Συμπυκνωτής ψυκτικής μονάδας εάν 56. Προσδιορισμός χαρακτηριστικών ψυκτικής μονάδας. Υπολογισμός των κύριων χαρακτηριστικών της ψυκτικής μονάδας

Τύπος συμπιεστή:

έμβολο ψύξης, μη άμεσης ροής, μονοβάθμιο, κουτί πλήρωσης, κάθετο.

Σχεδιασμένο για εργασία σε σταθερές και μεταφορικές ψυκτικές μονάδες.

Τεχνικές προδιαγραφές , ,

Παράμετρος	Εννοια
Ικανότητα ψύξης, kW (kcal/h)	12,5 (10750)
Φρέον	R12-22
Διαδρομή εμβόλου, mm	50
Διάμετρος κυλίνδρου, mm	67,5
Αριθμός κυλίνδρων, τεμ	2
Συχνότητα περιστροφής στροφαλοφόρου άξονα, s -1	24
Ο όγκος που περιγράφεται από τα έμβολα, m 3 / h	31
Εσωτερική διάμετρος των συνδεδεμένων αγωγών αναρρόφησης, όχι μικρότερη, mm	25
Εσωτερική διάμετρος των συνδεδεμένων αγωγών εκκένωσης, όχι μικρότερη, mm	25
Συνολικές διαστάσεις, mm	368324390
Καθαρό βάρος, kg	47

Χαρακτηριστικά συμπιεστή και περιγραφή ...

Διάμετρος κυλίνδρου - 67,5 mm
Η διαδρομή του εμβόλου είναι 50 mm.
Ο αριθμός των κυλίνδρων είναι 2.
Ονομαστική ταχύτητα άξονα - 24s-1 (1440 rpm).
Ο συμπιεστής επιτρέπεται να λειτουργεί με ταχύτητα περιστροφής άξονα s-1 (1650 rpm).
Ο περιγραφόμενος όγκος εμβόλου, m3 / h - 32,8 (σε n = 24 s-1). 37,5 (σε n = 27,5 s-1).
Ο τύπος κίνησης είναι μέσω μετάδοσης με ιμάντα V ή συμπλέκτη.

Ψυκτικοί παράγοντες:

R12 - GOST 19212-87

R22- GOST 8502-88

R142- TU 6-02-588-80

Οι συμπιεστές είναι επισκευάσιμα αντικείμενα και απαιτούν περιοδική συντήρηση:

Συντήρηση μετά από 500 ώρες. 2000 h, με αλλαγή λαδιών και καθαρισμό φίλτρου αερίου.
- Συντήρησημετά από 3750 h:
- τρέχουσες επισκευές μετά από 7600 ώρες.
- μεσαίο, επισκευή μετά από 22.500 ώρες.
- εξετάζω και διορθώνω επιμελώςμετά από 45.000 h.

Κατά τη διαδικασία κατασκευής συμπιεστών, ο σχεδιασμός των μονάδων και των εξαρτημάτων τους βελτιώνεται συνεχώς. Επομένως, στον παρεχόμενο συμπιεστή, τα μεμονωμένα εξαρτήματα και συγκροτήματα ενδέχεται να διαφέρουν ελαφρώς από αυτά που περιγράφονται στο διαβατήριο.

Η αρχή λειτουργίας του συμπιεστή είναι η εξής:

