Рис. 2. Цикл работы холодильной
машины в координатах
lg
p
−
h
Уравнение, определяющее мощ-
ность компрессора через массовый
расход и перепад энтальпий:
N
км
=
V
t
v
0
Δ
h
км
,
(6)
где
V
t
—
описанный объем КМ в еди-
ницу времени;
v
0
—
удельный объем
на всасывании в КМ;
h
км
—
энталь-
пия.
Режим работы холодильной маши-
ны определяется взаимосвязью температуры внешней среды и харак-
теристиками частей системы. Формально это следует из цикла работы
холодильной машины на диаграмме
lg
p
−
h
(
рис. 2). Полные перепа-
ды температур в испарителе (
Δ
t
исп
)
и конденсаторе (
Δ
t
конд
)
зависят
прежде всего от интенсивности и площади поверхности теплообме-
на, задают давления нагнетания и всасывания в компрессоре, а их
значения определяют массовый расход через капиллярную трубку и
мощность компрессора.
Будем учитывать два теплопритока в холодильную камеру: через
ограждающие конструкции (теплоизоляцию)
Q
пр1
=
k
огр
F
огр
(
t
о.с
−
t
кам
)
и от холодильной обработки продукта
Q
пр2
=
c
пр
m
пр
Δ
t
пр
τ
,
где
k
огр
и
F
огр
—
коэффициент теплопередачи и площадь поверхности огражде-
ния холодильной камеры;
c
пр
и
m
пр
—
удельная теплоемкость и масса
охлаждаемого продукта;
Δ
t
пр
—
разность температур охлаждаемого
продукта в начале и в конце обработки;
τ
—
время обработки.
Возможны два режима работы холодильной машины — установив-
шийся (стационарный) и неустановившийся (нестационарный). Уста-
новившийся режим, или режим теплового равновесия (термостатиро-
вания), характеризуется постоянством во времени всех переменных,
и для него теплоприток равен холодопроизводительности. Для не-
установившегося режима равенство не выполняется. В этом случае
температура
t
кам
в камере изменяется во времени
τ
в зависимости от
разности холодопроизводительности и теплопритока [4]:
dt
кам
dτ
=
Q
0
−
Q
тп
m
пр
с
пр
.
(7)
Температура в холодильной камере для холодильной машины ма-
лой производительности поддерживается периодически пуском и оста-
новкой компрессора, как и в случае работы бытового холодильника.
В этом случае температура в холодильной камере колеблется в диапа-
зоне, который задается терморегулятором. Поэтому рассматриваемая
холодильная машина работает в неустановившемся режиме.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
93