Расчет холодильной установки

холодильными установками называются технические системы, в которых осуществляется отвод тепла от объектов с относительно низкой температурой к приёмникам тепла с более высокой температурой.
Принципиальная схема искусственного охлаждения показана на рис.1. Охлаждение осуществляется при помощи рабочего вещества или холодильного агента (хладагента), воспринимающего тепло Q0 от охлаждаемой среды (теплоотдатчика) А при низкой температуре ТН. Количества тепла Q0 определяется теплопритоками из окружающей среды Б, температура которой выше температуры охлаждаемой среды ТОС > ТН.





Введение.
Физическая природа тепла и холода одинакова. Тепло является одной из форм энергии, проявляющейся в движении молекул вещества того или иного агрегатного состояния. Тепло – это внутренняя энергия тела, заключающаяся в хаотическом движении его частиц, а различие между тёплыми и холодными телами лишь в скорости движения молекул, составляющих эти тела. При отводе от тела тепла движение молекул замедляется и оно охлаждается. Следовательно, получение холода сводится к уменьшению содержания тепла в твёрдом, жидком или газообразном теле. Охлаждение тела – это отвод от него тепла, обычно оно сопровождается понижением температуры.
Искусственное охлаждение специальная область техники, в значительной степени базирующаяся на основах термодинамики.
Холодильная машина понижает температуру ограниченной среды или тела относительно температуры окружающей среды и поддерживает эту пониженную температуру неопределённо долгое время.
В естественно протекающих процессах теплопередачи между телами тепло переходит от более нагретого к менее нагретому, от тёплого к холодному телу. Поэтому можно понизить температуру заданного тела, если имеется какое-либо естественное охлаждающее средство, т.е. другое тело с температурой ниже заданной (например, для того чтобы охладить горячий чай, вы добавляете в него холодную воду и т.п.). В этом случае достаточно установить контакт между этими телами. Однако естественные охлаждающие средства в большинстве случаев не могут понизить температуру тела до требуемых пределов, и температура их не является стабильной. Следовательно необходимо прибегнуть к искусственному охлаждению, при котором можно отнять тепло от тел, имеющих температуру ТН, которая ниже температуры окружающей среды ТОС.
Таким образом, холодильными установками называются технические системы, в которых осуществляется отвод тепла от объектов с относительно низкой температурой к приёмникам тепла с более высокой температурой.
Принципиальная схема искусственного охлаждения показана на рис.1. Охлаждение осуществляется при помощи рабочего вещества или холодильного агента (хладагента), воспринимающего тепло Q0 от охлаждаемой среды (теплоотдатчика) А при низкой температуре ТН. Количества тепла Q0 определяется теплопритоками из окружающей среды Б, температура которой выше температуры охлаждаемой среды ТОС > ТН.
В искусственном охлаждении принимает участие хладагент с более низкой температурой Т0, чем температура до которой охлаждается среда ТН >Т0. Получение холодильного агента с необходимой низкой температурой является особой задачей, которая не может быть решена посредством теплопередачи, предопределяющей наличие естественного охлаждающего средства с ещё более низкой температурой.

Возникает один из основных вопросов холодильной техники – как получить рабочее вещество или хладагент со свойствами, обеспечивающими искусственной охлаждение до требуемых пределов. Чтобы выяснить этот вопрос, необходимо воспользоваться основными положениями термодинамики.

1. Реальная установка.
Машина, осуществляющая обратный цикл Карно, является воображаемой. Этот идеальный цикл не может быть воспроизведён в действительных условиях и имеет значение только для совершенствования реальных машин. Рассматривая идеальную машину, мы указывали, что при осуществлении искусственного охлаждения обязательными посредником в передаче тепла от холодного тела к тёплому является рабочее вещество – хладагент. До сих хладагент рассматривался не как конкретное вещество, а как идеальный газ, и игнорировались его свойства, так как холодильный коэффициент идеального цикла от природы вещества не зависит. Однако в действительном процессе участвуют вполне определённые рабочие вещества с различными термодинамическими свойствами. В действительных условиях работы холодильной установки вместо детандера применяется дроссельный вентиль, в котором протекают другие термодинамические процессы. Не учитывалось также влияние мёртвого пространства в компрессоре, трение и многие другие явления, которые присутствуют в реальных установках.
Таким образом, действительный процесс значительно отличается от обратного цикла Карно. наиболее существенными особенностями, характеризующими действительный процесс парожидкостной холодильной установки, являются следующие:
1. в действительном процессе участвуют конкретные холодильные агенты, которые должны удовлетворять определенным требованиям, они существенно влияют на экономичность работы холодильной установки;
2. в реальной установке детандер заменен дроссельным вентилем, что упрощает ее схему, но приводит к увеличению удельного расхода работы, т.е. к снижению холодильного коэффициента установки из-за отсутствия полезной работы детандера и уменьшения количества тепла, подводимого в испарителе установки на единицу расхода рабочего агента. Потери, связанные с за

Введение 4
1. Реальная установка 6
2. Выбор хладагента 10
3. Построение холодильного цикла и расчёт холодильной установки 12
3.1. Холодильная установка с охладителем 13
3.2. Холодильная установка без охладителя 16
3.3. Холодильная установка с регенератором 19
3.4. Холодильная установка без охладителя при условии, что температура кипения хладагента понизилась на 5 0С 22
3.5. Холодильная установка без охладителя при условии, что температура конденсации хладагента повысилась на 5 0С 25
Заключение 28
Литература 29