Små kjølere. Karakterisering av kjøleaggregatet Tekniske egenskaper for frysingskjøleenheten hvis 56

Russlands føderasjonsdepartement

NOVOSIBIRSK STATISK TEKNISK UNIVERSITET

_____________________________________________________________

BESTEMMELSE AV KARAKTERISTIKK
KJØLESINSTALLASJON

Retningslinjer

for studenter på FEN i alle former for utdanning

Novosibirsk
2010

UDC 621.565 (07)

Komponert av: cand. tech. Sciences, Assoc. ,

Anmelder: Dr. Tech. vitenskaper, prof.

Arbeidet ble forberedt på Institutt for termiske kraftverk

© Novosibirsk State

teknisk universitet, 2010

FORMÅL MED ARBEIDSARBEID

1. Praktisk konsolidering av kunnskap i henhold til den andre loven om termodynamikk, sykluser, kjøleenheter.

2. Gjør deg kjent med kjøleenheten IF-56 og dens tekniske egenskaper.

3. Studie og konstruksjon av kjøleenheter.

4. Bestemmelse av hovedegenskapene til kjøleenheten.

1. TEORETISK GRUNNLAG FOR ARBEID

KJØLESINSTALLASJON

1.1. Carnot omvendt syklus

Kjøleenheten er designet for å overføre varme fra en kald kilde til en varm. I følge Clausius formulering av den andre loven om termodynamikk, kan ikke varmen i seg selv gå fra en kald kropp til en varm. I en kjøleenhet skjer ikke slik varmeoverføring av seg selv, men på grunn av den mekaniske energien til kompressoren brukt på komprimering av kjølemediumdampen.

Den viktigste egenskapen til en kjøleenhet er kjølingskoeffisienten, hvis uttrykk er oppnådd fra likningen av den første loven om termodynamikk skrevet for den omvendte syklusen til kjøleenheten, gitt at for enhver syklus endringen indre energi arbeidsvæske D u\u003d 0, nemlig:

q= q1 – q2 = l, (1.1)

hvor q1 - varme gitt til den varme kilden; q2 - varme hentet fra en kald kilde; l - mekanisk drift av kompressoren.

Fra (1.1) følger det at varme overføres til den varme kilden

q1 = q2 + l, (1.2)

en kjølingskoeffisient er brøkdelen av varmen q2 overført fra en kald kilde til en varm per enhet brukt kompressordrift

(1.3)

Maksimal verdi på kjølingskoeffisienten for et gitt temperaturområde mellom Tfjell av varme og Tden kalde kilden til varmekilder har en omvendt Carnot-syklus (fig. 1.1),

Fig. 1.1. Carnot omvendt syklus

som varmen som leveres kl t2 = konst fra en kald kilde til en arbeidsvæske:

q2 = T2 s1 – s4) = T2 Ds (1,4)

og varmen som ble gitt bort kl t1 = konst fra arbeidsvæske til en kald kilde:

q1 = T1 · ( s2 – s3) = T1Der, (1,5)

I omvendt Carnot-syklus: 1-2 - adiabatisk komprimering av arbeidsfluidet, som et resultat som temperaturen på arbeidsfluidet T2 blir høyere enn temperaturen Tvarme våren fjell; 2-3 - fjerning av isotermisk varme q1 fra arbeidsvæsken til den varme kilden; 3-4 - adiabatisk utvidelse av arbeidsvæsken; 4-1 - isoterm varmeforsyning q2 fra en kald kilde til arbeidsvæsken. Gitt forhold (1.4) og (1.5), kan ligning (1.3) for kjølingskoeffisienten til den omvendte Carnot-syklusen representeres som:

Jo høyere verdi på e, desto mer effektiv kjølesyklus og mindre arbeid l pålagt å overføre varme q2 fra en kald kilde til en varm en.

