Тема 1.2. Холодильные агенты и хладоносители.

Литература: Л-1, c. 20-38, приложения 1-7;Л—3,с.19-31, приложения 1—11.

Методические указания.

В качестве рабочих тел в холодильных машинах применяют жидкости, имеющие низкую температуру кипения при атмосферном давлении и называемые хладагентами. Следует изучить термодинамические, физико-химические, физиологические и экономические требования к хладагентам, которые определяют их выбор для холодильной машины в зависимости от назначения последних. Для крупных стационарных установок применяют R 717 как наиболее дешевый, имеющий хорошие термодинамические и удобные физико-химические свойства (растворимость в воде, нерастворимость в масле, нейтральность ко многим материалам, резкий запах, позволяющий сразу ощутить утечку). Для установок, где требуется особая безопасность, предпочитают фреоны.

Необходимо обратить внимание на влияние фреонов на атмосферу земли и променять озонобезопасные холодильные агенты.

Некоторые установки работают с применением промежуточных хладоносителей. Наиболее распространенными хладоносителями при температурах выше 0°С является вода, а при температурах ниже 0°С - растворы солей хлорида натрия и хлорида кальция - рассолы. Концентрация рассолов выбирается по температуре замерзания, которая принимается на 5-8^оС ниже температуры кипения хладагента.

Универсальным хладоносителем является воздух. Параметры состояния воздуха определяют по диаграмме d-i для влажного воздуха.

Вопросы для самоконтроля.

1. Какими основными требованиями руководствуются при выборе хладагентов?

2. Какие преимущества и недостатки имеет R 717 по сравнению с хладагентами R 22 и R 134а?

3. Что такое азеотропная смесь?

4. Каковы концентрация, плотность и теплоемкость рассола хлорида натрия, если ее рабочая температура - минус 10°С, а температура замерзания минус 20°С?

5. Выбрать соль и определить ее количество в кг для разведения 3 м³ рассола, если, температура кипения хладагента минус 15°С.

6. В каких случаях целесообразно применять воздух в качестве хладоносителя?

7. Что называется относительной влажностью влажного воздуха?

8. Как определить по диаграмме d-i температуру мокрого термометра t м.т. и температуру точки росы t_р?

Тема 1.3. Холодильные циклы одноступенчатого сжатия.

Практические занятия 2,3.

Построение циклов и определение параметров точек циклов одноступенчатых холодильных машин по диаграмме S-Т и таблицам холодильных агентов R 717, R 22, R 134а, R 404.

Расчет теоретических циклов паровых холодильных машин для аммиака и хладонов.

Цель: приобретение навыков работы с тепловыми диаграммами и таблицами для хладагентов; освоение методики построения циклов паровых холодильных машин и определение параметров характерных точек, необходимых для расчета цикла.

Литература: (1) с.38-49 (2) с. 29-39 (3) с. 35 - 67

Методические указания.

Для осуществления обратного цикла необходимо иметь четыре обязательных элемента, составляющих идеальную холодильную машину: компрессор, конденсатор, расширительный цилиндр (детандер), испаритель. Работа действительной компрессорной холодильной машины отличается от идеальной заменой расширительного цилиндра регулирующим вентилем, работой компрессора в области перегретого пара. Необходимо разобраться в сущности этих изменений, научиться правильно строить циклы в термодинамических диаграммах, определять параметры узловых точек с помощью таблиц и диаграмм. Для построения цикла холодильной машины, работающей на R 717, в тепловой диаграмме задаются температуры кипения t_c, конденсации t_к, переохлаждения t_n. Необходимо иметь в виду, что с прекращением выпуска водных переохладителей для аммиачных установок в цикле может отсутствовать процесс охлаждения жидкости перед регулирующим вентилем.

В холодильных машинах, работающих на фреонах, процессы охлаждения жидкости перед регулирующим вентилем и перегрева пара перед компрессором осуществляются в регенеративном теплообменнике, поэтому необходимо определять температуру переохлаждения t_n по энтальпии жидкости в конце процесса охлаждения, которая находится из уравнения теплового баланса теплообменника.

Вопросы для самоконтроля.

1. Изобразить цикл действительной аммиачной холодильной машины в S-Т и i-lgР диаграммах.

2. Указать процессы, происходящие в испарителе, компрессоре, конденсаторе и регулирующем вентиле.

3. Какой параметр остается постоянным в процессе дросселирования?

4. Почему цикл холодильной машины становиться эффективнее с введением процесса охлаждения жидкости перед регулирующим вентилем?

5. Что такое сухой ход компрессора и почему он осуществляется в действительных машинах? Выгоден ли он термодинамически?

6. Изобразить в тепловой диаграмме и определить параметры всех точек цикла для аммиака при t₀=-15°С, t_BC=-10^оС, t_К=30°С.

7. Определить при том же температурном режиме удельную массовую холодопроизводительность R 22.

8. Определить температуру переохлаждения жидкого R 22 после теплообменника, если t₀=-25^оС, t_ВС=0^оС, t_К=30^оС.