Мета роботи: 1. Ознайомитися з циклом роботи парової компресійної холодильної установки.
2. Визначити холодильний коефіцієнт парової компресійної холодильної установки на прикладі побутового холодильника.
1. Теоретичне введення
Теплові машини, призначені для зниження температури тел нижче температури навколишнього середовища і безперервної підтримки цієї температури, називаються холодильними установками. Ці ж теплові машини, призначені для підвищення температурного рівня навколишнього середовища, називаються трансформаторами теплоти або тепловими насосами.
Залежно від температури, яка повинна бути досягнута при охолодженні, розрізняють холодильні установки помірного холоду (до - 70 0 С) і установки глибокого холоду (до - 200 0 С і нижче). Останні зазвичай використовуються для скраплення повітря та інших газів.
За характером робочого тіла (холодоагенту) холодильні установки підрозділяються на повітряні і парові. У парових установках холодоагентом служать пари різних низкокипящих речовин (аміаку, фреону).
Установки, в яких енергія для отримання холоду витрачається у вигляді механічної роботи на привід компресора, називаються компресійними, а установки, в яких енергія витрачається у вигляді теплоти на термохімічну компресію, - абсорбційними.
Ефективність роботи холодильної установки оцінюється холодильним коефіцієнтом, який визначається як відношення кількості теплоти, відібраної за цикл в холодильній камері до витраченої в циклі роботи:
де q2 - кількість теплоти, що відняла за цикл в холодильній камері, Дж;
q1 - кількість теплоти, що відняла водою або повітрям за цикл в охолоджувачі холодоагенту, Дж.
Холодильні установки працюють по зворотних кругових процесів і циклам. У заданому температурному інтервалі теоретично найбільш вигідним циклом холодильної установки є зворотний цикл Карно. Для зворотного циклу Карно холодильний коефіцієнт може бути виражений через температуру.
Збільшення ефективності холодильних установок пов'язано зі зниженням температури навколишнього середовища Т1 і з підвищенням температури охолоджуваного приміщення Т2. тобто зі зменшенням температурного інтервалу (Т1 - Т2) витрачається робота зменшується. Однак через конструктивні труднощів і великих втрат на тертя зворотний цикл Карно неможливий. Він є певним еталоном, з яким порівнюють ефективність інших циклів дійсних холодильних установок.
У промисловості холод вперше був отриманий за допомогою повітряних компресорних холодильних установок, але в даний час вони застосовуються рідко через низьку ефективність і громіздкість.