1.2. Kjølesyklus for dampkompresjon

Isotermisk tilførsel og fjerning av varme i en kjøleenhet kan oppnås hvis kjølemediet er en lavkokende væske, hvis kokepunkt er ved atmosfæretrykk t0 £ 0 oC, og ved negative koketemperaturer er koketrykket p0 må være mer enn atmosfærisk for å forhindre luftlekkasjer i fordamperen. lave kompresjonstrykk gjør det mulig å lage lett kompressor og andre elementer i kjøleenheten. Med betydelig latent fordampingsvarme r lave spesifikke volumer er ønskelige v, som gjør det mulig å redusere dimensjonene til kompressoren.

Ammoniakk NH3 (kokepunkt) er et godt kjølemedium. tk \u003d 20 ° C, metningstrykk pk \u003d 8,57 bar og kl t0 \u003d -34 ° C, p0 \u003d 0,98 bar). Den latente fordampningsvarmen er høyere enn for andre kjølemedier, men ulempene er toksisitet og korrosivitet for ikke-jernholdige metaller, derfor brukes ikke ammoniakk i kjøleaggregater. Gode \u200b\u200bkjølemedier er metylklorid (CH3CL) og etan (C2H6); svoveldioksid (SO2) brukes ikke på grunn av den høye toksisiteten.

Freoner, fluorokloroderivater av enkle hydrokarboner (hovedsakelig metan), er mye brukt som kjølemedier. Karakteristiske egenskaper hos froner er deres kjemiske motstand, ikke-toksisitet, mangel på interaksjon med strukturelle materialer når t < 200 оС. В прошлом веке наиболее широкое распространение получил R12, или фреон – 12 (CF2CL2 – дифтордихлорметан), который имеет следующие теплофизические характеристики: молекулярная масса m = 120,92; температура кипения при атмосферном давлении p0 \u003d 1 bar; t0 \u003d -30,3 ° C; kritiske parametere for R12: pcr \u003d 41,32 bar; tcr \u003d 111.8 ° C; vcr \u003d 1,78 × 10-3 m3 / kg; adiabatisk eksponent k = 1,14.

Produksjonen av Freon-12, som et stoff som tømmer ozonlaget, ble forbudt i Russland i 2000, bare bruk av allerede produsert R12 eller utvunnet fra utstyr er tillatt.

2. drift av kjøleenheten IF-56

2.1. kjøleenhet

IF-56-enheten er beregnet for luftkjøling i kjølekammeret 9 (Fig. 2.1).

Vifte "href \u003d" / tekst / kategori / ventilator / "rel \u003d" bokmerke "\u003e vifte; 4 - mottaker; 5 - kondensator;

6 - filtertørker; 7 - gasspådrag; 8 - fordamper; 9 - kjøleskap

Fig. 2.2. Kjølesyklus

I prosessen med å strupe flytende freon i gassen 7 (prosess 4-5 in ph-diagram) den fordamper delvis, men hovedfordampningen av freon skjer i fordamperen 8 på grunn av varmen hentet fra luften i kjøleskapet (isobarisk-isotermisk prosess 5-6 kl. p0 = konst og t0 = konst) Overopphetet damp med temperatur kommer inn i kompressor 1, hvor den komprimeres av trykk p0 til trykk pK (polytropisk, ekte kompresjon 1-2d). I fig. 2.2 viser også teoretisk, adiabatisk kompresjon 1-2A kl s1 = konst..gif "bredde \u003d" 16 "høyde \u003d" 25 "\u003e (prosess 4 * -4). Væske freon flyter inn i mottakeren 5, hvorfra den kommer inn i induktoren 7 gjennom filtertørkeren.

Tekniske detaljer

Fordamperen 8 består av finnede batterier - konvektorer. Batteriene er utstyrt med en induktor 7 med en termostatventil. Luftkjølt kondensator 4, vifteytelse VB \u003d 0,61 m3 / s.

