Основные показатели ХМ. Параметры одноступенчатых компрессорных ХМ
Работу компрессорных холодильных машин характеризуют следующие параметры:
а) холодопроизводительность ХМ – это количество теплоты отводимое холодильной машиной от охлаждаемой среды в единицу времени Q0, кВт.
,
где q0 – удельная массовая холодопроизводительность ХА, кДж/кг;
GХА – массовый расход циркулирующего хладагента в ХМ, кг/с.
Видно, что холодопроизводительность ХМ это по существу производительность холодильного компрессора.
б) степень повышения давления в компрессоре – eк =Рк/Р0. В одноступенчатой ХМ эта величина может достигать значений eк=7¸12. Обычно считают, что eк£9 и при больших значениях следует переходить к двух- и более ступенчатым машинам. Такая степень повышения давления соответствует разности температур tк–t0 =50-55 градусов. При конденсации ХА водой (tк@30°С) минимальная температура получаемого холода соответствует значениям t0=-20¸ -25°С.
Бóльшие значения eк ведут к снижению коэффициента подачи компрессора -l, а главное, к росту температуры ХА за компрессором t2. (чем больше показатель адиабаты k, тем выше значение температуры t2). ГОСТом определено предельно допустимое значение температуры нагнетания- t2£145°С. Если она превышает этот предел, то необходимо снижать eк переходом к многоступенчатому сжатию независимо от численного значения eк;
в) затраты энергии на привод компрессора могут быть определены через изоэнтропную (адиабатную) lад удельную работу сжатия, кДж/кг. При сжатии паров ХА в компрессоре от Р0 до Рк (см., например, рис. 4.3)
lад=i2ад –i1 или 
, (4.2)
где V0, – удельный объем паров ХА на всасывании, м3/кг;
k – показатель адиабаты этих паров.
Тогда внутренняя работа сжатия (в неохлаждаемом компрессоре):
, (4.3)
где hад – относительный изоэнтропный (адиабатный) КПД компрессора.
Внешняя (эффективная) удельная работа сжатия (энергия затрачиваемая на привод компрессора), кДж/кг:
, (4.4)
где hэ.м – электромеханический КПД привода.
Мощность привода, кВт:
,
где GХА – массовая производительность компрессора, кг/с;
г) удельный расход энергии на выработку холода. Он определяется отношением:
, (4.5)
где lе – удельная работа сжатия ХА в цикле, Дж/кг;
q0– удельная холодопроизводительность цикла ХМ (см. рис.4.3), Дж/кг.
По смыслу - это количество единиц затраченной энергии на выработку единицы холода;
д) холодильный коэффициент. Это обратная величина удельному расходу энергии:
. (4.6)
По смыслу – это количество единиц холода выработанного в ХМ при затрате одной единицы энергии.
Примечание: при расчете теоретических циклов под работой сжатия подразумевают внутреннюю работу, т.е. в формулах для удельного расхода и холодильного коэффициента принимают lе =li.
Удельный расход энергии и холодильный коэффициент не могут быть объективными показателями технического совершенства ХМ, так как они зависят от внешних условий работы ХМ. Эти показатели можно использовать для сравнения только при одинаковых значениях Т0 и Тк.
Видно, что чем меньше температурный интервал Тк-Т0, тем выше значение холодильного коэффициента, и наоборот;
е) эксергетический КПД - более объективный показатель совершенства:
, (4.7)
где Евх – эксергия затраченной энергии;
Евых – эксергия выработанного холода;
эх – удельный расход энергии в реальной холодильной машине;
эн – удельный расход энергии в идеальной ХМ, работающей в тех же внешних условиях что и реальная.
В соответствии с обратным циклом Карно
. (4.8)
Так как в холодильных машинах Тв@То.с (в ТНУ Тв> То.с), то в расчетах можно принимать:
. (4.9)
В качестве низшей температурой цикла Тн могут быть приняты значения температур ХА - Т0 и ХН - Тs, поэтому различают КПД по хладагенту и по хладоносителю.