Министерство на образованието и науката на Руската федерация

Новосибирск Държавен Технически университет

_____________________________________________________________

Определение на характеристиките
Хладилна инсталация

Методически инструкции

за учениците на Фен всички форми на обучение

Новосибирск
2010

UDC 621.565 (07)

Съставен: бр. Техно Науки, док. ,

Рецензент: Д-р Тех. Науки, проф.

Работата е била подготвена в катедрата по топлинна енергия

© Novosibirsk state.

технически университет, 2010

Лабораторна цел

1. Практическа консолидация на знанието в съответствие с втория закон за термодинамиката, цикли, хладилни единици.

2. запознаване с хладилната единица IF-56 и нейните технически характеристики.

3. Проучване и изграждане на хладилни цикли.

4. определяне на основните характеристики, хладилна инсталация.

1. Теоретични основи на работа

Хладилна инсталация

1.1. Обратен цикъл carno.

Хладилната единица е предназначена за прехвърляне на топлина от студен източник до горещо. Според формулировката на Clausius термодинамиката на топлина не може да отиде от студено тяло до горещо. В хладилния агрегат такъв топло пренос не се случва само по себе си, но поради механичната енергия на компресора, изразходван за компресиране на парата на хладилния агент.

Основната характеристика на хладилното звено е коефициент на хладилник, експресията на която се получава от уравнението на първия закон на термодинамиката, записан за обратен цикъл на хладилната единица, като се има предвид, че за всеки цикъл промяната във вътрешността Енергия на работната течност D улавяне\u003d 0, а именно:

q.= q.1 – q.2 = л., (1.1)

където q.1 - топлина, дадена на горещия източник; q.2 - топлина, взета от източник на студ; л. - механична работа на компресора.

От (1.1) следва, че топлината се предава на горещия източник

q.1 = q.2 + л., (1.2)

коефициентът на хладилник е част от топлина q.2, предавани от студен източник до горещо, на единица на изходния компресор

(1.3)

Максимален хладилен фактор стойност за даден температурен диапазон между тях T.планина Гореща I. T.източници на студена топлина има кръвен цикъл на CARNO (Фиг. 1.1),

Фиг. 1.1. Обратен цикъл carno.

за които топлината е доставена t.2 = конст. От студен източник до работната течност:

q.2 = T.2 · ( с.1 – с.4) = T.2 · DS (1.4)

и топлина, дадена на t.1 = конст. От работното тяло до източник на студ:

q.1 = T.един · ( с.2 – с.3) = T.1 · DS, (1.5)

В обратен цикъл на CARNO: 1-2 - адиабатна компресия на работния флуид, в резултат на което температурата на работната течност T.2 става по-високи температури T.планини за горещи източници; 2-3 - изотермична разсейване на топлина q.1 от работната течност до горещия източник; 3-4 - адиабатното разширяване на работния орган; 4-1 - изотермна топлина q.2 от студен източник до работната течност. Като се вземат предвид отношенията (1.4) и (1.5), уравнението (1.3) за коефициента на охлаждане на задния цикъл на CARNO може да бъде представено като:

Колкото по-висока е стойността e, толкова по-ефективен е цикълът на охлаждане и по-малката работа. л. ще трябва за пренос на топлина q.2 от студен източник до горещо.

1.2. Цикъл на растителна хладилна единица

Изотермалното захранване и отстраняването на топлината в хладилната единица може да се извърши, ако хладилният агент е ниска кипяща течност, чистата точка на кипене, която при атмосферно налягане t.0 £ 0 OC, и с отрицателни температури на кипене, кипене пс.0 трябва да бъде по-атмосферно за премахване на въздушните седалки в изпарителя. Ниското налягане на компресия ви позволява да направите лек компресор и други елементи на хладилната единица. Със значителна скрита топлина на изпаряване r. Желателни са ниски специфични обеми. в., което намалява размерите на компресора.