όταν ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται, τα έμβολα παλινδρομούν
μεταφραστική κίνηση. Όταν το έμβολο κινείται προς τα κάτω στον χώρο που σχηματίζεται από τον κύλινδρο και την πλάκα της βαλβίδας, δημιουργείται ένα κενό, οι πλάκες της βαλβίδας αναρρόφησης κάμπτονται, ανοίγοντας τις οπές στην πλάκα της βαλβίδας μέσω των οποίων οι ατμοί ψυκτικού διέρχονται στον κύλινδρο. Η πλήρωση με ατμούς ψυκτικού θα συνεχιστεί μέχρι το έμβολο να φτάσει στην κάτω θέση του. Η ανοδική κίνηση του εμβόλου κλείνει τις βαλβίδες αναρρόφησης. Η πίεση στους κυλίνδρους θα αυξηθεί. Μόλις η πίεση στον κύλινδρο είναι μεγαλύτερη από την πίεση στη γραμμή εκκένωσης, οι βαλβίδες εκκένωσης θα ανοίξουν τις οπές στην «πλάκα βαλβίδας» για τη διέλευση των ατμών ψυκτικού μέσα στο θάλαμο εκκένωσης. Έχοντας φτάσει στην επάνω θέση, το έμβολο θα αρχίσει να χαμηλώνει, οι βαλβίδες εκκένωσης θα κλείσουν και θα υπάρξει πάλι κενό στον κύλινδρο. Στη συνέχεια ο κύκλος επαναλαμβάνεται. Ο στροφαλοθάλαμος του συμπιεστή (Εικ. 1) είναι χυτοσίδηρος με στήριξη για τα έδρανα του στροφαλοφόρου στα άκρα. Στη μία πλευρά του καλύμματος του στροφαλοθαλάμου υπάρχει μια τσιμούχα λαδιού από γραφίτη, στην άλλη πλευρά ο στροφαλοθάλαμος κλείνει με ένα κάλυμμα στο οποίο βρίσκεται ένα κράκερ, το οποίο χρησιμεύει ως αναστολέας για τον στροφαλοφόρο άξονα. Ο στροφαλοθάλαμος έχει δύο βύσματα, το ένα χρησιμοποιείται για την πλήρωση του συμπιεστή με λάδι και το άλλο για την αποστράγγιση του λαδιού. Στο πλευρικό τοίχωμα του στροφαλοθαλάμου βρίσκεται ένα τζάμι για την παρακολούθηση της στάθμης λαδιού στον συμπιεστή. Η φλάντζα στο πάνω μέρος του στροφαλοθαλάμου προορίζεται για τη στερέωση του μπλοκ κυλίνδρου σε αυτό. Το μπλοκ κυλίνδρων συνδυάζει δύο κυλίνδρους σε ένα χυτοσίδηρο, το οποίο έχει δύο φλάντζες: την επάνω για τη σύνδεση της πλάκας της βαλβίδας με το κάλυμμα του μπλοκ και την κάτω για τη στερέωση στον στροφαλοθάλαμο. Για την προστασία του συμπιεστή και του συστήματος από την απόφραξη, τοποθετείται ένα φίλτρο στην κοιλότητα αναρρόφησης της μονάδας. Για να εξασφαλιστεί η επιστροφή του λαδιού που έχει συσσωρευτεί στην κοιλότητα αναρρόφησης, παρέχεται ένα βύσμα με άνοιγμα, το οποίο συνδέει την κοιλότητα αναρρόφησης του μπλοκ με τον στροφαλοθάλαμο. Η ομάδα μπιέλας-εμβόλου αποτελείται από ένα έμβολο, μια μπιέλα, δάχτυλο. δακτύλιοι στεγανοποίησης και ξύστρας λαδιού. Η πλάκα βαλβίδας είναι εγκατεστημένη στο πάνω μέρος του συμπιεστή μεταξύ των κυλίνδρων και της κυλινδροκεφαλής, αποτελείται από πλάκα βαλβίδας, πλάκες βαλβίδας αναρρόφησης και εκκένωσης, έδρες βαλβίδων αναρρόφησης, ελατήρια, δακτυλίους, οδηγούς βαλβίδων εκκένωσης. Η πλάκα βαλβίδας έχει αφαιρούμενες έδρες βαλβίδας αναρρόφησης με τη μορφή σκληρυμένων χαλύβδινων πλακών με δύο επιμήκεις υποδοχές σε κάθε μία. Οι υποδοχές κλείνουν με χαλύβδινες πλάκες ελατηρίου, οι οποίες βρίσκονται στις αυλακώσεις της πλάκας της βαλβίδας. Οι σέλες και η πλάκα στερεώνονται με καρφίτσες. Οι πλάκες των βαλβίδων εκκένωσης είναι ατσάλινες, στρογγυλές, που βρίσκονται στις δακτυλιοειδείς αυλακώσεις της πλάκας, οι οποίες είναι οι έδρες των βαλβίδων. Για να αποφευχθεί η πλευρική μετατόπιση, κατά τη λειτουργία, οι πλάκες κεντραρίζονται με σφραγισμένους οδηγούς, τα πόδια των οποίων ακουμπούν στον πυθμένα της δακτυλιοειδούς αυλάκωσης της πλάκας βαλβίδας. Από πάνω, οι πλάκες πιέζονται στην πλάκα της βαλβίδας με ελατήρια, χρησιμοποιώντας μια κοινή ράβδο, η οποία βιδώνεται στην πλάκα με δακτύλιους. 4 δάχτυλα είναι στερεωμένα στη ράβδο, στην οποία τοποθετούνται δακτύλιοι που περιορίζουν την ανύψωση των βαλβίδων εκκένωσης. Οι δακτύλιοι πιέζονται στις κατευθυντήριες βαλβίδες με ελατήρια προστασίας. Τα buffer ελατήρια δεν λειτουργούν υπό κανονικές συνθήκες. Χρησιμεύουν για την προστασία των βαλβίδων από θραύση κατά τη διάρκεια υδραυλικών κραδασμών σε περίπτωση εισόδου υγρού ψυκτικού ή υπερβολικού λαδιού στους κυλίνδρους. Η πλάκα της βαλβίδας χωρίζεται από το εσωτερικό διάφραγμα της κυλινδροκεφαλής σε κοιλότητες αναρρόφησης και εκκένωσης. Στην επάνω, ακραία θέση του εμβόλου μεταξύ της πλάκας της βαλβίδας και του πυθμένα του εμβόλου υπάρχει ένα κενό 0,2 ... 0,17 mm, που ονομάζεται γραμμικός νεκρός χώρος, η τσιμούχα λαδιού σφραγίζει το προς τα έξω άκρο κίνησης του στροφαλοφόρου άξονα. Τύπος κουτιού γέμισης - αυτοευθυγραμμιζόμενος γραφίτης. Οι βαλβίδες διακοπής - αναρρόφησης και εκκένωσης, χρησιμοποιούνται για τη σύνδεση του συμπιεστή με το σύστημα ψυκτικού. Ένα γωνιακό ή ευθύ εξάρτημα, καθώς και ένα εξάρτημα ή ένα μπλουζάκι για συσκευές σύνδεσης, είναι προσαρτημένο στο σώμα της βαλβίδας διακοπής. Όταν ο άξονας περιστρέφεται δεξιόστροφα, κλείνει την κύρια δίοδο μέσω της βαλβίδας στο σύστημα με ένα καρούλι στην ακραία θέση και ανοίγει τη δίοδο προς το εξάρτημα. Όταν ο άξονας περιστρέφεται αριστερόστροφα, στην ακραία θέση, κλείνει με έναν κώνο, τη δίοδο προς το εξάρτημα και ανοίγει εντελώς την κύρια δίοδο μέσω της βαλβίδας στο σύστημα και κλείνει τη δίοδο προς το μπλουζάκι. Σε ενδιάμεσες θέσεις, η δίοδος είναι ανοιχτή τόσο στο σύστημα όσο και στο μπλουζάκι. Τα κινούμενα μέρη του συμπιεστή λιπαίνονται με ψεκασμό. Η λίπανση των γεμιστήρα της μπιέλας στροφαλοφόρου πραγματοποιείται μέσω των διατρημένων κεκλιμένων καναλιών στο πάνω μέρος της κάτω κεφαλής της μπιέλας. Η επάνω κεφαλή της μπιέλας λιπαίνεται με λάδι που ρέει προς τα κάτω από το εσωτερικό του κάτω μέρους, του εμβόλου και εισέρχεται στην τρυπημένη οπή της άνω κεφαλής της μπιέλας. Για να μειωθεί η μεταφορά λαδιού από τον στροφαλοθάλαμο, το λάδι είναι ένας αφαιρούμενος δακτύλιος στο έμβολο, ο οποίος ρίχνει μέρος του λαδιού από τα τοιχώματα του κυλίνδρου πίσω στον στροφαλοθάλαμο.

Ποσότητα λαδιού προς πλήρωση: 1,7 + - 0,1 kg.

