Парокомпрессион. Холод. Маш. ( хм) как осн. Холод. Маш. Пищ. Производств

Подавляющее большинство действующих ХМ — арокомпрессионные, к-рые в зависим.от типа используемого компрессора подразд.на поршневые, центробежные, винтовые и ротационные. Для обеспеч.требуемых t кип и конденсации рабоч.тела используют одноступенчатые, многоступенчатые и каскадные компрессион.паров. ХМ. Для реализации цикла в комплект компрессион.паров. ХМ входят компрессор, конденсатор, испаритель, теплообменник, приборы автоматики, пускозащитная электроаппаратура, монтажные трубопроводы и др.элементы. Наиболее широко распространены компрессион.паров. ХМ с поршневыми компрессорами, обладающие наиболее высокими по сравнению с машинами др.типов энергетическими коэффициентами, способностью работать при более высоком отношении давлений конденсации и кип.. Однако они менее надежны, чем машины с центробежными и винтовыми компрессорами. Это машины средней холодопроизводительности. Их исп.в рассольных системах охлаждения, но можно примен. и в системе охлаждения, как и машины малой холодопроизводительности.

ХМ с центробежными компрессорами имеют низкую энергетич.эффективность при небольшой производительности (менее 700 кВт), поэтому исп.при повышенной холодопроизводительности.

ХМ с винтовыми маслозаполненными компрессорами высоконадежны, имеют удовлетворительные энергетич. показатели при производ-ти, превосходящей верхний предел эффект-ти ХМ с поршневыми компрессорами. Несмотря на осн. недостаток — наличие металлоемкой масляной с-мы, ХМ с винтовыми компрессорами получили большое распространение.

ХМ с ротационными пластинчатыми компрессорами отлич.простотой устр-ва, изготовления и эксплуатации, большей уравновешенностью, чем поршневые, т.к. в них нет деталей, совершающих возвратно-поступат. движение, нечувствительностью компрессора к гидравлическим ударам. Однако они имеют недостатки:

значит.потери на трение, повышенный шум. При холодопроизводительности от нескольких сот ватт до нескол. киловатт сравнимы с показателями ХМ с поршневыми компрессорами.

 

17.Холодильные агенты и хладоносителиХолодильные агенты. Термодинамический процесс или цикл совершается с помощью холодильного агента (рабочего тела).При нормативном атмосферном давлении 0,1 МПа холодильный агент должен иметь достаточно низкую температуру кипения, чтобы при работе холодильной машины не было разрежения в испарителе. Например, для аммиака NH3 температура кипения при давлении 0,1 МПа составляет 33,4°С.Основными холодильными агентами являются вода, аммиак, хладоны и воздух.Воду применяют главным образом в установках кондиционирования воздуха, где обычно температура теплоносителя tH > 0 0С. В качестве холодильного агента воду используют в установках абсорбционного и эжекторного типов.Аммиак имеет малый удельный объем при температуре кипения -70 °С, большую теплоту парообразования, слабую растворимость в масле и другие преимущества. Его применяют в поршневых компрессионных и абсорбционных установках. К недостаткам аммиака следует отнести ядовитость, горючесть, взрывоопасность при концентрациях в воздухе 16 — 26,8 %.Хладоны (фреоны) химически инертны, мало- или невзрывоопасны. Хладоны — галоидопроизводные предельных углеводородов, получаемые путем замены атомов водорода в насыщенном углеводороде СnН2n + 2 атомами фтора, хлора, брома (СnНx, Fy, С1z, Вгu). Число молекул отдельных составляющих, входящих в химические соединенияхладонов, связаны зависимостью х + у + z+ u = 2n + 2. Любой холодильный агент обозначается символами RN, где R — символ, указывающий на вид холодильного агента, N — номер хладона или присвоенный номер для других холодильных агентов.Для хладонов номер расшифровывается следующим образом. Первая цифра в двузначном номере или первые две цифры в трехзначном обозначают насыщенный углеводород СnН2n + 2, на базе которого получен хладон: 1 — СН4 (метан); 11 — С2Н6 (этан); 21 — С3Н8 (пропан); 31 — С4Н10 (бутан). Справа указывают число атомов фтора в хладоне:CFC13 — R11, CF2C12 — R12, C3F4C14 — R214, СС14 — R10. При наличии в хладоне незамещенных атомов водорода их число добавляют к числу десятков номера: CHFC12 — R21, CHF2C1 — R22. Если в состав хладона входят атомы брома, после основного номера пишут букву В, а за ней число атомов брома: CF2Br2 — R12B2.В качестве рабочих тел могут использоваться азеотропные смеси, составляемые из двух холодильных агентов. Например, азеотропную смесь, состоящую из 48,8 % R22 по массе и 51,2 % R115 (C2F5Cl), называют хладоном R502, его температура кипения при давлении 0,1 МПа -45,6 0С.В обозначениях смесей холодильных агентов указывают названия составляющих и их массовые доли. Хладон R502 можно обозначить R22/R115 (48,8/51,2). Цифрами, начиная с 500, условно обозначают азеотропные смеси, процентный состав которых в процессе кипения и конденсации практически не изменяется.Холодильным агентам неорганического происхождения (аммиак, вода) присваивают номера, равные их молекулярной массе, увеличенной на 700. Так, аммиак и воду обозначают соответственно R717 и R718.

 

Требования к хладоагентам.

Рабочее тело холодильной машины — холодильный агент (хладагент) — по существу определяет энергетические, технико-экономи-ческие и эксплуатационные показатели, а также конструктивные осо-бенности машины определенного типа. Теплофизические свойствахладагента, (молекулярная масса, плотность, вязкость, газовая по-стоянная), критические параметры, теплота парообразования, теп-лоемкость жидкости и насыщенного пара, тепло- и температуропро-водностьвзаимоувязываюткомплексвопросов,обеспечивающихработоспособность и эффективность машины. Физико-химическиесвойства, термохимическая стабильность и взаимодействие с водой,неконденсирующимися газами, смазочными маслами и конструкци-онными материалами определяют особенности конструкции и эксп-луатации отдельных элементов и машины в целом. Наконец, выбори применение хладагента невозможны без учета его физиологичес-ких и экологических свойств, а также стоимости. Идеальный хладагент должен обеспечить максимальную xлодопро-изводительность и эффективность холодильного цикла при соблюде-нии необходимых требований. Он должен быть химически стабильнымво всем рабочем диапазоне температур, доступным и недорогим, иметьвысокую критическую температуру и низкую температуру замерзания,быть химически инертным по отношению к конструкционным матери-алам и маслам, невоспламеняемым, малотоксичным. Хладагенты паро-вых компрессорных машин для реализации высокой эффективностицикла должны обеспечивать заданные температуры кипения и конден-сации, невысоким уровнем отношения давлений (малой величиной дав-ления конденсации и давлением парообразования, близким к атмосфер-ному), высоким значением отношения теплоты парообразования к теп-лоемкости жидкости. Оптимальные конструктивные и энергетическиерешения по компрессору и теплообменным аппаратам могут быть реа-лизованы при невысоком уровне газовой постоянной, показателя адиа-баты и динамической вязкости хладагента, а также при таком сочета-нии его теплофизических свойств, которые позволяют обеспечить вы-сокие значения коэффициентов теплоотдачи.

Большинство хладагентов при атмосферном давлении и температуреокружающей среды находятся в парообразном состоянии. Для сжижения пара необходимо подвергнуть его сжатию и охлаждению в компрессорно-конденсаторном агрегате холодильной системы. В холодильной машине агент находится в виде жидкости или пара (газа). Слова «газ» и «пар» обычно взаимозаменяемы. Но если быть технически точным, необходимо пояснить, что газ, имеющий температуру, близкую к темперауре конденсации, называется паром. Все вещества имеют жидкую и паровую фазы. Некоторые вещества характеризуются высокой температурой кипения, т.е. существуют в виде пара только при нагревании до высокой температуры или при вакууме. Вещества, имеющие низкую температуру кипения, находятся в парообразном состоянии при комнатной температуре и атмосферном давлении. Многие распространенные хладагены, например группа фреонов, относятся к этой категории.При нахождении в открытом сосуде жидкий хладаген_