Исследование объемных характеристик хладонового компрессора в составе герметичного агрегата

Объемные потери характеризуются изменением коэффициента подачи компрессора и определяются отношением его массовой производительности G a.g к массовой производительности теоретического компрессора G а.т , имеющего тот же объем, описанный поршнем [2]

• λ = ^{Ga . g}

^Ga . t . (1.1)

Массовая производительность компрессора зависит от температурного режима его работы [1]. Поэтому при калориметрировании холодильного агрегата с различной степенью засорения фильтр-осушителя определили значения массовой производительности компрессора в диапазонах температур кипения холодильного агента Т о.в = 243–263 К и температур окружающего воздуха T о.в =289–316 К, характерных для условий эксплуатации бытовых холодильных приборов.

Зависимости массовой производительности компрессора от перепада давления на фильтр-осушителе испытуемого агрегата при температуре окружающего воздуха Т о.в =298 К представлены на рис. 1.

Ga, x10-3кг/с

,8

+ 1,8321190476193048

f(

x) = 1,056323

,6R² = 0,984731735159818

,4

,2

f(

x) = 2,204

0,8

0,6f(

R² = 0,97862

0,4R = -5

x) = 1,745 0,984980

5 x² - 0,00 4₂3921916592₂7238 x

²

+ 1,1₂9214285714₂28 6

34 x + 0,737619047619047

35           55

∆Р, кПа

1 - Т₀=243 К

2 - Т₀=253 К

3 - Т 0 =263 К

Рисунок 1. Зависимость массовой производительности компрессора от перепада давления на фильтр-осушителе:

• 1,    2, 3 – соответственно для температур кипения 243, 253 и 263 К

При То.в = 289 К и изменении ∆Р от 0 до 96,6 кПа массовая производительность компрессора снижается на 6,5 и 15,5 % соответственно для температур кипения холодильного агента T0= 263 К и 243 К, а при температуре воздуха То.в=316 К и прочих равных условиях – соответственно на 8,4 и 20,0 %.

Большие значения степени снижения массового расхода холодильного агента соответствуют более низким температурам его кипения и более высоким температурам окружающего воздуха, так как в условиях эксплуатации агрегата работа компрессора характеризуется низкими значениями массовой производительности при засорении жидкостной линии агрегата, что приводит к снижению его коэффициента подачи (Приложения М, Н ).

Зависимости коэффициента подачи компрессора от перепада давления хладона на фильтр–осушителе агрегата представлены на рис. 2 и имеют вид:

y = Ax^b , (1.2) где А , b – эмпирические коэффициенты, учитывающие температурные границы термодинамических циклов, характерных для условий эксплуатации бытовых холодильников.

y = 1E+06x-2,5776 R2 = 0,8967 y = 29448x-1,9434 R2 = 0,9625 y = 35157x-1,9801 R2 = 0,9744

Рисунок 2. Зависимость коэффициента подачи компрессора от перепада давления и температуры окружающего воздуха: 1, 2, 3 – соответственно при ∆ Р =0; 48; 4; 96,6 кПа

Коэффициент подачи представляют в виде произведения четырех частных коэффициентов, отражающих основные причины образования объемных потерь компрессора [2]:

^ = ^ ^п ^w-^ , (1.3) где X с - объемный коэффициент, учитывающий расширение холодильного агента из мертвого пространства; λ д.п. – коэффициент дросселирования и пульсаций, характеризующийотклонениедавлениявцилиндревмоментначаласжатияот давления перед всасывающим патрубком; λ w – коэффициент подогрева, учитывающий подогрев всасываемого пара и испарение жидкости; λ пл – коэффициент плотности, оценивающий протечки пара из цилиндра через неплотности.

Значенияобъемногокоэффициента,коэффициентадросселированияипульсации, определялиграфическимпутемприобработкеиндикаторныхдиаграмм.

Индицированиемустановлено,чтоприизмененииперепададавлениянафильтр-осушителе в каждом конкретном температурном режиме работы герметичного агрегатаизменениюподвергаетсяучастокдиаграмм,характеризующийпроцесс обратногорасширения.

В соответствии с этим,в рассматриваемом диапазоне изменения объемного коэффициентаλ с снижаетсяот5,6до19,3%,находясьвпределах0,376-0,504.

Величина коэффициента дросселирования λ д.п практически не изменялась и находиласьвпределах1,0-1,1.

Значение коэффициента подогрева λ w при прочих равных условиях составила 0,729-0,747,акоэффициентыплотностиλ пл . –0,877-0,934.

Результаты определения частных коэффициентов показали, что при засорении фильтр-осушителя наибольшее влияние на степень снижения коэффициента подачи компрессора оказывает объемный коэффициент, вследствие изменения значенийпоказателя политропыобратногорасширения.

Снижение значений объемного коэффициента λ с при засорении жидкостной линии агрегата объясняется уменьшением количества циркулирующего в системе агрегата холодильного агента.

Таким образом, засорение жидкостной линии герметичного агрегата и, в частности, фильтр-осушителя, приводит к дополнительным объемным потерям производительности компрессора, входящего в состав герметичного холодильного агрегата.