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