Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 июля, печатный экземпляр отправим 30 июля
Опубликовать статью

Молодой учёный

Повышение экономичности парокомпрессионных холодильных установок

7. Технические науки
23.04.2021
149
Поделиться
Библиографическое описание
Ибрагимов, У. Х. Повышение экономичности парокомпрессионных холодильных установок / У. Х. Ибрагимов, Т. Р. Аванесов. — Текст : непосредственный // Исследования молодых ученых : материалы XX Междунар. науч. конф. (г. Казань, май 2021 г.). — Казань : Молодой ученый, 2021. — С. 11-13. — URL: https://moluch.ru/conf/stud/archive/394/16505/.


В статье представлены результаты сравнения расходы холодильного агента, холодильный и эксергетический КПД холодильной установки при различных условиях.

Ключевые слова: холодильная установка, холодильный агент, охлаждающая вода, температура.

Парокомпрессионные холодильные установки (ПКХУ) применяют практически во всех областях народного хозяйства, в настоящее время ПКХУ составляют более 90 % общего количества холодильных установок. Ужесточение экологических требований по использованию ПКХУ обусловило новые проблемы к теории ПКХУ, вследствие чего оценка целесообразности новых способов повышения экономичности ПКХУ становится актуальной.

Экономичность ПКХУ зависит от затрат энергии на осуществление цикла. При этом следует учитывать температуру , при которой в цикле отбирается теплота от охлаждаемого объекта и стоимость самой установки, которая зависит от ее конструкции и размеров.

Количество теплоты, отводимое от охлаждаемого объекта при затрате единицы работы, характеризует холодильный коэффициент [1]:

(1)

где — удельная теплота испарения; — удельная теплота конденсации; — удельная работа цикла.

Температурный уровень отводимой теплоты по сравнению с температурой окружающей среды характеризует эксергетический КПД [2]:

(2)

Размеры аппаратов и трубопроводов зависят от расхода холодильного агента , который определяется заданной и удельной холодопроизводительностью:

(3)

где — массовый расход циркулирующего хладагента, кг/с.

Расход холодильного агента и удельная работа цикла определяют потребляемую установкой мощность , т. е. расход электроэнергии [3]:

(4)

где — действительная работа цикла.

Следовательно, чем больше удельная теплота процесса изотермного расширения в цикле и чем меньше удельная работа, затрачиваемая на осуществление цикла , и меньше и , т. е. выше экономичность установки. Таким образом, с целью повышения экономичности парокомпрессионной холодильной установки необходимо соблюдать нижеперечисленные условия.

Сравниваем расходы холодильного агента, холодильный и эксергетический КПД холодильной установки холодопроизводительностью при следующих условиях: 1) температура испарения ; температура конденсации ; 2) ; ; 3) ; ; 4) ; ; .

  1. При температуре конденсации аммиака , давление конденсации , температура испарения соответствует давлению . При давлении испарения энтальпия насыщенного пара аммиака . После сжатия в компрессоре до давления конденсации энтальпия перегретого пара аммиака . При давлении конденсации конденсат аммиака имеет энтальпию . При дросселировании энтальпия остается постоянной .

Удельная теплота испарения:

Удельная теплота конденсации:

Удельная работа цикла — это работа для повышения давления от до

Холодильный коэффициент цикла:

Эксергетический КПД:

Удельный расход холодильного агента:

  1. При снижении температуры конденсации до давление конденсации уменьшается до . Тогда ; ; . Результаты расчета: ; ; ; ; ; .
  2. При увеличении температуры испарения до давление аммиака при испарении увеличивается до . Давление и температура при конденсации аммиака , . Тогда ; ; . Результаты расчета: ; ; ; ; ; .
  3. При условиях испарения и конденсации аммиака как в первом варианте задачи, но при наличии переохлаждения конденсата до . Тогда ; ; . Результаты расчета: ; ; ; ; ; .

На основе сделанного расчета можно сделать следующие выводы :

  1. При снижение температуры конденсации на 6 К привело к увеличению холодильного коэффициента на , эксергетического КПД на , при этом расход холодильного агента уменьшился на .
  2. При повышении температуры испарения на 5 К привело к увеличению холодильного коэффициента на , эксергетического КПД на и практически не изменило .
  3. Переохлаждение конденсата холодильного агента на 6 К привело к увеличению холодильного коэффициента на , эксергетического КПД на , при этом расход холодильного агента уменьшился на .

Литература:

  1. Мазур Л. С. Техническая термодинамика и теплотехника: Учебник. — М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. — 352 с.
  2. Темникова Е. Ю., Богомолов А. Р., Шевырев С. А. Расчет и анализ цикла холодильной машины. КузГТУ, 2016. — 12 с.
  3. Брайдерт Г. И. Проектирование холодильных установок. Расчеты, параметры, примеры.- М., 2006.
Можно быстро и просто опубликовать свою научную статью в журнале «Молодой Ученый». Сразу предоставляем препринт и справку о публикации.
Опубликовать статью
Ключевые слова
холодильная установка
холодильный агент
охлаждающая вода
температура

Молодой учёный