Добър хладилен агент е амоняк NH3 (при температура на кипене t.k \u003d 20 OS, налягане на насищане пс.k \u003d 8.57 бар и кога t.0 \u003d -34 OS, пс.0 \u003d 0.98 bar). Скритата топлина на изпаряването е по-висока, отколкото в други хладилници, но нейните недостатъци - токсичност и корозионна активност по отношение на цветните метали, следователно в домакинските хладилни единици, амоняк не се прилага. Не лошите хладилни агенти са метил хлорид (СН3С1) и етан (С2Н6); Селфарският анхидрид (SO2) поради висока токсичност не се прилага.

Фретоните се използват широко като хладилници - производни на флуорохлоро на най-простите въглеводороди (главно метан). Отличителните свойства на Freon са тяхната химическа устойчивост, не-токсичност, липса на взаимодействие със структурни материали, когато t. < 200 оС. В прошлом веке наиболее широкое распространение получил R12, или фреон – 12 (CF2CL2 – дифтордихлорметан), который имеет следующие теплофизические характеристики: молекулярная масса m = 120,92; температура кипения при атмосферном давлении пс.0 \u003d 1 бар; t.0 \u003d -30.3 oC; Критични параметри R12: пс.kr \u003d 41.32 бар; t.kR \u003d 111.8 OS; в.kR \u003d 1.78 × 10-3 m3 / kg; Adiabstract индекс к. = 1,14.

Производството на Freon - 12, тъй като веществото, което унищожава озоновия слой, е забранено в Русия през 2000 г., е разрешено само използването на вече произведената R12 или извлечена от оборудването.

2. работа на хладилната инсталация IF-56

2.1. агрегат на хладилника

Единицата IF-56 е предназначена за охлаждане на въздуха в хладилната камера 9 (фиг. 2.1).

Фен "href \u003d" / текст / категория / вентилатор / "rel \u003d" bookmark "\u003e фен; 4 - приемник; 5-некацитор;

6 - филтър-десикант; 7 - Дросел; 8 - Изпарител; 9 - Хладилна камера

Фиг. 2.2. Циклично охлаждане

В процеса на дроселиране на течен фреон в дросел 7 (процес 4-5 V рН.-Diagram) Той частично се изпарява, основното изпаряване на Freon се появява в изпарителя 8 поради топлината, взета от въздуха в хладилната камера (изобаро-изотермичен процес 5-6 пс.0 = конст. и t.0 = конст.). Предварително загрята пара с температура влиза в компресора 1, където е компресиран от налягане пс.0 към натиск пс.К (политрофична, валидна компресия 1-2D). На фиг. 2.2 също изобразена теоретична, адиабатна компресия 1-2а с.1 = конст...gif "Ширина \u003d" 16 "Височина \u003d" 25 "\u003e (Процес 4 * -4). Течният фреон тече в приемник 5, от където чрез филтър-сушител 6 отива към дросела 7.

Технически данни

Изпарителят 8 се състои от крайни батерии - конвектори. Батериите са оборудвани с дросел 7 с термостатичен клапан. Кондензатор 4 с принудително охлаждане на въздуха, производителност на вентилатора В.B \u003d 0.61 m3 / s.

На фиг. 2.3 показва валиден цикъл на ранокомпресионна хладилна единица, построена съгласно нейните резултати от изпитването: 1-2а - адиабат (теоретична) компресия на пара от хладилен агент; 1-2D - видима с екшън компресия в компресора; 2D-3 - изобаричното охлаждане на парата
температура на кондензацията t.ДА СЕ; 3-4 * - изобаро-изотермалната кондензация на парато на хладилния агент в кондензатора; 4 * -4 - кондензат под стружки;
4-5 - дроселиране ( х.5 = х.4) в резултат на което течният хладилен агент частично се изпарява; 5-6 - изобаро-изотермично изпаряване в изпарителя на хладилника; 6-1 - изобарен прегряване на сух наситен двойка (точка 6, х.\u003d 1) до температура t.1.

Фиг. 2.3. Хладилен цикъл в рН.-Диаграма

2.2. характеристики на изпълнението

Основните оперативни характеристики на хладилния блок са охлаждащият капацитет Q.Консумация на енергия Н., Хладилна консумация Г. и специфичен капацитет за охлаждане q.. Капацитетът на охлаждане се определя с формулата, kW:

Q. = GQ. = Г.(х.1 – х.4), (2.1)

където Г. - консумация на хладилния агент, kg / s; х.1 - Двойка Enthalpy на изхода от изпарителя, KJ / kg; х.4 - enthalpy на течен хладилен агент преди задушаване, kj / kg; q. = х.1 – х.4 - специфичен охлаждащ капацитет, kJ / kg.

