Сравнение циклов
Дополнительно на рис. 3,6 пунктиром показаны процессы: 3—6 — дросселирования в регулирующем вентиле при отсутствии РТО, /н — 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. 2).
Из сравнения двух циклов, представленных на рис. 2 и 3, вытекает, что введение РТО позволяет повысить удельную массовую холо — допроизводительность машины
. A«7o=’fi-V
Но при этом возрастает перегрев всасываемого пара:
%то~* TO_ V
Общий перегрев всасываемого пара в РТО и встроенном электродвигателе компрессора
При этом следует учитывать, что необходимая удельная массовая хо- лодопроизводительность компрессора
К» ~ ‘]——- 15-
Величина «7,)кн в кДж/кг показывает, какое количество теплоты отводит 1 кг хладагента, поступающего в компрессор, при рабочих параметрах цикла рп, рк, Oi.
В тепловом расчете используют также удельную объемную холо — допроизводительность компрессора <7„км в кДж/м3:
Qv км ~ У0 км/^1 •
Где їм — удельный объем пара, всасываемого в цилиндр компрессора,
М3/кг.
При расчете холодильной машины обычно задаются тепловой нагрузкой на испаритель QH в кВт (кДж/с). Тогда количество циркулирующего хладагента (массовый расход) Са в кг/с находят по отношению
А необходимую холодопрОнзводи — тельность компрессора Q0kh в кВт из выражения
При этом объем пара, всасываемого компрессором, Укм в м3/с:
Для того чтобы лучше проиллюстрировать существо расчета циклоп холодильных машин, а также зависимость основных параметров от рабочих условий и вида хладагента, проведен сравнительный расчет цикла /и — 7—3—б—Іи для одноступенчатых аммиачной и фреоновой (на R12) холодильных машин и цикла 1—2—4—5-і для одноступенчатой фреоновой машины с РТО и встроенным электродвигателем.
Были приняты следующие рабочие условия: to——15 °С, /„= =30 °С, Є1н=5°С, Є,=35С.
®іто —’і то — =20°С, = —
-/|ТО = 10°С, Uh = 10kBt. Результаты сравнительного расчета приведены в таблице.
Циклы |
На RI2 |
||
Цикл на |
С РТО и |
||
Величины |
R7I7 |
Встрое иным |
|
(аммиаке) |
Электро |
Вез РТО |
|
Двигателем |
|||
Компрессора |
Энтальпия, кДж/кг, в точке
|
Анализ приведенных данных показывает, что при работе холодильной машины на R12 с РТО и компрессором, имеющим встроенный электродвигатель, удельная массовая холодопроизводитель — ность машины </о увеличивается примерно на 10 %, но одновременно работа сжатия / также возрастает примерно на 12%. Это приводит к незначительному, примерно на 2 %, уменьшению холодильного коэффициента е, увеличению объема всасываемого компрессором пара VKM на 4 % и необходимой холо — допроизводнтельностн компрессора QOK* на 15%.
Таким образом, введение РТО в схему холодильной машины не улучшает ее энергетической эффективности, соответствующей холодильному коэффициенту е. Применение РТО объясняется практическими условиями работы фреоновых холодильных машин, в первую очередь уносом капель жидкого хладагента из испарителей змееви — кового типа и необходимостью обеспечить возврат масла в картер компрессора.
Дополнительный перегрев пара в электродвигателе также отрицательно влияет на холодильный коэффициент к и приводит к увеличению объема всасываемого компрессором пара VK„, 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 удильная массовая холодопроизводитель — ность машины до возрастает в 9 раз,, но, так как при этом увеличивается и работа сжатия I, холодильный коэффициент попытается лишь на 8 %, а объем всасываемого пара Икм уменьшается примерно на 60 %. Это позволяет создавать аммиачные машины с меньшими габаритными размерами и металлоемкостью, чем у фреоновых машин.
Posted in К холодильной технике