Методика расчета многоступенчатых рефрижераторных установок

1) Хладоносители – вещество (вода, растворы, суспензии и эмульсии и др), предназначенные для отвода теплоты от охлаждаемых объектов и передачи ее рабочему веществу (хладагенту) холодильной машине. Хладоноситель должен:
·иметь высокие теплоемкость и теплопроводностъ для эффективного отвода тепла;
·не замерзать и не кипеть при всех рабочих температурах двигателя;
·не воспламеняться;
·не вспениваться;
·не вызывать коррозии металлов и сплавов;
·не разъедать резинотехнические изделия системы охлаждения;
·обладать достаточно низкой стоимостью и производиться в достаточном количестве;

2) Методика расчета многоступенчатых рефрижераторных установок

Рис. 2.7. Принципиальная схема (а)и процесс работы на Г, s-диаграмме (б) с двухступенчатой компрессионной холодильной установкой с двумя ступенямииспарения. Установка вырабатывает холод двух различных параметров при Т'_ои Т"₀.

Тепло q'o при более низкой температуре Т'_о подводится в испаритель нижней ступени IX, откуда рабочий агент в состоянии 1при давлении р'_о и температуре Т'_о поступает в компрессор / нижней ступени и сжимается в нем до давления р"_о, равного рабочему давлению р"_о в испарителе II верхней ступени. Пар из компрессора нижней ступени в состоянии 2 попадает в промежуточный сосуд VI,где он охлаждается вследствие тепломассообмена с жидким хладоагентом. Жидкий хладоагент из промежуточного сосуда в состоянии 3 поступает в испаритель верхней ступени, а пар из испарителя в состоянии 4 возвращается в промежуточный сосуд, откуда в состоянии 6подается в компрессор III верхней ступени и сжимается в нем до давления р_к и в состоянии 7 поступает в конденсатор IV, где конденсируется за счет отвода тепла q_K во внешнюю среду. Жидкий хладоагент из конденсатора в состоянии 8 поступает в дроссельный вентиль V верхней ступени и после дросселирования в состоянии 5 — в промежуточный сосуд, откуда выходит двумя потоками. Один поток (точка 3), как уже было указано, попадает в испаритель I Iверхней ступени. Второй (точка 9) — в дроссельный вентиль VII нижней ступени, а из него через сепаратор VIII— в испаритель IXнижней ступени.

Для расчета установки должны быть заданы или выбраны:

₁₎ расчетные холодопроизводительности нижней Q'_o и верхней ступеней Q”_o,температуры испарения нижнейt_o’и_{верхней ступеней t"о;}

3) температура конденсации t_K

4) хладоагент;

5) схема установки.

Предварительно оценивают индикаторные (адиабатные)η_iи электромеханическиеη_эм КПД компрессоров. Наносят процесс работы установки на термодинамическую диаграмму (рис. 2.7,6).

Расход рабочего агента, тепловая нагрузка отдельных аппаратов и энергетическая эффективность двухступенчатой холодильной установки рассчитываются по следующим формулам:

расход хладоагента через испаритель и компрессор нижней ступени

(2.23)

расход хладоагента через испаритель верхней ступени

(2.24)

расход хладоагента через компрессор верхней ступени

(2.25)

в частном случае при отсутствии испарителя верхней ступени Q"o=0 и G"=0;

расчетная тепловая нагрузка конденсатора

(2.26)

объемные производительности компрессоров нижней и верхней ступеней

(2.27)

мощности компрессоров нижней и верхней ступеней при отсутствии охлаждения

; (2.28)

(2.28)

коэффициент полезного действия установки при расчетном режиме

(2.29)

В том случае, когда разность температур нижней и верхней ступеней испарения невелика, а нижняя ступень испарения должна работать не постоянно, а эпизодически, для удешевления и упрощения установки иногда устанавливают в нижнюю ступень компрессор струйного типа.