Воздушные холодильные машины.

Воздух как хладагент безвреден, общедоступен, безопасен и почти нейтрален к металлам и смазочным маслам. Поэтому при­менение его в холодильной технике весьма желательно. Однако недостатком его является малая объемная холодопроизводительность.

Принципиальная схема воздушной холодильной машины:(рис.1)

1 - детандер; 2 - охладитель; 3 - компрессор; 4 - охлаждаемое помещение

Компрессор, который забирает воздух из охлаждаемого помещения, охладителя, где охлаждается сжатый в компрессоре воздух, и детандера, в котором охлажденный воздух расширяется перед поступлением в. помещение. Повышение давления воздуха в компрессоре производится до 4…5 ата. При этом он нагревается до температуры 113…140°С. В охладителе воздух охлаждается до температуры 20…25°С, для чего туда подается охлаждающая вода. Адиабатное расшире­ние воздуха в детандере сопровождается резким снижением его температуры и давления. Степень расширения воздуха в детандере выбирается с таким расчетом, чтобы температура охлажденного воздуха соответствовала температуре заданной, по технологическим условиям или условиям кондиционирования воздуха в поме­щении. Поступающий в помещение после детандера холодный воздух смешивается с окружающим воздухом и тем поддерживают­ся заданные температурные условия. Теоретический цикл воздушной холодильной машины состоит из изоэнтропного повышения давления воздуха, изобарического его охлаждения, изоэнтропного расширения и изобариче­ского подогрева его в охлаж­даемом помещении.

Принципиальная схема воздушной холодильной машины с регенерацией тепла:(рис.2)

1 - охлаждаемое помещение; 2 – теплообменник; 3 - охладитель; 4 - компрессор; 5 - детандер

Действительный цикл воздушной холодильной машины сопро­вождается большими потерями воздуха и дополнительными за­тратами электроэнергии. Поэтому значение действительного холо­дильного коэффициента в несколько раз меньше его теоретиче­ского значения. Это, главным образом, и является причиной незначительного распространения воздушных холодильных машин.

Экономичность работы воздушной холодильной машины может быть достигнута в результате уменьшения степени повышения давления воздуха в компрессоре, вследствие чего уменьшаются объемные потери в компрессоре и детандере растут энергетические показатели. Минимальную степень повышения давления можно получить, применяя регенерацию тепла. Забираемый из помещения воздух проходит через теплообменник и сжимается в компрессоре. Затем он посту­пает в охладитель, снова направляется в теплообменник, после чего расширяется и охлаждается в детандере. Из детандера он поступает в охлаждаемое помещение. Цикл с регенерацией тепла по сравнению с обычным циклом дает возможность увеличить почти вдвое холодильный коэффициент. Небольшая степень повышения давления дает воз­можность применять вместо поршневых компрессоров и детандеров турбокомпрессоры и турбодетандеры. Они малогабаритны, имеют меньшие объемные потери, лучшие энергетические показатели и вы­сокий к.п.д. Воздушные холодильные машины с турбокомпрессорами дают большую холодопроизводительность и в настоящее время наиболее перспективны для применения в системах кондициони­рования воздуха.

118. Расчётный расход теплоты на вентиляцию.

В производст­венных предприятиях расход теплоты на вентиляцию часто превышает расход на отопление.

Расход теплоты на вентиляцию прини­мают по проектам местных систем вентиля­ции или по типовым проектам зданий, а для действующих установок - по эксплуатаци­онным данным.

Ориентировочный расчет расхода теп­лоты на вентиляцию, Дж/с или ккал/ч, мож­но проводить по формуле

где т - кратность обмена воздуха, 1/с или 1/ч; вентилируемый объем здания, м³; объемная теплоемкость воздуха, рав­ная 1,26 кДж/(м³×К) = 0,3 ккал/(м³×°С); температура нагретого воздуха, по­даваемого в помещение, °С; темпера­тура наружного воздуха, °С.

Для удобства расчета записывают

где удельный расход теплоты на вен­тиляцию, т.е. расход теплоты на 1 м³ вентилируемого здания по наружному обмеру и на 1°С разности между усредненной рас­четной температурой воздуха внутри вен­тилируемого помещения и температурой наружного воздуха; наружный объем вентилируемого здания; усредненная внутренняя температура, °С.

Расчетный расход теплоты на венти­ляцию

где - усредненная расчетная внутрен­няя температура, °С.

Когда температура наружного воздуха становится ниже расход теплоты на вентиляцию не должен выходить за преде­лы расчетного расхода. Это достигается со­кращением кратности обмена. Минималь­ная кратность обмена при наружной температуре определяется по формуле

где т - расчетная кратность обмена воздуха.