I fig. 2.3 viser den faktiske syklusen for dampkompresjonskjøleenheten, bygget i henhold til resultatene av testene: 1-2a - adiabatisk (teoretisk) dampkompresjonskuldemedium; 1-2d - faktisk komprimering i kompressoren; 2d-3 - isobar dampkjøling til
kondenseringstemperatur tTIL; 3-4 * - isobarisk-isoterm kondensering av kjølemediumdampen i kondensatoren; 4 * -4 - underkjøling av kondensat;
4-5 - struping ( h5 = h4) som et resultat av at det flytende kjølemediet delvis fordamper; 5-6 - isobarisk-isotermisk fordampning i fordamperen i kjølekammeret; 6-1 - isobarisk overoppheting av tørr mettet damp (punkt 6, x\u003d 1) til temperatur t1.

Fig. 2.3. Kjølesyklus inn phdiagram

2.2. driftsegenskaper

Hoved driftsegenskaper kjøleenheter er kjølekapasitet Qstrømforbruk Nkjølemediumforbruk G og spesifikk kjølekapasitet q. Kjølekapasitet bestemmes av formelen, kW:

Q = GQ = G(h1 – h4), (2.1)

hvor G - forbruk av kjølemedium, kg / s; h1 - damp entalpi ved utløpet til fordamperen, kJ / kg; h4 - entalpi av det flytende kjølemediet før gassen, kJ / kg; q = h1 – h4 - spesifikk kjølekapasitet, kJ / kg.

Spesifikk volumet kjølekapasitet, kJ / m3:

qv \u003d q/ v1 = (h1 – h4)/v1. (2.2)

Her v1 - spesifikt volum av damp ved utløpet til fordamperen, m3 / kg.

Kuldemedelsforbruket er funnet med formelen, kg / s:

G = QTIL/( h2D - h4), (2.3)

Q = c’pmVI( tPÅ 2 - tIN 1). (2.4)

Her VB \u003d 0,61 m3 / s - kapasiteten til viften som kjøler kondensatoren; tI 1, tB2 - lufttemperatur ved innløpet og utløpet til kondensatoren, ºС; c’pm - gjennomsnittlig volumetrisk isobarisk varmekapasitet til luft, kJ / (m3 · K):

c’pm = (μ kpm)/(μ v0), (2.5)

hvor (μ v0) \u003d 22,4 m3 / kmol - volumet på en kilo mol luft under normale fysiske forhold; (μ kpm) Er den gjennomsnittlige isobariske molære varmekapasiteten til luft, som bestemmes av den empiriske formelen, kJ / (kmol · K):

(μ kpm) \u003d 29,1 + 5,6 · 10-4 ( tB1 + tPÅ 2). (2.6)

Teoretisk kraft av adiabatisk dampkompresjon av et kjølemedium i prosessen 1-2A, kW:

NA \u003d G/( h2A - h1), (2.7)

Relativ adiabatisk og faktisk kjølekapasitet:

kA \u003d Q/NOG; (2,8)

k = Q/N, (2.9)

som representerer varmen som overføres fra en kald kilde til en varm per enhet teoretisk effekt (adiabatisk) og faktisk (elektrisk kraft til kompressordrevet). Kjølingskoeffisienten har den samme fysiske betydningen og bestemmes av formelen:

ε = ( h1 – h4)/(h2D - h1). (2.10)

3. Kjølingstesting

Etter at du har startet kjøleenheten, må du vente til den stasjonære modus er opprettet ( t1 \u003d const, t2D \u003d const), hvoretter måle alle målingene til enhetene og legg inn i måletabellen 3.1, i henhold til resultatene for å bygge en syklus av kjøleenheten i ph- og tskoordinater ved bruk av dampskjemaet for Freon-12, vist på fig. 2.2. Beregningen av hovedegenskapene til kjøleenheten utføres i tabellen. 3.2. Fordampningstemperatur t0 og kondens tK finner avhengig av trykket p0 og pTil bordet. 3.3. Absolutt trykk p0 og pK bestemmes av formelfeltet:

p0 = B/750 + 0,981p0M, (3.1)

pK \u003d B/750 + 0,981pKM, (3,2)

hvor I – atmosfæretrykk med barometer, mm. Hg. st .; p0M - overskudd av fordampningstrykk i henhold til manometeret, ati; pKM - kondensasjonsovertrykk, måler.

