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). Влажный
пар обусловливает в своем составе наличие капель жидкого холодильного агента. Поступление в цилиндр компрессора жидкого холодильного агента влечет за собой последствия, которые следует учитывать в условиях работы холодильной машины. Поскольку жидкости несжимаемы, то попадание жидкого холодильного агента в цилиндр компрессора может привести к явлению, которое носит название «гидравлический удар». Суть явления состоит в том, что при сжатии несжимаемой жидкости возможно разрушение конструктивных элементов компрессора. Наиболее уязвимой частью компрессора, подверженной разрушению при гидравлическом ударе, является всасывающий клапан. Он может разрушиться. Особенно это опасно для герметичных компрессоров, поскольку последствия подобного предполагают отправку компрессора в ремонт.
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^=l.-qvVh, Вт, (7.12)
Где
Qv — удельная объемная холодопроизводительность, кДж/м3;
Vh — часовой объем, описываемый поршнем (поршнями), м3/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.
Переход от состояния холодильного агента (рис. 7.8, точка 1) к состоянию (точка 1′) обеспечивает работу компрессора «сухим ходом», что позволяет достичь наибольшего значения коэффициента подачи и увеличить холодопроизводительность компрессора Дqv Дж/кг, на величину, эквивалентную площади B—D—L‘-I—B. Однако одновременно с увеличением холодопроизводительности, Дж/кг, возросла и величина энергетических затрат в виде работы /, Дж/кг. Величина адиабатной работы эквивалентна площади 1—1’—2’—2—1.
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.
Posted in Холодильная техника