Απόδοση ψύξης και αποτελεσματική ισχύς, δείτε τον πίνακα:

Επιλογές	R12		R22	R142
Επιλογές	n = 24 s-1	n = 24 s-1	η = 27,5 s-1	n = 24 s-1
Ικανότητα ψύξης, kW	8,13	9,3	12,5	6,8
Αποτελεσματική ισχύς, kW	2,65	3,04	3,9	2,73

Σημειώσεις: 1. Δίνονται δεδομένα για το ακόλουθο καθεστώς: σημείο βρασμού - μείον 15 ° С; θερμοκρασία συμπύκνωσης - 30 ° С; θερμοκρασία αναρρόφησης - 20 ° С; θερμοκρασία υγρού μπροστά από τη συσκευή γκαζιού 30 ° C - για φρέον R12, R22. σημείο βρασμού - 5 ° С; θερμοκρασία συμπύκνωσης - 60 С; θερμοκρασία αναρρόφησης - 20 ° C: θερμοκρασία υγρού μπροστά από τη συσκευή γκαζιού - 60 ° C - για φρέον 142.

Επιτρέπεται απόκλιση από τις ονομαστικές τιμές της ψυκτικής ικανότητας και της πραγματικής ισχύος εντός ± 7%.

Η διαφορά μεταξύ της πίεσης εκκένωσης και αναρρόφησης δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1,7 MPa (17 kgf / s * 1) και ο λόγος της πίεσης εκκένωσης προς την πίεση αναρρόφησης δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1,2.

Η θερμοκρασία εκκένωσης δεν πρέπει να υπερβαίνει τους 160 ° C για R22 και 140 ° C για R12 και R142.

Πίεση σχεδίασης 1,80 MPa (1,8 kgf.cm2)

Οι συμπιεστές πρέπει να διατηρούν στεγανότητα όταν δοκιμάζονται με υπερπίεση 1,80 mPa (1,8 kgf.cm2).

Όταν εργάζεστε σε R22, R12 και R142, η θερμοκρασία αναρρόφησης πρέπει να είναι:

τηλεοράσεις = t0 + (15 ... 20 ° С) σε t0 ≥ 0 ° С;

τηλεοράσεις = 20 ° C στους -20 ° C< t0 < 0°С;

τηλεοράσεις = t0 + (35 ... 40 ° С) σε t0< -20°С;

Η μονάδα IF-56 έχει σχεδιαστεί για να ψύχει τον αέρα στον ψυκτικό θάλαμο 9 (Εικ. 2.1). Τα κύρια στοιχεία είναι: ένας παλινδρομικός συμπιεστής φρέον 1, ένας αερόψυκτος συμπυκνωτής 4, ένα γκάζι 7, μπαταρίες εξάτμισης 8, ένας στεγνωτήρας φίλτρου 6 γεμάτο με ξηραντικό - πυριτική γέλη, ένας δέκτης 5 για τη συλλογή συμπυκνωμάτων, ένας ανεμιστήρας 3 και έναν ηλεκτροκινητήρα 2.

Ρύζι. 2.1. Σχέδιο μονάδα ψύξης IF-56:

Τεχνικές λεπτομέρειες

Μάρκα συμπιεστή
Αριθμός κυλίνδρων
Ο όγκος που περιγράφεται από τα έμβολα, m3 / h
Ψυκτικό μέσο
Ικανότητα ψύξης, kW
σε t0 = -15 ° С: tк = 30 ° С
σε t0 = +5 ° С tк = 35 ° С
Ισχύς ηλεκτρικού κινητήρα, kW
Εξωτερική επιφάνεια συμπυκνωτή, m2
Η εξωτερική επιφάνεια του εξατμιστή, m2

Ο εξατμιστής 8 αποτελείται από δύο ραβδωτές μπαταρίες - convectors. οι μπαταρίες είναι εξοπλισμένες με γκάζι 7 με θερμοστατική βαλβίδα. 4 εξαναγκασμένος αερόψυκτος συμπυκνωτής, χωρητικότητα ανεμιστήρα

VB = 0,61 m3 / s.

Στο σχ. Τα σχ. 2.2 και 2.3 δείχνουν τον πραγματικό κύκλο μιας ψυκτικής μονάδας συμπίεσης ατμών, κατασκευασμένη σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών της: 1 - 2α - αδιαβατική (θεωρητική) συμπίεση ατμών ψυκτικού μέσου. 1 - 2d - πραγματική συμπίεση στον συμπιεστή. 2e - 3 - ισοβαρική ψύξη ατμών προς

θερμοκρασία συμπύκνωσης tк; 3 - 4 * - ισοβαρική-ισόθερμη συμπύκνωση ατμών ψυκτικού στον συμπυκνωτή. 4 * - 4 - υπερψύξη συμπυκνώματος.

4 - 5 - στραγγαλισμός (h5 = h4), ως αποτέλεσμα του οποίου το υγρό ψυκτικό εξατμίζεται μερικώς. 5 - 6 - ισοβαρική-ισόθερμη εξάτμιση στον εξατμιστή του θαλάμου ψύξης. 6 - 1 - ισοβαρική υπερθέρμανση ξηρού κορεσμένου ατμού (σημείο 6, x = 1) σε θερμοκρασία t1.

Όλα τα μικρά ψυκτικά μηχανήματα που παράγονται στη χώρα μας είναι φρέον. Δεν παράγονται μαζικά για να λειτουργούν με άλλα ψυκτικά μέσα.

Εικ. 99. Ψυκτικό μηχάνημα IF-49M:

1 - συμπιεστής, 2 - συμπυκνωτής, 3 - θερμοστατικές βαλβίδες, 4 - εξατμιστές, 5 - εναλλάκτης θερμότητας, 6 - ευαίσθητα φυσίγγια, 7 - διακόπτης πίεσης, 8 - βαλβίδα εκτόνωσης νερού, 9 - στεγνωτήριο, 10 - φίλτρο, 11 - ηλεκτροκινητήρας , 12 - μαγνητικός διακόπτης.

Οι μικρές ψυκτικές μηχανές βασίζονται στις προαναφερθείσες μονάδες συμπιεστή-συμπύκνωση φρέον της αντίστοιχης χωρητικότητας. Η βιομηχανία παράγει μικρά ψυκτικά μηχανήματα κυρίως με μονάδες ισχύος 3,5 έως 11 kW. Αυτές περιλαμβάνουν μηχανές IF-49 (Εικ. 99), IF-56 (Εικ. 100), XM1-6 (Εικ. 101). XMV1-6, XM1-9 (Εικ. 102); XMV1-9 (Εικ. 103); μηχανήματα χωρίς ειδικές μάρκες με μονάδες AKFV-4M (Εικ. 104). AKFV-6 (Εικ. 105).

Εικ. 104. Διάγραμμα μηχανής ψύξης με μονάδα AKFV-4M.

1 - συμπυκνωτής KTR-4M, 2 - εναλλάκτης θερμότητας TF-20M; 3 - VR-15 βαλβίδα ρύθμισης νερού, 4 - διακόπτης πίεσης RD-1, 5 - συμπιεστής FV-6, 6 - ηλεκτρικός κινητήρας, 7 - OFF-10a στεγνωτήρας φίλτρου, 8 - IRSN-12.5M εξατμιστές, 9 - θερμοστατικές βαλβίδες TRV -2M, 10 - ευαίσθητα φυσίγγια.

Σημαντικός αριθμός μηχανών παράγεται επίσης με μονάδες VS-2.8, FAK-0.7E, FAK-1.1E και FAK-1.5M.

Όλα αυτά τα μηχανήματα προορίζονται για άμεση ψύξη σταθερών ψυκτικών θαλάμων και διαφόρων εμπορικών ψυκτικών εξοπλισμών καταστημάτων εστίασης και παντοπωλείων.

Ως εξατμιστές, χρησιμοποιούνται επιτοίχιες ραβδωτές μπαταρίες IRSN-10 ή IRSN-12.5.

Όλα τα μηχανήματα είναι πλήρως αυτοματοποιημένα και εξοπλισμένα με θερμοστατικές βαλβίδες, διακόπτες πίεσης και βαλβίδες ρύθμισης νερού (εάν το μηχάνημα είναι εξοπλισμένο με υδρόψυκτο συμπυκνωτή). Σχετικά μεγάλα από αυτά τα μηχανήματα - ХМ1-6, ХМВ1-6, ХМ1-9 και ХМВ1-9 - είναι εξοπλισμένα, επιπλέον, με ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες και διακόπτες θερμοκρασίας θαλάμου, μια κοινή ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα είναι εγκατεστημένη στη θωράκιση του οπλισμού μπροστά από το πολλαπλή υγρού, με την οποία μπορείτε να απενεργοποιήσετε την παροχή φρέον σε όλους τους εξατμιστές ταυτόχρονα και τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες θαλάμου - στους αγωγούς που παρέχουν υγρό φρέον στις συσκευές ψύξης των θαλάμων. Εάν οι θάλαμοι είναι εξοπλισμένοι με πολλές συσκευές ψύξης και το φρέον τους παρέχεται μέσω δύο σωληνώσεων (βλ. διαγράμματα), τότε τοποθετείται ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα σε έναν από αυτούς, έτσι ώστε να μην απενεργοποιούνται όλες οι συσκευές ψύξης του θαλάμου μέσω αυτού. βαλβίδα, αλλά μόνο αυτά που παρέχει.

Υπουργείο Παιδείας και Επιστημών της Ρωσικής Ομοσπονδίας

ΚΡΑΤΙΚΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ NOVOSIBIRSK

_____________________________________________________________

ΟΡΙΣΜΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ
ΨΥΚΤΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ

Μεθοδικές οδηγίες

για φοιτητές FES όλων των μορφών εκπαίδευσης

Νοβοσιμπίρσκ
2010

UDC 621.565 (07)

Σύνταξη: Cand. τεχν. Επιστημών, Αναπλ. ,

Κριτής: Δρ. Επιστημών, καθ.

Η εργασία ετοιμάστηκε στο Τμήμα Θερμικής σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας

Πολυτεχνείο, 2010

ΣΚΟΠΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

1. Πρακτική εμπέδωση γνώσεων για τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, κύκλους, ψυκτικές μονάδες.

2. Γνωριμία με την ψυκτική μονάδα IF-56 και τα τεχνικά χαρακτηριστικά της.

3. Μελέτη και κατασκευή κύκλων ψύξης.

4. Προσδιορισμός των κύριων χαρακτηριστικών της ψυκτικής μονάδας.

1. ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΒΑΣΗ ΕΡΓΑΣΙΑΣ

ΨΥΚΤΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ

1.1. Αντίστροφος κύκλος Carnot

Η μονάδα ψύξης έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει θερμότητα από μια κρύα πηγή σε μια ζεστή. Σύμφωνα με τη διατύπωση του Clausius για τον δεύτερο νόμο της θερμοδυναμικής, η θερμότητα δεν μπορεί από μόνη της να περάσει από ένα ψυχρό σώμα σε ένα θερμό. Σε μια εγκατάσταση ψύξης, αυτή η μεταφορά θερμότητας δεν συμβαίνει από μόνη της, αλλά λόγω της μηχανικής ενέργειας του συμπιεστή, που δαπανάται για τη συμπίεση των ατμών του ψυκτικού.

Το κύριο χαρακτηριστικό της μονάδας ψύξης είναι ο συντελεστής ψύξης, η έκφραση του οποίου προκύπτει από την εξίσωση του πρώτου θερμοδυναμικού νόμου, γραμμένη για τον αντίστροφο κύκλο της μονάδας ψύξης, λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι για κάθε κύκλο η αλλαγή την εσωτερική ενέργεια του ρευστού εργασίας Δ u= 0, δηλαδή:

q= q 1 – q 2 = μεγάλο, (1.1)

όπου q 1 - θερμότητα που δίνεται στην θερμή πηγή. q 2 - θερμότητα που αφαιρείται από μια κρύα πηγή. μεγάλο – μηχανική εργασίασυμπιεστής.