Tabell 3.1

Måleresultater

Tabell 3.2

Beregning av hovedegenskapene til kjøleenheten

Tabell 3.3

Freon-12 Saturation Pressure (CF2 cl2 - difluordiklormetan)

1. Skjema og beskrivelse av kjøleenheten.

2. Tabeller over målinger og beregninger.

3. Fullført oppgave.

Oppgaven

1. Bygg en kjølesyklus i ph-diagram (fig. A.1).

2. Lag et bord. 3.4 bruker ph-diagram.

Tabell 3.4

Opprinnelige data for konstruksjon av en kjøleenhetssyklus its koordinater

2. Bygg en kjølesyklus i ts-diagram (fig. A.2).

3. For å bestemme verdien av kjølekoeffisienten til den omvendte Carnot-syklusen med formelen (1.6) for T1 = TK og T2 = T0 og sammenlign den med kjølingskoeffisienten til den virkelige installasjonen.

LITTERATUR

1. Sharov, Yu. JegSammenligning av sykluser av kjøleenheter ved bruk av alternative kjølemedier / // Energi- og termoteknikk. - Novosibirsk: NSTU. - 2003. - Utgave. 7, - S. 194-198.

2. Kirillin, V.A.Teknisk termodynamikk. - M .: Energy, 1974.- 447 s.

3. Vargaftik, N. B. Håndbok for termofysiske egenskaper ved gasser og væsker. - M .: vitenskap, 1972. - 720 s.

4. Andryushchenko, A.I. Grunnleggende om teknisk termodynamikk av reelle prosesser. - M .: Videregående skole, 1975.

Alle produserte i vårt land er små kjølemaskiner er freon. For å jobbe på andre kjølemedier er de ikke masseprodusert.

Fig. 99 Opplegget med kjølemaskin IF-49M:

1 - kompressor, 2 - kondensator, 3 - termostatventiler, 4 - fordamper, 5 - varmeveksler, 6 - sensitive kassetter, 7 - trykkbrytere, 8 - vannkontrollventil, 9 - avfukter, 10 - filter, 11 - elektrisk motor, 12 - magnetisk bryter.

Små kjølere er basert på freonkondenseringsenhetene som er vurdert ovenfor. Industrien produserer små chillers hovedsakelig med enheter med en kapasitet på 3,5 til 11 kW. Disse inkluderer IF-49 maskiner (fig. 99), IF-56 (fig. 100), KhM1-6 (fig. 101); ХМВ1-6, ХМ1-9 (fig. 102); HMB1-9 (fig. 103); maskiner uten spesielle merker med AKFV-4M-enheter (fig. 104); AKFV-6 (fig. 105).

Fig. 104 Opplegget med kjøleren med enheten AKFV-4M;

1 - KTR-4M kondensator, 2 - TF-20M varmeveksler; 3 - BP-15 vannkontrollventil, 4 - RD-1 trykkbryter, 5 - ФВ-6 kompressor, 6 - elektrisk motor, 7 - ОФФ-10а filtertørker, 8 - IRSN-12,5M fordamper, 9 - ТРВ termostatiske ventiler -2M, 10-sensitive kassetter.

Et betydelig antall biler produseres også med enhetene VS-2.8, FAK-0.7E, FAK-1.1E og FAK-1.5M.

Alle disse maskinene er beregnet på direkte kjøling av stasjonære kjølekamre og forskjellige kommersielle kjøleutstyr fra offentlige cateringfirmaer og dagligvarebutikker.

Som fordamper brukes veggmonterte finnede spiralbatterier IRSN-10 eller IRSN-12.5.

