Установки ниже к.п.д. цикла Карно.

Конкретные расчеты показывают низкие величины вх ε , т. е. весьма

Малую эффективность цикла рассматриваемой установки. Кроме того,

Вследствие низкой теплоемкости воздуха теплота q2 также мала, вследствие

Чего необходим большой объем циркулирующего воздуха и установка будет

Громоздкой. Использование воздуха как хладагента перспективно в уста-

Новках с турбокомпрессорами, так как в этом случае большой объем воздуха

Не является препятствием для его использования.

Цикл паровой холодильной установки. Применение в холодильных

Установках вместо воздуха паров низкокипящих жидкостей делает принци-

Пиально возможным осуществление обратного цикла Карно, так как в

Области влажного пара изобары являются одновременно изотермами и, сле-

Довательно, холодильный коэффициент этого цикла будет равен холодиль-

Ному коэффициенту обратного цикла Карно.

В качестве хладагентов паровой холодильной установки используются

Вещества с технически допустимыми давлениями насыщенных паров во всем

Диапазоне температур цикла. Несмотря на дешевизну, доступность и безвред-

Ность, вода в качестве хладагента холодильных установок не применяется,

так как даже в диапазоне ограниченных температур (не ниже 2ｰС) имеет

Такое низкое давление насыщения, которое обычная холодильная установка

Рис. 6.13. Схема паровой компрессорной установки (а)

и ее графический цикл T – s (б)

Обеспечить не может. Применяемые раньше в качестве хладагентов углеки-

слота и хлористый метил в настоящее время вытеснены фреонами _

Фторхлорпроизводными углеводородами типа СmНnFхС1y. Низкие темпера-

Туры затвердевания, хорошая смачиваемость металлов, низкие температуры в

конце сжатия и широкий диапазон температур применения _ все это

Является большим достоинством фреонов. Наряду с фреонами для

Температур кипения ниже 208 К применяют аммиак.

Реальный цикл паровой компрессорной холодильной установки нес-

колько отличается от обратного цикла Карно следующим:

Дорогостоящая расширительная машина заменена дешевым, неболь-

Шого размера дросселем, причем дополнительные потери вследствие дрос-

селирования хладагента оказываются практически ничтожными;

Перед подачей влажного пара в компрессор он сепарируется до со-

Стояния сухого насыщенного пара, вследствие чего процесс сжатия происхо-

Дит в области перегретого пара, что приводит к увеличению холодильной

Мощности.

Принципиальная схема паровой компрессорной холодильной установ-

ки и ее цикл изображены на рис. 6.13.

Установка работает следующим образом. Компрессор 1 всасывает из

Рефрижератора 2 пар рабочего тела при давлении его р2 и степени сухости

х2, после чего адиабатно сжимает его (процесс а − b) до давления р1 так, что

Пар становится перегретым с температурой перегрева Тb. Из компрессора пар

Поступает в конденсатор 4, где, охлаждаясь водой, полностью переходит в

жидкость (изобарный процесс b − е − с) при давлении р1 с соответствующей

давлению температурой Tc = Tн,1. После выхода из конденсатора жидкость,

Проходя через дроссельный вентиль 3, подвергается дросселированию.

Процесс дросселирования пара является термодинамически необратимым

Процессом, поэтому на графике изображается условной кривой с – d . При

Этом давление понижается до р2, а сама жидкость переходит в парожидкую

Смесь со степенью сухости x1 при температуре Тн,2. Эта смесь поступает в

Холодильник, где получает теплоту q2 от охлаждаемой среды при постоян-

Ном давлении р2, при этом степень сухости смеси увеличивается от x1 до

х2 = 1. Холодильный коэффициент этой установки определится следующим

образом:

1 2

пх ε q q

q

= − (6.15)

Так как q2 = r(1 _ хd), то увеличение скрытой теплоты парообразования r

повышает теплоту q2 и холодильную мощность. Как видно из рис. 6.13,

Дросселирование, являясь необратимым процессом, несколько уменьшает q2

С учетом роста энтропия при дросселировании. Чем меньше теплоемкость

Хладагента в жидком состоянии, тем меньше изменение энтропии при

Дросселировании и тем больше будет q2. Следовательно, чем больше r и

Меньше ср у хладагента, тем он более совершенен. Преимуществом паровой

Холодильной установки в сравнении с воздушной является более высокий

пх ε и меньшие габариты ее, поскольку большая удельная холодильная