Από την (1.1) προκύπτει ότι η θερμότητα μεταφέρεται σε μια θερμή πηγή

q 1 = q 2 + μεγάλο, (1.2)

α ο συντελεστής απόδοσης είναι το κλάσμα της θερμότητας q 2, μεταφέρεται από μια κρύα πηγή σε μια ζεστή, ανά μονάδα εργασίας του συμπιεστή που δαπανάται

(1.3)

Η μέγιστη τιμή του συντελεστή απόδοσης για ένα δεδομένο εύρος θερμοκρασίας μεταξύ Τκαυτά βουνά και Τη ψυχρή πηγή θερμότητας έχει αντίστροφο κύκλο Carnot (Εικ.1.1),

Ρύζι. 1.1. Αντίστροφος κύκλος Carnot

για την οποία η θερμότητα που παρέχεται στο t 2 = συνθαπό μια ψυχρή πηγή σε ένα λειτουργικό ρευστό:

q 2 = Τ 2 ( μικρό 1 – μικρό 4) = Τ 2 Ds (1,4)

και η θερμότητα που εκπέμπεται στο t 1 = συνθαπό το ρευστό εργασίας έως την ψυχρή πηγή:

q 1 = Τ 1 · ( μικρό 2 – μικρό 3) = Τ 1 Ds, (1,5)

Στον αντίστροφο κύκλο Carnot: 1-2 - αδιαβατική συμπίεση του ρευστού εργασίας, ως αποτέλεσμα της οποίας η θερμοκρασία του ρευστού εργασίας Τ 2 παίρνει υψηλότερη θερμοκρασία Τθερμά βουνά άνοιξη? 2-3 - ισοθερμική απομάκρυνση θερμότητας q 1 από το ρευστό εργασίας στο θερμό ελατήριο. 3-4 - αδιαβατική διαστολή του ρευστού εργασίας. 4-1 - ισοθερμική παροχή θερμότητας q 2 από μια ψυχρή πηγή σε ένα λειτουργικό ρευστό. Λαμβάνοντας υπόψη τις σχέσεις (1.4) και (1.5), η εξίσωση (1.3) για τον συντελεστή ψύξης του αντίστροφου κύκλου Carnot μπορεί να αναπαρασταθεί ως:

Όσο υψηλότερη είναι η τιμή e, τόσο πιο αποτελεσματικός είναι ο κύκλος ψύξης και τόσο λιγότερη εργασία μεγάλοαπαιτείται για τη μεταφορά θερμότητας q 2 από κρύα πηγή σε ζεστό.

1.2. Κύκλος ψυκτικής μονάδας συμπίεσης ατμών

Η ισοθερμική παροχή και η απομάκρυνση της θερμότητας σε μια μονάδα ψύξης είναι δυνατή εάν το ψυκτικό είναι υγρό χαμηλού βρασμού, το σημείο βρασμού του οποίου σε ατμοσφαιρική πίεση t 0 £ 0 oC, και σε αρνητικές θερμοκρασίες βρασμού η πίεση βρασμού ΠΤο 0 πρέπει να είναι περισσότερο από ατμοσφαιρικό για να αποτραπεί η διαρροή αέρα στον εξατμιστή. Οι χαμηλές πιέσεις συμπίεσης καθιστούν δυνατή την κατασκευή ελαφρού συμπιεστή και άλλων στοιχείων της μονάδας ψύξης. Με σημαντική λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης rείναι επιθυμητοί μικροί συγκεκριμένοι όγκοι v, που επιτρέπει τη μείωση του μεγέθους του συμπιεστή.

Ένα καλό ψυκτικό μέσο είναι η αμμωνία NH3 (στο σημείο βρασμού t k = 20 ° C, πίεση κορεσμού Π k = 8,57 bar και σε t 0 = -34 оС, Π 0 = 0,98 bar). Η λανθάνουσα θερμότητα εξάτμισης είναι υψηλότερη από αυτή των άλλων ψυκτικών παραγόντων, αλλά τα μειονεκτήματά της είναι η τοξικότητα και η διαβρωτικότητα έναντι των μη σιδηρούχων μετάλλων, επομένως, η αμμωνία δεν χρησιμοποιείται σε οικιακές ψυκτικές μονάδες. Το μεθυλοχλωρίδιο (CH3CL) και το αιθάνιο (C2H6) είναι καλά ψυκτικά μέσα. ο θειούχος ανυδρίτης (SO2) δεν χρησιμοποιείται λόγω της υψηλής τοξικότητάς του.

Τα φρέον - παράγωγα φθοριοχλωρίου των απλούστερων υδρογονανθράκων (κυρίως μεθάνιο) - χρησιμοποιούνται ευρέως ως ψυκτικά μέσα. Οι χαρακτηριστικές ιδιότητες των φρέον είναι η χημική τους αντοχή, η μη τοξικότητα, η έλλειψη αλληλεπίδρασης με ΚΑΤΑΣΚΕΥΑΣΤΙΚΑ ΥΛΙΚΑστο t < 200 оС. В прошлом веке наиболее широкое распространение получил R12, или фреон – 12 (CF2CL2 – дифтордихлорметан), который имеет следующие θερμοφυσικά χαρακτηριστικά: μοριακό βάρος m = 120,92; σημείο βρασμού σε ατμοσφαιρική πίεση Π 0 = 1 bar; t 0 = -30,3 oC; κρίσιμες παράμετροι R12: Π cr = 41,32 bar; t cr = 111,8°C; v cr = 1,78 × 10-3 m3 / kg; αδιαβατικός εκθέτης κ = 1,14.

Η παραγωγή του φρέον-12, ως ουσίας που καταστρέφει τη στιβάδα του όζοντος, απαγορεύτηκε στη Ρωσία το 2000, επιτρέπεται μόνο η χρήση του R12 που έχει ήδη παραχθεί ή εξάγεται από εξοπλισμό.

2. λειτουργία της μονάδας ψύξης IF-56

2.1. μονάδα ψύξης

Η μονάδα IF-56 έχει σχεδιαστεί για να ψύχει τον αέρα στον ψυκτικό θάλαμο 9 (Εικ. 2.1).