Alle maskiner er helautomatiske og utstyrt med termostatventiler, trykkbrytere og vannreguleringsventiler (hvis maskinen er utstyrt med en vannkjølt kondensator). Den relativt store av disse maskinene - 1М1-6, ХМВ1-6, ХМ1-9 og ХМВ1-9 - gir i tillegg magnetventiler og en temperaturbryter for kamrene, en vanlig magnetventil er installert på ankerplaten foran væskemanifolden, som du kan slå av tilførselen av freon til alle fordamper på en gang, og kammerens magnetventiler - på rørledninger som leverer flytende freon til kjøleenhetene i kamrene. Hvis kamrene er utstyrt med flere kjøleenheter og freon blir levert til dem gjennom to rørledninger (se diagrammer), blir magnetventilen plassert på en av dem, slik at ikke alle kjøleenheter på kameraet, men bare de som det mater, blir slått av av denne ventilen.

Kompressortype:

ikke-flytende stempelkjøling, en-trinns, fyllingsboks, vertikal.

Beregnet for arbeid i stasjonære og transporterende kjøleenheter.

Tekniske spesifikasjoner , ,

Kompressor spesifikasjoner og beskrivelse ...

Boring - 67,5 mm
Stempelstreken er 50 mm.
Antall sylindre er 2.
Den nominelle akselhastigheten er 24s-1 (1440 o / min).
Kompressoren får arbeide med akselhastighet på s-1 (1650 o / min).
Det beskrevne stempelvolumet, m3 / h - 32,8 (ved n \u003d 24 s-1). 37,5 (med n \u003d 27,5 s-1).
Type stasjon - gjennom et kilerem eller kobling.

Kuldemedier:

R12 - GOST 19212-87

R22- GOST 8502-88

R142- TU 6-02-588-80

Kompressorer tilhører reparerte produkter, og krever periodisk vedlikehold:

Vedlikehold etter 500 timer; 2000 timer, med oljeskift og rengjøring av gassfilter;
- vedlikehold etter 3750 h:
- vedlikehold etter 7600 timer;
- middels, reparasjon etter 22500 timer;
- overhaling etter 45000 timer

I prosessen med å produsere kompressorer forbedres designen av komponenter og deler kontinuerlig. I den medfølgende kompressoren kan individuelle deler og sammenstillinger derfor avvike fra de som er beskrevet i passet.

Prinsippet for drift av kompressoren er som følger:

når veivakselen roterer, returneres stemplene
translasjonsbevegelse. Når stempelet beveger seg ned i rommet som dannes av sylinderen og ventilplaten, dannes et vakuum, platene på sugeventilen bøyes, åpner hull i ventilplaten, gjennom hvilken kjølemediumdamp passerer inn i sylinderen. Fylling med kjølemediumdamp vil skje til stemplet når sin nedre stilling. Når stempelet beveger seg opp, lukkes sugeventilene. Trykket i sylindrene vil øke. Så snart trykket i sylinderen blir større enn trykket i utløpsledningen, vil utløpsventilene åpne hullene i ‘Ventilplaten’ for passering av kjølemediumdamp inn i utløpsrommet. Etter å ha nådd den øvre posisjonen, vil stemplet begynne å senke seg, trykkventilene vil stenge og det vil igjen være et vakuum i sylinderen. Så gjentar syklusen seg. Kompressorens veivhus (fig. 1) er et støpejernsstøping, som har støtter for veivaksellager fra endene. En grafittoljetetning er plassert på den ene siden av veivhusdekselet, og på den andre siden blir veivhuset lukket av et deksel der en cracker befinner seg, som fungerer som stopp for veivakselen. Vevhuset har to plugger, hvorav den ene tjener til å fylle kompressoren med olje, og den andre for å tømme oljen. På sideveggen i veivhuset er det et sikteglass designet for å overvåke oljenivået i kompressoren. Flensen i den øvre delen av veivhuset er designet for å feste sylinderblokken til den. Sylinderblokken kombinerer to sylindere i ett støpejern med to flenser: den øvre for å feste ventiltavlen med blokkeringsdekselet og den nedre for å feste seg i veivhuset. For å beskytte kompressoren og systemet mot tilstopping, er et filter installert i sugehulen på enheten. For å sikre retur av olje som samler seg i sugehulen, er det en plugg med en åpning som forbinder blokkerens sugehull med veivhuset. Koblingsstangen og stempelgruppen består av et stempel, koblingsstang, finger. tetnings- og oljeskraperinger. Ventiltavlen er installert i den øvre delen av kompressoren mellom sylinderblokkene og sylinderdekselet, består av en ventilplate, plater på suge- og tømmeventiler, seter på sugeventilene, fjærer, gjennomføringer, føringer av utløpsventilene. Ventilplaten har avtakbare seter for sugeventilene i form av rød-varme plater av stål med to avlange spalter i hver. Sporene lukkes av stålfjærplater som er plassert i sporene til ventilplaten. Sadler og plate er festet med pinner. Utløpsventilplatene er stål, runde, plassert i ringens ringformede utsparinger, som er ventilseter. For å forhindre sideforskyvning er platene under drift sentrert av stemplede føringer, hvis ben ligger an mot bunnen av ventilplatens ringformede spor. På toppen av platen presses de mot ventilplaten med fjærer, ved bruk av en felles stripe som er boltet til platen med bolter på gjennomføringer. 4 fingre er festet i stangen, som det er plassert gjennomføringer på som begrenser stigningen av utløpsventilene. Bussene presses mot føringsventilene ved hjelp av bufferfjærer. Under normale forhold fungerer ikke bufferfjærene; De tjener til å beskytte ventiler mot skader under hydrauliske støt i tilfelle flytende kuldemedium eller overflødig olje kommer inn i sylindrene. Ventiltavlen er delt av sylinderdekslets indre ledning i suge- og utløpshulrommene. I den øverste, ekstreme stillingen av stempelet mellom ventilplaten og stempelbunnen er det et gap på 0,2 ... 0,17 mm, kalt lineært dødt rom, forsegler kjertelen den utgående drivenden av veivakselen. Type kjertel - selvjusterende grafitt. Avstengningsventiler - sug og utladning, brukes til å koble kompressoren til kjølemediet. En vinklet eller rett tilkobling, så vel som en tilbehør eller tee for tilkobling av innretninger, er festet til kroppen på avstengningsventilen. Når spindelen roterer med klokken, i ekstrem stilling, lukker spolen hovedpassasjen gjennom ventilen inn i systemet og åpner passasjen for beslaget. Når spindelen roterer mot klokken, i ekstrem stilling blokkerer den kjeglen, passasjen til beslaget og åpner hovedpassasjen gjennom ventilen inn i systemet og blokkerer passasjen til tee. I mellomstillinger åpnes passasjen både for systemet og tee. Smøring av de bevegelige delene av kompressoren utføres ved sprøyting. Smøring av koblingsakselens koblingsstang skjer gjennom borede skråstilte kanaler i den øvre delen av den nedre forbindelsesstangen på forbindelsesstangen. Det øverste hodet på forbindelsesstangen er smurt med olje, drenerer fra innsiden av bunnen, stempelet og faller ned i det borede hullet på det øverste hodet på forbindelsesstangen. For å redusere forankring av olje fra veivhuset brukes en avtakbar ringolje på stempelet, som slipper ut en del av oljen fra sylinderveggene tilbake til veivhuset.

Mengde påfyllingsolje: 1,7 + - 0,1 kg.

Kald ytelse og effektiv kraft, se tabellen:

Merknader: 1. Dataene er gitt i modus: Kokepunkt - minus 15 ° С; kondenseringstemperatur - 30 ° С; sugetemperatur - 20 ° C; væsketemperatur før gassanordningen 30 ° С - for freon R12, R22; kokepunkt - 5 ° C; kondenseringstemperatur - 60 C; sugetemperatur - 20 ° С: væsketemperatur foran gassanordningen - 60 ° С - for freon 142;

Avviket fra nominelle verdier for kjølekapasitet og effektiv kraft er tillatt innen ± 7%.

Forskjellen mellom utløps- og sugetrykket skal ikke overstige 1,7 MPa (17 kgf / s * 1), og forholdet mellom utløpstrykket og sugetrykket skal ikke overstige 1,2.

Utslippstemperaturen må ikke overstige 160 ° C for R22 og 140 ° C for R12 og R142.

Estimert trykk 1,80 MPa (1,8 kgf.cm2)

Kompressorer må opprettholde tetthet når de testes med et overtrykk på 1,80 MPa (1,8 kgf.cm2).

Når du bruker R22, R12 og R142, må sugetemperaturen være:

tвс \u003d t0 + (15 ... 20 ° С) ved t0 ≥ 0 ° С;

tV-er \u003d 20 ° С ved -20 ° С< t0 < 0°С;

tвс \u003d t0 + (35 ... 40 ° С) ved t0< -20°С;

IF-56-enheten er beregnet for luftkjøling i kjølekammeret 9 (Fig. 2.1). Hovedelementene er: freon stempelkompressor 1, luftkjølt kondensator 4, induktor 7, fordampningsbatterier 8, filtertørker 6 fylt med tørkemiddel-silisiumdioksydgel, mottaker 5 for kondensatinnsamling, vifte 3 og elektrisk motor 2.

Fig. 2.1. Opplegget til kjøleenheten IF-56:

Tekniske detaljer

Fordamperen 8 består av to ribbestilte batterier - konvektorer. batteriene er utstyrt med en choke 7 med en termostatventil. Luftkjølt kondensator 4, vifteytelse

VB \u003d 0,61 m3 / s.

I fig. 2.2 og 2.3 viser den faktiske syklusen for dampkompresjonskjøleenheten, bygget i henhold til resultatene av testene: 1 - 2a - adiabatisk (teoretisk) dampkompresjon av kjølemediet; 1 - 2d - faktisk komprimering i kompressoren; 2d - 3 - isobarisk dampkjøling til

kondenseringstemperatur tk; 3 - 4 * - isobarisk-isoterm kondensering av kjølemediumdamp i en kondensator; 4 * - 4 - underkjøling av kondensat;

4 - 5 - struping (h5 \u003d h4), som et resultat av at det flytende kjølemediet delvis fordamper; 5 - 6 - isobarisk-isotermisk fordampning i fordamperen i kjølekammeret; 6 - 1 - isobarisk overoppheting av tørr mettet damp (punkt 6, x \u003d 1) til en temperatur t1.

Kjøleenhet

IF-56-enheten er beregnet for luftkjøling i kjølekammeret 9 (Fig. 2.1).

Fig. 2.1. IF-56 kjøleenhet

1 - kompressor; 2 - elektrisk motor; 3 - vifte; 4 - mottaker; 5 - kondensator;

6 - filtertørker; 7 - gasspådrag; 8 - fordamper; 9 - kjøleskap

Fig. 2.2. Kjølesyklus

I prosessen med å strupe flytende freon i gassen 7 (prosess 4-5 in ph-diagram) den fordamper delvis, men hovedfordampningen av freon skjer i fordamperen 8 på grunn av varmen hentet fra luften i kjøleskapet (isobarisk-isotermisk prosess 5-6 kl. p 0 = konst og t 0 = konst) Overopphetet damp med temperatur kommer inn i kompressor 1, hvor den komprimeres av trykk p 0 til trykk p K (polytropisk, ekte kompresjon 1-2d). I fig. 2.2 viser også teoretisk adiabatisk komprimering av 1-2 A kl s 1 = konst. I en kondensator blir 4 par freon avkjølt til en kondensasjonstemperatur (prosess 2d-3), deretter kondenserer de (isobarisk-isotermisk prosess 3-4 * ved p K \u003d konst og t K \u003d konst. I dette tilfellet avkjøles den flytende freon til en temperatur (prosess 4 * -4). Den flytende freon flyter inn i mottakeren 5, hvorfra den passerer gjennom filtertørkeren 6 til induktoren 7.

Tekniske detaljer

Fordamperen 8 består av finnede batterier - konvektorer. Batteriene er utstyrt med en induktor 7 med en termostatventil. Luftkjølt kondensator 4, vifteytelse V B \u003d 0,61 m 3 / s.

I fig. 2.3 viser den faktiske syklusen for dampkompresjonskjøleenheten, bygget i henhold til resultatene av testene: 1-2a - adiabatisk (teoretisk) dampkompresjonskuldemedium; 1-2d - faktisk komprimering i kompressoren; 2d-3 - isobar dampkjøling til
kondenseringstemperatur t TIL; 3-4 * - isobarisk-isoterm kondensering av kjølemediumdampen i kondensatoren; 4 * -4 - underkjøling av kondensat;
4-5 - struping ( h 5 = h 4) som et resultat av at det flytende kjølemediet delvis fordamper; 5-6 - isobarisk-isotermisk fordampning i fordamperen i kjølekammeret; 6-1 - isobarisk overoppheting av tørr mettet damp (punkt 6, x\u003d 1) til temperatur t 1 .

Fig. 2.3. Kjølesyklus inn phdiagram

Ytelsesegenskaper

De viktigste driftsegenskapene til kjøleenheten er kjølekapasitet Qstrømforbruk Nkjølemediumforbruk G og spesifikk kjølekapasitet q. Kjølekapasitet bestemmes av formelen, kW:

Q \u003d Gq \u003d G(h 1 – h 4), (2.1)

hvor G - forbruk av kjølemedium, kg / s; h 1 - damp entalpi ved utløpet til fordamperen, kJ / kg; h 4 - entalpi av det flytende kjølemediet før gassen, kJ / kg; q = h 1 – h 4 - spesifikk kjølekapasitet, kJ / kg.

Spesifikk volumet kjølekapasitet, kJ / m 3:

q v \u003d q / v 1 = (h 1 – h 4)/v 1 . (2.2)

Her v 1 - spesifikt volum av damp ved utløpet til fordamperen, m 3 / kg

Kuldemedelsforbruket er funnet med formelen, kg / s:

G = Q K / ( h 2D - h 4), (2.3)

Q = c’ pm V IN ( t PÅ 2 - t IN 1). (2.4)

Her V B \u003d 0,61 m 3 / s - kapasiteten til viften som kjøler kondensatoren; t I 1, t B2 - lufttemperatur ved innløpet og utløpet til kondensatoren, ºС; c’ pm - gjennomsnittlig volumetrisk isobarisk varmekapasitet til luft, kJ / (m 3 · K):

c’ pm = (μ kl)/(μ v 0), (2.5)

hvor (μ v 0) \u003d 22,4 m 3 / kmol - volumet på en kilo mol luft under normale fysiske forhold; (μ kl) Er den gjennomsnittlige isobariske molære varmekapasiteten til luft, som bestemmes av den empiriske formelen, kJ / (kmol · K):

(μ kl) \u003d 29,1 + 5,6 · 10 -4 ( t B1 + t PÅ 2). (2.6)

Teoretisk kraft av adiabatisk dampkompresjon av et kjølemedium i prosessen med 1-2 A, kW:

N A \u003d G/( h 2A - h 1), (2.7)

Relativ adiabatisk og faktisk kjølekapasitet:

k A \u003d Q/N OG; (2,8)

k = Q/N, (2.9)

som representerer varmen som overføres fra en kald kilde til en varm per enhet teoretisk effekt (adiabatisk) og faktisk (elektrisk kraft til kompressordrevet). Kjølingskoeffisienten har den samme fysiske betydningen og bestemmes av formelen.