Схема парокомпрессионного холодильника и принцип его работы

Применение хладагента R600А позволяет существенно сократить износ компрессора. Менее вязкий, не вспенивающий смазку, он гарантирует невозможность возникновения тромба как в испарителе, так и в системе охладителя.

Характеристики и назначение:

R600a - изобутан. Имеет значительные экологические преимущества по сравнению с R12 и R134а.

Практические рекомендации

Изобутан горюч, легко воспламенятся и взрывоопасен, но только при взаимодействии с воздухом при объемной доле хладагента 1,3-8,5%. Нижняя граница взрывоопасное (1,3%) соответствует 31 г R600a на 1 м3 воздуха; верхняя граница (8,5%) - 205 г R600a на 1 м3 воздуха. Температура возгорания -460°С.

Использование

Холодильные агрегаты с R600a характеризуются меньшим уровнем шума из-за низкого давления в рабочем контуре хладагента.

Так как в холодильных агрегатах R600a используется в минимальных количествах, то его не требуется утилизировать, оставшийся хладагент остается растворенным в масле.

Хладагент R600a не наносит вреда окружающей среде.

Использование изобутана в существующем холодильном оборудовании связано с необходимостью замены компрессоров на компрессоры большей производительности, т.к. по удельной объемной холодопроизводительности R600a значительно проигрывает хладагенту R12 (практически в два раза). Благодаря высоким энергетическим свойствам R600a, количество хладагента, заправляемое в холодильный агрегат, сокращается по сравнению с R12 примерно на 60 %. Вместе с нормой заправки сокращаются и заправочные допуски, вследствие чего холодильный агрегат следует заправлять R600a особенно тщательно.

Упаковка

Баллоны по 6,0 кг, 0,420 кг.

Рекомендуемые масла

Минеральные:

ХФ12-16, Mobil Gargoyle Arctic Oil 155 и 300, Suniso 3GS и 4GS.

Физические свойства

Идеальный парокомпрессионный цикл с фреоном R600А изображен на рис. 7.

Рисунок 7. Идеальный парокомпрессионный цикл с фреоном R600А

В отличие от циклов на T-s и p-υ диаграммах (рис. 5) идеальный парокомпрессионный цикл, состоит из четырех прямолинейных участков и только одного криволинейного (участок 2-3).

расчет КПД обратимого цикла в заданных условиях.

Термодинамика процесса определяется первым началом термодинамики:

,                                                           (1)

где Q_i – количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя и холодильника, находящихся при температурах T₁ и T₂ соответственно; L – работа, затраченная на совершение процесса.

Рис. 8 иллюстрирует следующую ситуацию. Температура T возрастает от нижней части рисунка к верхней. Устройство M отбирает количество теплоты Q₂ у тела с температурой T₂. Для этого затрачивается работа L. Количество теплоты Q₁ устройство M отдает телу с температурой T₁.

Для характеристики эффективности цикла холодильной установки применяется так называемый холодильный коэффициент ε_хол,  рассчитываемый следующим образом:

                                                                (2)

характеризует эффективность работы теплового насоса.

Второй закон термодинамики утверждает, теплота не может самопроизвольно переходить от более холодного тела к более горячему. Для обратимых процессов второй закон может быть записан в форме:

                                                                  (3)

С учетом (1) и (3)

                                                       (4)

Выражение (5) дает возможность рассчитать минимальную работу для совершения холодильного цикла. Минимальная работа будет затрачена только в том случае, когда цикл обратимый. В любом другом случае затраченная работа будет больше. Второе начало термодинамики не ограничивает максимальную величину этой работы. Она зависит от степени необратимости процессов и их эффективности.

Из (2), и (4) холодильный и отопительный коэффициенты для тепловых машин, работающих по обратимым циклам, зависят только от температур Т₁ и Т₂ и находятся, как:

,                                                         (5)

При увеличении разницы температур Т₁ – Т₂ холодильный и отопительный коэффициенты уменьшаются.

Свойства обратимых циклов не зависят от свойств веществ, которые используются в рабочих телах. Тем не менее, характеристики и эффективность реальных машин в большой степени определяется именно характеристиками используемых веществ.

Допустим, что Т_н равна +70^о С^о, а Т_х равна +5^о С^о, тогда холодильный