Основные показатели ХМ. Параметры одноступенчатых компрессорных ХМ

Работу компрессорных холодильных машин характеризуют следующие параметры:

а) холодопроизводительность ХМ – это количество теплоты отводимое холодильной машиной от охлаждаемой среды в единицу времени Q₀, кВт.

,

где q ₀ – удельная массовая холодопроизводительность ХА, кДж/кг;

G_ХА – массовый расход циркулирующего хладагента в ХМ, кг/с.

Видно, что холодопроизводительность ХМ это по существу производительность холодильного компрессора.

б) степень повышения давления в компрессоре – e_к = Р _к/ Р ₀. В одноступенчатой ХМ эта величина может достигать значений e_к=7¸12. Обычно считают, что e_к£9 и при больших значениях следует переходить к двух- и более ступенчатым машинам. Такая степень повышения давления соответствует разности температур t _к– t ₀ =50-55 градусов. При конденсации ХА водой (t _к@30°С) минимальная температура получаемого холода соответствует значениям t ₀=-20¸ -25°С.

Бóльшие значения e_к ведут к снижению коэффициента подачи компрессора -l, а главное, к росту температуры ХА за компрессором t ₂. (чем больше показатель адиабаты k, тем выше значение температуры t ₂). ГОСТом определено предельно допустимое значение температуры нагнетания- t ₂£145°С. Если она превышает этот предел, то необходимо снижать e_к переходом к многоступенчатому сжатию независимо от численного значения e_к;

в) затраты энергии на привод компрессора могут быть определены через изоэнтропную (адиабатную) l _ад удельную работу сжатия, кДж/кг. При сжатии паров ХА в компрессоре от Р ₀ до Р _к (см., например, рис. 4.3)

l _ад= i _2ад – i ₁ или , (4.2)

где V ₀, – удельный объем паров ХА на всасывании, м³/кг;

k – показатель адиабаты этих паров.

Тогда внутренняя работа сжатия (в неохлаждаемом компрессоре):

, (4.3)

где h_ад – относительный изоэнтропный (адиабатный) КПД компрессора.

Внешняя (эффективная) удельная работа сжатия (энергия затрачиваемая на привод компрессора), кДж/кг:

, (4.4)

где h_э.м – электромеханический КПД привода.

Мощность привода, кВт:

,

где G_ХА – массовая производительность компрессора, кг/с;

г) удельный расход энергии на выработку холода. Он определяется отношением:

, (4.5)

где l _е – удельная работа сжатия ХА в цикле, Дж/кг;

q ₀– удельная холодопроизводительность цикла ХМ (см. рис.4.3), Дж/кг.

По смыслу - это количество единиц затраченной энергии на выработку единицы холода;

д) холодильный коэффициент. Это обратная величина удельному расходу энергии:

. (4.6)

По смыслу – это количество единиц холода выработанного в ХМ при затрате одной единицы энергии.

Примечание: при расчете теоретических циклов под работой сжатия подразумевают внутреннюю работу, т.е. в формулах для удельного расхода и холодильного коэффициента принимают l _е = l_i.

Удельный расход энергии и холодильный коэффициент не могут быть объективными показателями технического совершенства ХМ, так как они зависят от внешних условий работы ХМ. Эти показатели можно использовать для сравнения только при одинаковых значениях Т ₀ и Т _к.

Видно, что чем меньше температурный интервал Т _к- Т ₀, тем выше значение холодильного коэффициента, и наоборот;

е) эксергетический КПД - более объективный показатель совершенства:

, (4.7)

где Е _вх – эксергия затраченной энергии;

Е _вых – эксергия выработанного холода;

э_х – удельный расход энергии в реальной холодильной машине;

э_н – удельный расход энергии в идеальной ХМ, работающей в тех же внешних условиях что и реальная.

В соответствии с обратным циклом Карно

. (4.8)

Так как в холодильных машинах Т _в@ Т _о.с (в ТНУ Т _в> Т _о.с), то в расчетах можно принимать:

. (4.9)

В качестве низшей температурой цикла Т _н могут быть приняты значения температур ХА - Т ₀ и ХН - Т _s, поэтому различают КПД по хладагенту и по хладоносителю.