Холодопроизводительность, потребляемая мощность и коэффициент подачи поршневого компрессора.
Теоретическая холодопроизводительность компрессора Qo, Вт, выражается произведением объема пара, всасываемого компрессором в цилиндр Vh, м3/с, и объемной холодопроизводительности Qv, Дж/м3: Qo =Vh—Qv, Вт, (10.1)
Где: Vh — объем, описываемый поршнем, соответствующий теоретическому объему пара, поступающего в цилиндр компрессора, м3/с; Qv — удельная объемная холодопроизводительность, Дж/м3. Теоретическая объемная производительность поршневого компрессора Vh, м3/с, зависит от геометрических характеристик компрессора (диаметра цилиндра и хода поршня), частоты вращения вала компрессора, числа цилиндров.
Объем пара, всасываемого в компрессор Vh, м3/с, определяется размерами цилиндра и частотой вращения вала:
Vh=^-S-n-z, (10.2)
Где: D — диаметр цилиндра, м; 5 — ход поршня, м; П — частота вращения вала компрессора, с1; 2 — число цилиндров.
Из цилиндра компрессора в конденсатор нагнетается не весь парообразный хладагент. Некоторое его количество остается в зазоре между поршнем и днищем цилиндра, в каналах клапанов. Объем, который занимает оставшийся в цилиндре хладагент, получил название «мертвый объем». Чем меньше величина мертвого объема, тем меньше потери компрессора и лучше характеристики работы компрессора. Наибольшую наглядность процессов, происходящих в рабочей полости компрессора, дает индикаторная диаграмма (рис. 10.16).
В процессе 1-2 происходит перемещение поршня компрессора из «нижней мертвой точки» (НМТ) к «верхней мертвой точке» (ВМТ).
Так как оба клапана компрессора закрыты, а объем хладагента в полости цилиндра уменьшается, происходит повышение давления или сжатие хладагента. В точке 2 открывается выпускной (нагнетательный) клапан и хладагент при давлении рк нагнетается в конденсатор холодильной машины (процесс 2-3).
В точке 3 поршень находится в ВМТ и процесс нагнетания заканчивается. Из цилиндра компрессора не весь хладагент подается в конденсатор. Часть сжатого до давления рк хладагента остается в мертвом объеме (отрезок С). При движении поршня от ВМТ по направлению к НМТ оставшийся в мертвом объеме хладагент расширяется (его давление понижается) — процесс 3-4.
В точке 4 открывается впускной (всасывающий) клапан компрессора и начинается процесс всасывания, т. е. заполнения полости цилиндра парообразным хладагентом из испарителя холодильной машины (процесс 4-1). При достижении поршнем положения НМТ процесс всасывания заканчивается.
Наличие мертвого объема приводит к тому, что на части хода поршня, соответствующего объему С, происходит расширение хладагента. Чем меньше мертвый объем, тем меньше потерь на расширение, т. е. меньше величина С.
Коэффициент подачи поршневого компрессора показывает, во сколько раз его действительная производительность меньше теоретической, и определяется соотношением λ = Vд/Vт = Gд/Gт, где Vд, Vт – действительная и теоретическая объемные производительности компрессора, м3/с; Gд = Vд/ vн, Gт = Vт/ vн – действительная и теоретическая массовые производительности компрессора, кг/с; vн – удельный объем рабочего вещества при входе во всасывающий патрубок компрессора, м3/кг.
Характеристикой компрессора по холодопроизводительности является зависимость вида
Q = f (tо, tк ).
Падение холодопроизводительности при уменьшении температуры кипения объясняется следующими причинами. По мере снижения tо растет отношение давления Рк/Ро, (где Рк – давление конденсации, Ро – давление кипения), а значит коэффициент подачи λ уменьшится. С понижением tо несколько уменьшится qo = i5 – i4 и возрастает v1 , вследствие чего удельная объемная холодопроизводительность qv = qo/ v1 резко снизится.