаждающей среде. Часть воды из конденсатора подаётся в испаритель для пополнения убыли охлаждаемой воды.

Воздушно-расширительные холодильные машины относятся к классу холодильно-газовых машин. Хладагентом служит воздух. В области температур примерно до -80 °С экономическая эффективность воздушных машин ниже, чем парокомпрессионных. Более экономичными являются регенеративные воздушные холодильные машины, в которых воздух перед расширением охлаждается либо в противоточном теплообменнике, либо в теплообменнике-регенераторе. В зависимости от давления используемого сжатого воздуха воздушные холодильные машины подразделяются на машины высокого и низкого давления. Различают воздушные машины, работающие по замкнутому и разомкнутому циклу.

Похожие страницы:

Проектирование цикла холодильной машины

. ПОЛУЧЕНИЕ ХОЛОДИЛЬНОГО ЦИКЛА 2.1 Постановка задачи Расчет холодильного цикла одноступенчатой холодильной машины. Используется . используемых в современных холодильных установках. Выполнен расчет холодильной машины с заданной холодопроизводительностью. .

Расчет цикла одноступенчатой паровой холодильной машины, определение параметров хладагента

. /кг), Теоретический холодильный коэффициент:  = q0/qвн, =1110/ 360= 3,1 Холодильный коэффициент холодильной машины, что работает . При расчете рабочего режима холодильной машины и подбирая к ней холодильное оборудование, я освоил основу и принципы .

Тепловые двигатели. Холодильные машины. Цикл Карно и его КПД

. . Обход против часовой стрелки соответствует холодильной машине, когда некоторое количество теплоты отбирается . обратимой тепловой машиной. В реальных холодильных машинах используются различные циклические процессы. Все холодильные циклы на .

Холодильные установки

. холодильной техники и холодильной технологии: Мещеряков Ф.Е.-М. 3. Якобсон В.Б. Малые холодильные машины. 4. Зеликовский И.Х., Каплан Л.Г.Малые холодильные машины и установки: Малые холодильные .

Холодильні установки на залізничному транспорті

. Мпа. У випадку порушення герметичності системи холодильної машини зарядка хладоном виробляється тільки . ітря (газу). Додавати спирт у холодильну машину забороняється. 6.Несправності холодильних установок і їхнє усунення .

Читайте также: