27.1 Классификация холодильн установок, цикл возд компрессии возд устан

Холодильные установки предназначены для охлаждения тел до температуры ниже температуры окружающей среды. Чтобы осуществить такой процесс, необходимо от тела отвести теплоту и передать ее в окружающую среду за счет работы, подводимой извне.

Цикл Карно:

- работа цикла.

;

;

Холодильные машины бывают следующих видов:

1. Парокомпрессионные холодильные машины, в которых рабочим телом является пар, а рабочий процесс протекает в компрессоре.

2. Воздушные холодильные машины, в которых рабочим телом является воздух.

3. Абсорбционные холодильные машины, в которых идёт поглощение паров водными растворами.

4. Пароструйные холодильные машины, имеющие инжекторы в качестве исполнительного механизма.

Воздушная холодильная установка

Для более глубокого охлаждения тел (получения более глубокого холода) используется воздушная холодильная установка (рис. 41).

Принцип действия воздушной холодильной установки основан на расширении предварительно сжатого и охлажденного воздуха. Воздух из холодильной камеры (4) под давлением p₁ поступает в компрессор (1), где адиабатно сжимается (1–2) до давления p₂ и температуре T₂. Сжатый воздух подается в теплообменник (2), где охлаждается проточной водой до температуры T₃ (2–3), и подается в турбодетандер (3), где адиабатно расширяется (3–4) до давления p₁, при этом температура рабочего тела понижается до значения T₄. Охлажденный воздух поступает в холодильную камеру, где нагревается до температуры T₁ (4–1).

Рис. 41. Схема, p-v и T-s диаграммы воздушной

холодильной установки

Удельное количество теплоты, переданное охлаждающей воде, может быть определено по соотношению

,

удельное количество теплоты, отведенное от воздуха в холодильной камере, по формуле

, (1)

а удельная работа цикла при условии постоянства теплоемкости рабочего тела ( ) может быть рассчитана из выражения

или, поскольку для адиабатных процессов (1–2) и (3–4) справедливы следующие соотношения температур:

; ,

определена по формуле

. (2)

При использовании соотношений (1), (2) холодильный коэффициент воздушной холодильной может быть определен из формулы

.