Ανεμιστήρας "href =" / κείμενο / κατηγορία / αεραγωγός / "rel =" σελιδοδείκτης "> ανεμιστήρας; 4 - δέκτης; 5 - πυκνωτής;

6 - στεγνωτήριο φίλτρου. 7 - γκάζι? 8 - εξατμιστής? 9 - θάλαμος ψύξης

Ρύζι. 2.2. Κύκλος ψύξης

Στη διαδικασία στραγγαλισμού υγρού φρέον στο γκάζι 7 (διαδικασία 4-5 in phδιάγραμμα), εξατμίζεται μερικώς, ενώ η κύρια εξάτμιση του φρέον συμβαίνει στον εξατμιστή 8 λόγω της θερμότητας που λαμβάνεται από τον αέρα στον ψυκτικό θάλαμο (ισοβαρική-ισόθερμη διεργασία 5-6 σε Π 0 = συνθκαι t 0 = συνθ). Υπέρθερμος ατμός με θερμοκρασία εισέρχεται στον συμπιεστή 1, όπου συμπιέζεται από την πίεση Π 0 στην πίεση ΠΚ (πολυτροπικό, έγκυρη συμπίεση 1-2δ). Στο σχ. Το 2.2 δείχνει επίσης τη θεωρητική, αδιαβατική συμπίεση 1-2A στο μικρό 1 = συνθ..gif "width =" 16 "height =" 25 "> (διαδικασία 4 * -4). Το υγρό φρέον ρέει στον δέκτη 5, από όπου ρέει μέσω του στεγνωτηρίου φίλτρου 6 στο γκάζι 7.

Τεχνικές λεπτομέρειες

Ο εξατμιστής 8 αποτελείται από μπαταρίες με πτερύγια - convectors. Οι μπαταρίες είναι εξοπλισμένες με τσοκ 7 με θερμοστατική βαλβίδα. 4 εξαναγκασμένος αερόψυκτος συμπυκνωτής, χωρητικότητα ανεμιστήρα V B = 0,61 m3 / s.

Στο σχ. 2.3 δείχνει τον πραγματικό κύκλο μιας ψυκτικής μονάδας συμπίεσης ατμών, κατασκευασμένη σύμφωνα με τα αποτελέσματα των δοκιμών της: 1-2α - αδιαβατική (θεωρητική) συμπίεση ατμών ψυκτικού μέσου. 1-2d - πραγματική συμπίεση στον συμπιεστή. 2d-3 - ισοβαρική ψύξη ατμών προς
θερμοκρασία συμπύκνωσης tΠΡΟΣ ΤΟ; 3-4 * - ισοβαρική-ισόθερμη συμπύκνωση ατμών ψυκτικού στον συμπυκνωτή. 4 * -4 - υπερψύξη συμπυκνώματος.
4-5 - γκάζι ( η 5 = η 4), ως αποτέλεσμα του οποίου το υγρό ψυκτικό εξατμίζεται μερικώς. 5-6 - ισοβαρική-ισόθερμη εξάτμιση στον εξατμιστή του θαλάμου ψύξης. 6-1 - ισοβαρική υπερθέρμανση ξηρού κορεσμένου ατμού (σημείο 6, NS= 1) στη θερμοκρασία t 1.

Ρύζι. 2.3. Κύκλος ψύξης σε ph-διάγραμμα

2.2. χαρακτηριστικά απόδοσης

Τα κύρια λειτουργικά χαρακτηριστικά της ψυκτικής μονάδας είναι η ικανότητα ψύξης Q, κατανάλωση ενέργειας Ν, κατανάλωση ψυκτικού σολκαι ειδική ψυκτική ικανότητα q... Η ικανότητα ψύξης καθορίζεται από τον τύπο, kW:

Q = Gq = σολ(η 1 – η 4), (2.1)

όπου σολ- κατανάλωση ψυκτικού, kg / s. η 1 - ενθαλπία ατμού στην έξοδο από τον εξατμιστή, kJ / kg. η 4 - ενθαλπία του υγρού ψυκτικού πριν από το τσοκ, kJ / kg. q = η 1 – η 4 - ειδική ψυκτική ικανότητα, kJ / kg.

τη συγκεκριμένη ογκομετρικοόικανότητα ψύξης, kJ / m3:

q v = q/ v 1 = (η 1 – η 4)/v 1. (2.2)

Εδώ v 1 - ειδικός όγκος ατμού στην έξοδο του εξατμιστή, m3 / kg.

Η κατανάλωση ψυκτικού μέσου προσδιορίζεται από τον τύπο, kg / s:

σολ = QΠΡΟΣ ΤΟ/( η 2D - η 4), (2.3)

Q = ντο’μετα μεσημβριαςV V( tΣΕ 2 - tΣΕ 1). (2.4)

Εδώ VВ = 0,61 m3 / s - χωρητικότητα του ανεμιστήρα που ψύχει τον συμπυκνωτή. tΣΕ 1, tВ2 - θερμοκρασία αέρα στην είσοδο και την έξοδο του συμπυκνωτή, ºС; ντο’μετα μεσημβριας- μέση ογκομετρική ισοβαρική θερμοχωρητικότητα αέρα, kJ / (m3 K):

ντο’μετα μεσημβριας = (μ cpm)/(μ v 0), (2.5)

όπου (μ v 0) = 22,4 m3 / kmol - ο όγκος ενός κιλού mole αέρα στο κανονικό φυσικές συνθήκες; (μ cpm) Είναι η μέση ισοβαρική μοριακή θερμοχωρητικότητα του αέρα, η οποία προσδιορίζεται από τον εμπειρικό τύπο, kJ / (kmol K):

(μ cpm) = 29,1 + 5,6 10-4 ( tΒ1 + tΣΤΟ 2). (2.6)

Θεωρητική ισχύς αδιαβατικής συμπίεσης ατμών ψυκτικού στη διαδικασία 1-2A, kW:

ΝΑ = σολ/(η 2A - η 1), (2.7)

Σχετικές αδιαβατικές και πραγματικές ψυκτικές ικανότητες:

κΑ = Q/ΝΕΝΑ; (2.8)

κ = Q/Ν, (2.9)

που αντιπροσωπεύει τη θερμότητα που μεταφέρεται από μια ψυχρή πηγή σε μια θερμή, ανά μονάδα θεωρητικής ισχύος (αδιαβατική) και πραγματικής (ηλεκτρική ισχύς του κινητήρα του συμπιεστή). Ο συντελεστής απόδοσης έχει την ίδια φυσική σημασία και καθορίζεται από τον τύπο:

ε = ( η 1 – η 4)/(η 2D - η 1). (2.10)

3. Δοκιμή ψύξης

Μετά την εκκίνηση της μονάδας ψύξης, είναι απαραίτητο να περιμένετε για την καθιέρωση μιας στατικής λειτουργίας ( t 1 = const, t 2Д = const), στη συνέχεια μετρήστε όλες τις ενδείξεις των οργάνων και καταχωρίστε τις στον πίνακα μετρήσεων 3.1, με βάση τα αποτελέσματα του οποίου, κατασκευάστε τον κύκλο της μονάδας ψύξης σε ph- και ts-συντεταγμένες χρησιμοποιώντας το διάγραμμα ατμού για το Freon-12, που φαίνεται στο Σχ. 2.2. Ο υπολογισμός των κύριων χαρακτηριστικών της μονάδας ψύξης πραγματοποιείται στον πίνακα. 3.2. Θερμοκρασία εξάτμισης t 0 και συμπύκνωση tΤο Κ βρίσκεται ανάλογα με τις πιέσεις Π 0 και ΠΚ σύμφωνα με τον πίνακα. 3.3. Απόλυτες πιέσεις Π 0 και ΠΤο K καθορίζεται από τους τύπους, μπάρα:

Π 0 = σι/750 + 0,981Π 0M, (3.1)

ΠΚ = σι/750 + 0,981Π KM, (3.2)

όπου V – Ατμοσφαιρική πίεσηστο βαρόμετρο, mm. rt. Τέχνη .; Π 0M - υπερβολική πίεση εξάτμισης σύμφωνα με το μανόμετρο, ati; ΠКМ - υπερπίεση συμπύκνωσης σύμφωνα με το μανόμετρο, ati.

Πίνακας 3.1

Αποτελέσματα μετρήσεων

Η ποσότητα	Διάσταση	Εννοια	Σημείωση
Πίεση εξάτμισης, Π 0 Μ			με μανόμετρο
Πίεση συμπύκνωσης, Π KM			με μανόμετρο
Η θερμοκρασία στο χώρο του ψυγείου, t HC			θερμοστοιχείο 1
Θερμοκρασία ατμών ψυκτικού μπροστά από τον συμπιεστή, t 1			θερμοστοιχείο 3
Θερμοκρασία ατμών ψυκτικού μετά τον συμπιεστή, t 2D			θερμοστοιχείο 4
Θερμοκρασία συμπυκνώματος μετά τον συμπυκνωτή, t 4			θερμοστοιχείο 5
Θερμοκρασία αέρα μετά τον συμπυκνωτή, tΣΤΟ 2			θερμοστοιχείο 6
Θερμοκρασία αέρα μπροστά από τον συμπυκνωτή, tΣΕ 1			θερμοστοιχείο 7
Ισχύς κίνησης συμπιεστή, Ν			με βατόμετρο
Πίεση εξάτμισης, Π 0			με τον τύπο (3.1)
Θερμοκρασία εξάτμισης, t 0			σύμφωνα με τον πίνακα (3.3)
Πίεση συμπύκνωσης, ΠΠΡΟΣ ΤΟ			με τον τύπο (3.2)
Θερμοκρασία συμπύκνωσης, tΠΡΟΣ ΤΟ			σύμφωνα με τον πίνακα 3.3
Ενθαλπία ατμών ψυκτικού μέσου μπροστά από τον συμπιεστή, η 1 = φά(Π 0, t 1)			επί ph-διάγραμμα
Ενθαλπία ατμών ψυκτικού μετά τον συμπιεστή, η 2D = φά(ΠΠΡΟΣ ΤΟ, t 2D)			επί ph-διάγραμμα
Ενθαλπία ατμών ψυκτικού μετά από αδιαβατική συμπίεση, η 2Α			επί ph-διάγραμμα
Ενθαλπία του συμπυκνώματος μετά τον συμπυκνωτή, η 4 = φά(t 4)			επί ph-διάγραμμα
Ειδικός όγκος ατμού μπροστά από τον συμπιεστή, v 1=φά(Π 0, t 1)			επί ph-διάγραμμα
Ροή αέρα συμπυκνωτή V V			Σύμφωνα με το διαβατήριο ανεμιστήρας

Πίνακας 3.2

Υπολογισμός των κύριων χαρακτηριστικών της ψυκτικής μονάδας

ΠΡΟΣ ΤΟ

Η ποσότητα	Διάσταση		Εννοια
Μέση γραμμομοριακή θερμοχωρητικότητα του αέρα, (m μεμετα μεσημβριας)	kJ / (kmol × K)	29,1 + 5,6 × 10-4 ( tΒ1 + tΣΕ 2)
Ογκομετρική θερμοχωρητικότητα αέρα, με¢ ΠΜ	kJ / (m3 × K)	(Μ cp m) / 22.4
ντο¢ ΠΜ V V( tΣΕ 2 - tΣΕ 1)
Κατανάλωση ψυκτικού σολ		QΠΡΟΣ ΤΟ / ( η 2D - η 4)
Ειδική ικανότητα ψύξης, q		η 1 – η 4
Δυνατότητα ψύξης, Q		Gq
Ειδική ογκομετρική ικανότητα ψύξης, qV		Q / v 1
Αδιαβατική δύναμη, Νένα		σολ(η 2A - η 1)
Σχετική αδιαβατική ικανότητα ψύξης, ΠΡΟΣ ΤΟΕΝΑ		Q / ΝΕΝΑ
Σχετική πραγματική ικανότητα ψύξης, ΠΡΟΣ ΤΟ		Q / Ν
Συντελεστής ψύξης, π		q / (η 2D - η 1)

Πίνακας 3.3

Πίεση κορεσμού φρέον-12 (CF2 Cl2 - διφθοροδιχλωρομεθάνιο)

1. Σχέδιο και περιγραφή της μονάδας ψύξης.

2. Πίνακες μετρήσεων και υπολογισμών.

3. Ολοκληρωμένη εργασία.