Използва се и специфични сила на звука Охлаждащ капацитет, KJ / M3:

q.v \u003d. q./ в.1 = (х.1 – х.4)/в.1. (2.2)

Тук в.1 - Специфичният обем пара на изхода от изпарителя, m3 / kg.

Консумацията на хладилния агент се намира в зависимост от формулата, kg / s:

Г. = Q.ДА СЕ/( Х.2D - х.4), (2.3)

Q. = ° С.’pm.В.В ( t.На 2 - t.В 1). (2.4)

Тук В.B \u003d 0.61 m3 / s - производителност на вентилатора, охлаждащ кондензатор; t.В 1, t.В2 - температура на въздуха в входа и изхода на кондензатора, ºС; ° С.’pm. - средно насипна изобарен въздушен капацитет, kJ / (m3 · k):

° С.’pm. = (μ cpm.)/(μ в.0), (2.5)

където (μ. в.0) \u003d 22.4 m3 / kmol - обемът на килограм, молещ въздух при нормални физически условия; (μ. cpm.) - средният изобарен моларен топлинен капацитет, който се определя от емпиричната формула, KJ / (Kolol · K):

(μ cpm.) \u003d 29,1 + 5,6 · 10-4 ( t.B1 +. t.На 2). (2.6)

Теоретична сила на адиабатната компресия на пара от хладилен агент в процес 1-2а, kW:

Н.A \u003d. Г./( Х.2а - х.1), (2.7)

Относителен адиабатичен и действителен капацитет за охлаждане:

к.A \u003d. Q./Н.НО; (2.8)

к. = Q./Н., (2.9)

представяне на топлинна енергия от студен източник до горещо, на единица теоретична мощност (адиабат) и валидна (електрическа енергия на устройството за компресори). Коефициентът на хладилници има същото физически знаме и определени по формулата:

ε = ( х.1 – х.4)/(х.2D - х.1). (2.10)

3. Охладителни тестове

След стартиране на хладилната единица, е необходимо да се изчака стационарният режим ( t.1 \u003d const. t.2D \u003d const), след това измерване на всички показания на инструмента и поставени в таблицата за измерване 3.1, въз основа на резултатите от които за изграждане на хладилен цикъл в рН.- I. tS.- Използвайки парна диаграма за Freon-12, показана на фиг. 2.2. Изчисляването на основните характеристики на хладилния блок се извършва в таблица. 3.2. Температура на изпаряване t.0 и кондензация t.K Намерете в зависимост от налягането пс.0 I. пс.Към таблица. 3.3. Абсолютно налягане пс.0 I. пс.К се определят чрез формули, бар:

пс.0 = Б./750 + 0,981пс.0М, (3.1)

пс.K \u003d. Б./750 + 0,981пс.Км, (3.2)

където В - атмосферно налягане върху барометъра, mm. RT. ул.; пс.0м - излишно налягане на изпаряване чрез манометър, ATI; пс.Km - прекомерно кондензационен натиск върху манометър, ATI.

Таблица 3.1.

