Ответы на экзаменационные вопросы № 1-31 по дисциплине "Кондиционирование воздуха и холодоснабжение" (Основные методы получения низких температур в технике и научных исследованиях. Особенности конструкции изоляции в системах холодоснабжения), страница 5

В расширителе 3 происходит снижение давления холодильного агента и понижение его температуры. Расширение может совершаться за счет передачи работы внешнему источнику (детандерное расширение) и за счет затрат внутренней энергии самого хладоагента. В этом случае расширение осуществляется в дросселирующих устройствах. В качестве последних наиболее часто применяются регулирующие вентили и система капилляров. В теплообменном аппарате 4 холодильный агент (после снижения давления и температуры в расширителе 3)забирает теплоту от охлаждаемой среды и опять поступает в компрессор. Цикл изменения давления и температуры рабочего тела после этого повторяется.

Циркуляция холодильного агента осуществляется по замкнутому контуру, что предопределяет экономическую эффективность холодильных машин этого типа. Однажды заправленный рабочим телом герметичный контур длительное время может выполнять свои функции. При применении дорогостоящих рабочих тел (хладоагентов) эта особенность парокомпрессорных холодильных машин оказывает существенное влияние на их экономические показатели.

В описанном выше холодильном цикле осуществляется перенос теплоты от охлаждаемой в теплообменнике 4 среды с низкой температурой к охлаждающей среде теплообменника 5,которая имеет более высокую температуру. Холодильная машина не производит холод. Она лишь переносит теплоту от тела с низкой температурой к телу с более высокой температурой, т.е. против естественного хода процессов переноса теплоты. При этом на перенос теплоты затрачивается работа. В описанной выше машине это работа компрессора. Холодопроизводительность машины равна количеству теплоты, которое передается холодильному агенту при отводе ее от охлаждаемой в теплообменнике4 среды. Для описанной выше машины это количество теплоты можно рассчитать по зависимости

Q=Lρc(T_l-Т₂₎         (2.1)

где L— расход циркулирующего в цикле холодильного агента, м³/с, с   

ρ, и c -  объемная масса и теплоемкость холодильного агента, соответственно кг/м³ и Дж/кг-К;T_l-Т₂— температура холодильного агента на выходе и входе в теплообменник

 9. Холодильный цикл идеальной паркомпрессорной холодильной машины

Рассмотрим режим работы компрессорной холодильной машины, в котором холодильный цикл осуществляется с фазовыми переходами холодильного агента, а все компоненты холодильного цикла являются идеальными.

Холодильный цикл является обратным паротурбинному циклу (прямому циклу) и называется в термодинамике обратным циклом Карно. По нижней его ветви (процесс 4-1) от охлаждаемого тела к холодильному агенту отводится теплота, количество которой можно найти по зависимости

q_и=T(s₁-s₄)

Параметр q_и позволяет вычислить и удельную холодопроизводительность холодильного агента q_v=q_и/v(кДж/м³), являющуюся важнейшим термодинамическим параметром рабочих тел. Здесь v -  удельный объем холодильного агента, м³/кг.

В точке 4 холодильный агент находится в парожидкостном состоянии и, воспринимая теплоту от охлаждаемой среды, кипит. Процесс кипения заканчивается в точке 1, где содержание паровой фазы выше, чем в точке 4.Парожидкостная смесь с высоким содержанием паровой фазы поступает в компрессор. Процесс 1-2 — сжатие холодильного агента. Сжатие осуществляется по изоэнтропе (s =const) и заканчивается на правой пограничной кривой (х=1). В точке 2 холодильный агент находится в состоянии насыщенного пара. По верхней ветви обратного цикла Карно (процесс 2-3) от холодильного агента отводится теплота к охлаждающей среде. Холодильный агент конденсируется. Процесс конденсации заканчивается на левой пограничной кривой (х=0), где холодильный агент находится в жидком состоянии.

Расширение холодильного агента в идеальном цикле осуществляется по изоэнтропе(процесс 3—4). В этом процессе появляются пары вторичного вскипания, в конце процесса расширения холодильный агент находится в парожидкостном состоянии с малым содержанием паровой фазы.