Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекциии ч.2.doc
Скачиваний:
1836
Добавлен:
30.03.2015
Размер:
15.62 Mб
Скачать

Хладоносители

Транспорт холода в системе хладоснабжения промышленного предприятия осуществляется с помощью хладоносителей. В качестве хладоносителей используются жидкости, температура затвердевания которых ниже температуры потребителя холода. Обычно это водные растворы (рассолы) солей CaCl2 и NaCl.

Для снижения потерь напора в системах хладоснабжения хладоноситель должен обладать малой вязкостью, а кроме того иметь небольшую коррозийную активность по отношению к черным и цветным металлам, низкую токсичность и не быть взрывоопасным. Температура замерзания tf водных растворов солей CaCl2 и NaCl и некоторые их физические свойства могут быть найдены из таблицы и графических зависимостей.

Воздушная компрессионная холодильная установка

Применение воздуха в качестве хладоагента желательно вследствие его большой доступности и абсолютной безвредности для человека.

Работа системы производства холода, где в качестве хладоагента используется воздух (рис) состоит в следующем. Воздух от производственных объектов хладопотребления 1 засасывается воздушным компрессором 5, затем подвергается сжатию, в результате чего его температура и давление повышается. Из компрессора сжатый воздух поступает в охладитель 4, где он охлаждается проточной водой, поступающей из системы производственного водоснабжения, при p=const и приобретает температуру охлаждающей воды.

Из охладителя хладоагент направляется в расширитель 3 (детандер), где его давление снижается (к примеру, до атмосферного). При расширении воздух совершает работу, в результате чего температура снижается. После расширителя воздух направляется в систему распределения холода 2 и оттуда к потребителям 1.

В TS –координатах компрессорный цикл представлен на рис. Площадь фигуры 6-4-1-5 соответствует количеству теплоты qo, воспринятого системой от промышленного охлаждаемого объекта, а фигуры 6-3-2-5 – кол-во теплоты qк, переданной охлаждающей воде. Площадь фигуры 1-2-3-4- выражает затраты энергии на осуществление цикла и эквивалентна механической работе сжатия хладоагента (воздуха).

Холодильный коэффициент

(1)

Можно записать, что

Пологая Cp=const и подставляя значения Cp в формулу (1), запишем

Полученное выражение преобразуем в виду:

(2)

Из адиабат 1-2 и 3-4 имеем (рис. 1)

Но P2 = P3=const и P1=P4=const, следовательно,

Выполняя подстановку полученных соотношений в формулу (2), окончательно запишем

(3)

Сравнивая холодильный коэффициент с(холодильный коэффициент машины, работающей по обратному циклу Карно), видим, что в холодильной установке определяющими параметрами являются температура воды в системе технического водоснабжения и температура хладоагента в системе распределения холода. Поэтому сравнение будет выполняться для интервала температурT3 …..T1. Для этих пределов температур холодильный коэффициент в цикле Карно

(4)

Сравнивая выражения (4) и (3), видим, что >.

Холодильный коэффициент действительного цикла воздушной холодильной машины можно выразить как функцию отношения P2/P1 конечного P2 и начального P1 давлений в компрессоре. Из адиабаты сжатия 1-2 имеем

(5)

Подставляя выражение (5) в формулу (3), получаем

Сравнительные расчеты выявляют отрицательные стороны воздуха как хладоагента при использовании его в поршневых машинах. Основной его недостаток – низкая производительность, что влечет за собой его большие расходы и, в конечном итоге, повышенные конечные затраты при сооружении системы производства и распределения холода. В настоящее время при использовании в качестве хладоагента воздуха (разделение воздуха в цикле Капицы) применяют не поршневые компрессоры, а турбокомпрессоры, которые при достаточной компактности обладают высокой производительностью.