Цикл воздушной холодильной установки

Одним из первых типов холодильных установок была создана воздушная холодильная установка. Хладагентом в воздушной холодильной установке используется наиболее доступное, дешевое и безвредное рабочее тело-воздух.

Хладагент (воздух) расширяется в детандере 1 от давления р₁ до давления р₂ совершая при этом работу. Процесс адиабатного расширения (1-2) идет со снижением температуры от Т₁ до Т_2. Полученный охлажденный воздух подается в помещение 2, где он отбирает тепло. Процесс нагрева воздуха за счет тепла помещения от Т₂ до Т₃ происходит при постоянном давлении р₂=const. Из помещения воздух засасывается компрессором 3. Компрессор адиабатно сжимает воздух от давления р₂ до давления р₁. При сжатии температура воздуха повышается от Т₃ до значения Т₄, сжатый воздух подается в охладитель 4, где его температура понижается от значения Т₄ до Т₁. Процесс охлаждения воздуха в охладителе происходит при постоянном давлении р=const.

На рис. 10.2 Схема и цикл воздушной холодильной установки в P-V и T-S диаграммах

Работа, затрачиваемая в цикле воздушной холодильной установкой, изображается на диаграмме P-V площадью 1-2-3-4-1. Тепло отдаваемое в охладителе в T-S диаграмме изображается площадью 1-а-в-4-1, тепло отбираемое из помещения — площадью а-2-3-в-а.

Тепло, отбираемое воздухом из охлаждаемого помещения в изобарном процессе 2-3 равно:

q₂=h₃-h₂=c_p (T₃-T₂) (10.7)

Тепло, отдаваемое воздухом в охладителе в изобарном процессе 4-1:

q₁=h₄-h₁=c_p (T₄-T₁) (10.8)

Значение холодильного коэффициента цикла воздушной холодильной машины можно рассчитать из уравнения: