Kompressziós hűtőgépek - stadopedia
Egylépcsős gőzök és ciklusok
Egyfokozatú hűtőgépek.
Gőzkompressziós hűtőgépek.
Gőztömörítő hűtőberendezések osztályozása.
Gőzkompresszor hűtőberendezések sémái és ciklusai
A gőzeket hűtőberendezéseknek nevezik, amelyekben a hűtőközeg megváltoztatja az összesített állapotát, és kering a rendszeren. A gépelemtől függően a hűtőközeg lehet telített folyadék, nedves gőz, túlhevített gőz, hűtött folyadék stb. Formájában. A kompresszorok olyan hűtőszekrények, amelyek mechanikus energiát használnak alacsony hőmérséklet eléréséhez. Gőzkompressziós hűtőberendezésekben a hűtőközeg inverz termodinamikai ciklust hajt végre. A hűtött tárgyak hőelvonását az elpárologtatóban lévő hűtőközeg forrása végzi. A kereskedelmi és a közétkeztetési vállalatoknál az ilyen hűtőgépek a leginkább alkalmazhatóak más típusú gépekhez képest. A forrás és a kondenzáció hőmérsékletétől és nyomásától függően a gőzkompressziós hűtőgépek egylépcsős, kétlépcsős, többfokozatú és kaszkádosak.
Rendszer és ciklus a nedves gőzzel való terjeszkedéssel és összehúzódással.
5.1. Ábra: Egylépcsős hűtőrendszer sémája és ciklusa, tömörítéssel és a nedves gőzzel történő terjeszkedéssel.
A ciklust a bővítése a munkaközeg végezzük a hűtőgép, amely egy kompresszort, hűtőt, expander és a párologtató (lásd 5.1 ábra.). Az m.1 állapot hűtőközegének nedves pára jön ki az elpárologtatóból, és belép a szívócsőbe a kompresszorba. A adiabatikusan sűrít nedves gőz állandó entrópia 1 - 2 bepárlásával nyomás Po PK kondenzációs nyomás. És a 2. pont, amely a hűtőközeg állapotát a tömörítés végén jellemzi, a jobb oldali határgörbén fekszik. A tömörítési folyamat végrehajtásához a tömörítési munkát végezzük. Miután a kompresszor a tömörített, telített gőzt vezettek a kondenzátor, ahol lecsapódik állandó hőmérsékleten Tc és állandó nyomás Pk 2 - 3 hőcsere révén egy külső hűtés közeg (víz vagy levegő). Ugyanakkor az qk kondenzációs hő a hűtőközegből kerül át. A kondenzációs folyamat során telített folyadék képződik, majd belép a bővítőbe. A bővítő hűtőközeg adiabatikusan expandál során 3-4 a nyomást Pk forrásig kondenzációs nyomás Po állandó entrópia a teljesítménye hasznos munkát expanziós lp. Miután expander hűtőközeg küldött az elpárologtató, ahol a folyadék forrni kezd (elpárolog) állandó hőmérsékleten és nyomáson Po alatt állandó 4 - 1 QO kivonva hőt a iehűtött közeg. A forrázás során képződött párás pára beáramlik a kompresszorba, és a ciklus ismétlődik.
A ciklus fajlagos hűtési kapacitása vagy az 1 kg hűtőközeg számára az q-párologtatóban az S-T diagramban megadott hőmennyiség egyenértékű a 4-1. Pl44b1 vagy a h4 elején a hűtőközeg entalpiája és a h1 folyamat vége közötti különbséggel határozható meg:
Az S-T diagramban az qk kondenzáció specifikus hőjét a 2 - 3 kondenzációs folyamat területe határozza meg. Pl. 23ab2, vagy a h2 kezdetén a hűtőközeg entalpiájának különbségével és a folyamat h3 végénél határozza meg:
A ciklus konkrét munkáját a hűtőgép hőmérlegéből fedezték fel:
Így a ciklus sajátos működése megegyezik a kondenzátorban lerakódott hő különbségével, és az elpárologtatóban levő hő és az S-T diagram egyenértékű a 12341 ciklus területével.
Másrészt figyelembe véve a hűtőközeg entalpiáját
vagy az átalakítás után:
ahol lc = (h2 - h1) a tömörítés specifikus munkája, azaz. az 1 kg-os hűtőközeg-gőz sűrítésével töltött munka 1-2, J / kg; lp = (h3 - h4) a bõvítés specifikus mûve, azaz. Hasznos munka, amelyet a bővítőben egy kilogramm hűtőközeggel szereltek fel 3-4, J / kg-ban.
A ciklus termodinamikai hatékonysága az adott hűtési kapacitásnak az elhasznált munkaciklushoz viszonyított arányaként jelenik meg:
Ez a ciklus elméleti Carnot ciklusnak tekinthető, feltéve, hogy a Tc kondenzációs hőmérséklet megegyezik a Toc környezeti hőmérsékletével. és a hűtőközeg forráspontja az elpárologtatóban megegyezik a hűtött közeg (alacsony hőmérsékletű forrás) Tint hőmérsékletével. Ebben az esetben az összes ciklusfolyamat visszafordítható lesz, és a ciklusmunka minimális lesz.
A Carnot-ciklus termodinamikai hatékonyságát az elméleti hűtési együttható becsüli. amely a legmagasabb az inverz termodinamikai ciklusok közül a legmagasabb, ugyanolyan hőmérséklet-különbséggel (Tos-Tint).