Схема и цикл паровой компрессионной холодильной машины

Принципиальная схема и термодинамический цикл в S, Т-диаграмме паровой компрессионной холодильной машины показаны на рис. 3.1 и 3.2. Основными элементами машины являются компрессор КМ, конденсатор КД, дроссельный вентиль ДВ и испаритель И, соединенные между собой трубопроводами.

Компрессор отсасывает пары холодильного агента из испарителя, сжимает их по адиабате 1^/–2^/ с давле­ния кипения р₀ до давления конденсации р_к и нагнетает в конденсатор. В конденсаторе от холодильного агента отводится энергия холодной водой или окружающим воздухом и сжатые пары при постоянном давлении р_к и температуре Т_к конденсируется (изотерма 2^/ – 3^/). Жидкий холодильный агент из конденса­тора направляется через дроссельный вентиль в испари­тель. Проходя через дроссельный вен­тиль, холодильный агент дросселируется с давления кон­денсации р_к до дав­ления кипения р₀.

Рис. 3.1 - Схема паровой компрессионной холодильной машины:

КМ – компрессор, КД – конденсатор, ДВ – дроссельный вентиль,

И – испаритель

При этом происходит понижение температуры холодиль­ного агента от Т_к до Т₀. Принимается, что процесс дрос­селирования идет при постоянной энтальпии. Поэтому процесс в дроссельном вентиле на рассматриваемой диаграмме изображается линией 3'–4', представляющей собой изоэнтальпу. В испарителе холодильный агент ки­пит при постоянном давлении р₀ и температуре Т₀ (про­цесс 4'–1').

Рис. 3.2 - Изображение цикла паровой компрессионной холодильной

машины в S, T-диаграмме

Пары холодильного агента в состоянии, характери­зуемом точкой 1', засасываются компрессором.

Количество тепла q₀, отнимаемое 1 кг холодильного агента от охлаждаемой среды, на диаграмме пропорцио­нально площади а-b-1'-4'-а, а работа l, затрачи­ваемая на осуществление цикла и отнесенная тоже к 1 кг холодильного агента, – площади 1'-2'-3'-с-1'. Коэффициент цикла может быть выражен:

(3.1)