Ασκηση

1. Δημιουργήστε έναν κύκλο μονάδας ψύξης μέσα ph-διάγραμμα (Εικ. Α.1).

2. Φτιάξτε ένα τραπέζι. 3.4 χρήση ph-διάγραμμα.

Πίνακας 3.4

Αρχικά δεδομένα για την κατασκευή ενός κύκλου μονάδας ψύξης σεts -συντεταγμένες

2. Δημιουργήστε έναν κύκλο μονάδας ψύξης μέσα ts-διάγραμμα (Εικ. Α.2).

3. Προσδιορίστε την τιμή του συντελεστή απόδοσης του αντίστροφου κύκλου Carnot χρησιμοποιώντας τον τύπο (1.6) για Τ 1 = ΤΠρος και Τ 2 = Τ 0 και συγκρίνετε τον με τον συντελεστή απόδοσης μιας πραγματικής εγκατάστασης.

ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑ

1. Sharov, Yu. I.Σύγκριση των κύκλων ψυκτικών μονάδων σε εναλλακτικά ψυκτικά / // Energetika i teploenergetika. - Νοβοσιμπίρσκ: NSTU. - 2003. - Τεύχος. 7, - S. 194-198.

2. Kirillin, V.A.Τεχνική θερμοδυναμική /,. - M .: Energiya, 1974 .-- 447 σελ.

3. Vargaftik, N. B.Αναφορά για θερμοφυσικές ιδιότητεςαέρια και υγρά /. - M .: Science, 1972 .-- 720 p.

4. Andryushchenko, A.I.Βασικές αρχές τεχνικής θερμοδυναμικής πραγματικών διεργασιών /. - Μ .: Γυμνάσιο, 1975.

Ψυκτική μονάδα

Η μονάδα IF-56 έχει σχεδιαστεί για να ψύχει τον αέρα στον ψυκτικό θάλαμο 9 (Εικ. 2.1).

Ρύζι. 2.1. Ψυκτική μονάδα IF-56

1 - συμπιεστής? 2 - ηλεκτρικός κινητήρας. 3 - ανεμιστήρας? 4 - δέκτης? 5 - πυκνωτής;

6 - στεγνωτήριο φίλτρου. 7 - γκάζι? 8 - εξατμιστής? 9 - θάλαμος ψύξης

Ρύζι. 2.2. Κύκλος ψύξης

Στη διαδικασία στραγγαλισμού υγρού φρέον στο γκάζι 7 (διαδικασία 4-5 in phδιάγραμμα), εξατμίζεται μερικώς, ενώ η κύρια εξάτμιση του φρέον συμβαίνει στον εξατμιστή 8 λόγω της θερμότητας που λαμβάνεται από τον αέρα στον ψυκτικό θάλαμο (ισοβαρική-ισόθερμη διεργασία 5-6 σε Π 0 = συνθκαι t 0 = συνθ). Υπέρθερμος ατμός με θερμοκρασία εισέρχεται στον συμπιεστή 1, όπου συμπιέζεται από την πίεση Π 0 στην πίεση ΠΚ (πολυτροπικό, έγκυρη συμπίεση 1-2δ). Στο σχ. Το 2.2 δείχνει επίσης τη θεωρητική, αδιαβατική συμπίεση 1-2 Α στο μικρό 1 = συνθ... Στον συμπυκνωτή, 4 ατμοί φρέον ψύχονται στη θερμοκρασία συμπύκνωσης (διαδικασία 2d-3), στη συνέχεια συμπυκνώνονται (ισοβαρική-ισόθερμη διεργασία 3-4 * σε ΠΚ = συνθκαι tΚ = συνθ... Σε αυτή την περίπτωση, το υγρό φρέον υπερψύχεται σε θερμοκρασία (διαδικασία 4 * -4). Το υγρό φρέον ρέει στον δέκτη 5, από όπου ρέει μέσω του στεγνωτηρίου φίλτρου 6 στο γκάζι 7.

Τεχνικές λεπτομέρειες

Ρύζι. 2.3. Κύκλος ψύξης σε ph-διάγραμμα

Χαρακτηριστικά απόδοσης

Q = Gq = G(η 1 – η 4), (2.1)

τη συγκεκριμένη ογκομετρικοόψυκτική ικανότητα, kJ / m 3:

q v = q / v 1 = (η 1 – η 4)/v 1 . (2.2)

Εδώ v 1 - ειδικός όγκος ατμού στην έξοδο του εξατμιστή, m 3 / kg.

Η κατανάλωση ψυκτικού μέσου προσδιορίζεται από τον τύπο, kg / s:

σολ = QΠΡΟΣ ΤΟ /( η 2D - η 4), (2.3)

Q = ντο’μ.μ. V V ( tΣΕ 2 - tΣΕ 1). (2.4)

Εδώ VВ = 0,61 m 3 / s - χωρητικότητα του ανεμιστήρα που ψύχει τον συμπυκνωτή. tΣΕ 1 , tВ2 - θερμοκρασία αέρα στην είσοδο και την έξοδο του συμπυκνωτή, ºС; ντο’μετα μεσημβριας- μέση ογκομετρική ισοβαρική θερμοχωρητικότητα αέρα, kJ / (m 3 K):

ντο’μετα μεσημβριας = (μ γ μ.μ)/(μ v 0), (2.5)

όπου (μ v 0) = 22,4 m 3 / kmol - ο όγκος ενός κιλού mole αέρα υπό κανονικές φυσικές συνθήκες. (μ γ μ.μ) Είναι η μέση ισοβαρική μοριακή θερμοχωρητικότητα του αέρα, η οποία προσδιορίζεται από τον εμπειρικό τύπο, kJ / (kmol K):

(μ γ μ.μ) = 29,1 + 5,6 · 10 -4 ( tΒ1 + tΣΤΟ 2). (2.6)

Θεωρητική ισχύς αδιαβατικής συμπίεσης ατμών ψυκτικού στη διαδικασία 1-2 A, kW:

ΝΑ = σολ/(η 2A - η 1), (2.7)

Σχετικές αδιαβατικές και πραγματικές ψυκτικές ικανότητες:

κΑ = Q/ΝΕΝΑ; (2.8)

κ = Q/Ν, (2.9)