Цикл воздушной компрессорной хо­лодильной установки

На рисунке изображена схема воздушной холодильной установки, где в качестве ра­бочего тела применяют воздух, являющийся наиболее удобным, безвредным и доступ­ным рабочим телом. Воздушная холодиль­ная установка работает следующим обра­зом.

Воздух, охлаждающий помещение 1, сжи­мается в компрессоре 2, в результате чего температура его увеличивается. Сжатый воздух при постоянном давлении нагнета­ется в теплообменник 3, в котором охлажда­ется водой до температуры окружающей среды. После этого сжатый воздух посту­пает в расширительный цилиндр, или де­тандер 4, где расширяется до начального давления. При расширении температура воздуха падает до -60 или -70⁰С и холо­дильный воздух направляется для охлажде­ния помещения, где, нагреваясь, опять по­ступает в компрессор.

в pv – и Ts – диаграммах:

воздух в процессе 1-2 адиабатно сжимается от давления p₁ до p₂. В изобарном процессе 2-3 от воздуха отводится удельное количе­ство теплоты внешнему источнику и темпе­ратура его понижается от T₂ до Т₃. При адиабатном расширении в процессе 3-4 воз­дух дополнительно охлаждается от темпера­туры Т₃ до Т₄. Далее в изобарном процессе 4-1 происходит отвод теплоты от охлаждае­мого помещения (теплоотдатчика), в ре­зультате чего воздух нагревается от Т₄ до Т₁.

Работа затрачиваемая на осуществление цикла, равна разности удельных количеств теплоты q₁ и q_2. Считая теплоёмкость посто­янной имеем:

Тогда холодильный коэффициент цикла:

=

Из адиабатных процессов 1-2 и 3-4

и

Но p₂=p₃, а p₁=p₄ тогда

Окончательно имеем

Где Т₁ – температура охлаждаемого поме­щения или температура воздуха, засасыва­емого в компрессор.

Т₂ – температура сжатого воздуха.