Резултати от измерванията

	Стойност	Измерение	Стойност	Забележка
	Налягане на изпаряване пс.0 метра			от Манометра
	Налягане на кондензацията пс.Км			от Манометра
	Температура в хладилната камера, t.HC.			чрез термодвойка 1.
	Температурата на гърдите на хладилния агент пред компресора, t.1			по термодвойка 3.
	Температурата на гърдите на хладилния агент след компресора, t.2d.			по термодвойка 4.
	Кондензатна температура след кондензатор, t.4			по отношение на термодвойката 5.
	Температура на въздуха след кондензатор, t.На 2.			чрез термодвойка 6.
	Температура на въздуха пред кондензатора, t.В 1.			чрез термодвойка 7.
	Компресорна задвижваща сила, Н.			vattMetter
	Налягане на изпаряване пс.0			с формула (3.1)
	Температура на изпаряване t.0			маса. (3.3)
	Налягане на кондензацията пс.ДА СЕ			с формула (3.2)
	Температура на кондензацията, t.ДА СЕ			маса. 3.3.
	Енталпия на гърдите на хладилен агент пред компресора, х.1 = е.(пс.0, t.1)			до рН.-Диаграма
	Ентелапи пари на хладилен агент след компресор, х.2D \u003d. е.(пс.ДА СЕ, t.2D)			до рН.-Диаграма
	Енталпи за хладилен агент след адиабатното компресиране, х.2а.			до рН-диаграма
	Enthalpy конденза след кондензатор, х.4 = е.(t.4)			до рН-диаграма
	Специфичния обем пара пред компресора, в.1=е.(пс.0, t.1)			до рН.-Диаграма
	Въздушен поток през кондензатор В.В			От паспорт фен

Таблица 3.2.

Изчисляване на основните характеристики на хладилната единица

ДА СЕ

	Стойност	Измерение		Стойност
	Средния капацитет на въздуха на мола (m отpm.)	kj / (kombol × k)	29.1 + 5.6 × 10-4 ( t.B1 +. t.В 2)
	Големият топлинен капацитет на въздуха, от¢ пс.м.	kj / (m3 × k)	(М. кПм) / 22.4
	° С.¢ пс.м. В.В ( t.На 2 - t.В 1)
	Консумация на хладилен агент, Г.		Q.Да се \u200b\u200b/ ( х.2D - х.4)
	Специфичен капацитет за охлаждане q.		х.1 – х.4
	Охлаждащ капацитет Q.		GQ.
	Специфична обемна мощност, qV.		Q. / в.1
	Адиабатична сила, Н.а.		Г.(х.2а - х.1)
	Относителен адиабатичен охлаждащ капацитет ДА СЕНО		Q. / Н.НО
	Относителна реална охлаждаща способност ДА СЕ		Q. / Н.
	Коефициент на хладилници E.		q. / (х.2D - х.1)

Таблица 3.3.

Freon-12 Налягане на насищане (Вж.2 Cl.2 - дифторудихлорометан)

40

1. Схема и описание на хладилния блок.

2. Таблици на измервания и изчисления.

3. Завършена задача.

Задачата

1. Изграждане на хладилен цикъл в рН.-Diagram (фиг. 1).

2. Направете таблица. 3.4, използване рН.-Диаграма.

Таблица 3.4.

Първоначални данни за изграждане на хладилен цикъл вtS. - -окордати

2. изграждане на цикъл на охлаждане в tS.-Diagram (фиг. 2).

3. Определете стойността на коефициента на охлаждане на обратния цикъл на CARNO в съответствие с формула (1.6) за T.1 = T.До I. T.2 = T.0 и го сравнете с коефициента на охлаждане на реалната инсталация.

Литература

1. Sharov, Yu. I.Сравняване на цикъла на хладилни инсталации за алтернативни хладилни агенти // Енергийна и термична енергетика. - Новосибирск: NSTU. - 2003. - Vol. 7, - стр. 194-198.

2. Kirillin, V. A.Техническа термодинамика / ,. - m.: Energia, 1974. - 447 стр.

3. Vargaftik, N. B. Наръчник за термофизичните свойства на газовете и течностите. - м.: Наука, 1972. - 720 p.

4. Андрижченко, А. I. Основи на техническата термодинамика на реалните процеси. - м.: Висше училище, 1975.

Единицата IF-56 е предназначена за охлаждане на въздуха в хладилната камера 9 (фиг. 2.1). Основните елементи са: freonal бутален компресор 1, въздушен охлаждащ кондензатор 4, дросел 7, изпарещи батерии 8, филтър-сушилв 6, пълен с абсорбатор на влага - силицист, приемник 5 за събиране на кондензат, вентилатор 3 и електрически двигател 2.

Фиг. 2.1. Схема на хладилния блок IF-56:

Технически данни

Компресорна марка
Брой цилиндри
Обем, описан с бутала, m3 / h
Хладилник
Капацитет за охлаждане, kw
при t0 \u003d -15 ° C: tk \u003d 30 ° C
при t0 \u003d +5 ° C TK \u003d 35 ° C
Електромоторна мощност, kW
Външната повърхност на кондензатора, m2
Външна повърхност на изпарителя, m2

Изпарителят 8 се състои от две оребрени батерии - конвектори. Батериите са оборудвани с дросел 7 с термостатичен клапан. Кондензатор 4 с принудително охлаждане на въздуха, производителност на вентилатора

VB \u003d 0.61 m3 / s.

На фиг. 2.2 и 2.3 показва валиден цикъл на ранокомпресионна хладилна единица, построена според резултатите от теста: 1 - 2А - адиабат (теоретична) компресия на пара от хладилния агент; 1 - 2d - видима свръзка в компресора; 2D - 3 - изобаричното охлаждане на парата

температура на кондензацията TK; 3 - 4 * - изобаро-изотермалната кондензация на парато на хладилния агент в кондензатора; 4 * - 4 - кондензат под стружки;

4 - 5 - дроселиране (Н5 \u003d Н4), в резултат на което течният хладилен агент е частично изпарен; 5 - 6 - изобаро-изотермично изпаряване в изпарителя на хладилната камера; 6 - 1 - изобарен прегряване на суха наситена двойка (точка 6, x \u003d 1) до Т1 температура.

Всички малки хладилни машини, произведени в нашата страна, са фреон. За да работят върху други хладилници, те не са серийно произведени.

Фиг.99. Схема на хладилната машина IF-49M:

1 - Компресор, 2 - кондензатор, 3 - Температори, 4 - Изпарители, 5 - топлообменник, 6 - чувствителни патрони, 7 - налягане реле, 8 - водна вградена врата, 9 - десикант, 10 - филтър, 11 - електрически двигател, 12 - Магнитен превключвател.

Малките хладилни машини се основават на гореспоменатите Freon компресор кондензаторни агрегати с подходяща производителност. Индустрията произвежда малки хладилни машини главно с агрегати с капацитет от 3,5 до 11 kW. Те включват IF-49 машини (фиг. 90), IF-56 (Фиг. 100), HM1-6 (Фиг. 101); CMV1-6, HM1-9 (фиг.102); Cmv1-9 (фиг.103); машини без специални марки с агрегати ACF-4M (фиг.104); AFV-6 (фиг.105).

Фиг.104. Схема на хладилна машина с агрегат на AFV-4M;

1 - CAP-4M кондензатор, 2 - топлообменник TF-20M; 3 - воден клапан BP-15, 4 - налягащ превключвател Rd-1, 5 - компресор FV-6, 6 - електрически двигател, 7 - филтър-десикант извън-10а, 8 - изпарители IRSN-12,5M, 9 - термостатични вентили TRV -2M, 10-чувствителни патрони.

В значителни количества има и машини с агрегати на SU-2.8, FAQ-0,7E, FAX-1,1 и FAVA-1.5m.

Те интегрират всички тези машини за директно охлаждане на стационарни хладилни камери и различни пазарувания хладилно оборудване Обществени магазини и хранителни магазини.

Като изпарителите се използват батерии на оребрени оребрени бобина от IRSN-10 или IRSN-12.5.

Всички машини са напълно автоматизирани и завършени с термостатични вентили, превключвател за налягане и регулиране на водата (ако машината с охлаждаща вода). Относително големи от тези машини - HM1-6, CMV1-6, HM1-9 и CMV1-9 - захранване, в допълнение, електромагнитни вентили и релета за температура на камерата, един общ електромагнитен клапан е монтиран на армировъчния щит пред течния колектор , с които можете незабавно да деактивирате подаването на Freon във всички изпарители, и електромагнитенски клапани на камерата - върху тръбопроводи, захранващи течни Freon до охлаждащи устройства. Ако камерите са оборудвани с няколко охлаждащи устройства и фреонните емисии в тях се произвеждат в два тръбопровода (виж схеми), соленоидният клапан се поставя върху един от тях, така че не всички охлаждащи устройства за охлаждане през този клапан, но само тези, които се хранят.