Теоретичний робочий процес і основні параметри поршневого компресора

Компресор – це газова машина, яка в якості двигуна не здійснює роботу, а споживає її. Компресор є одним з основних та найбільш відповідальних елементів холодильної машини.

Найбільш розповсюджені поршневі холодильні компресори з обернено-поступовим рухом поршня. Найпростіший поршневий компресор складається з циліндра1, в якому рухається поршень 3. Рух поршня забезпечується кривошипно-шатунним механізмом 4 від вала з привідним двигуном. В кришці циліндра розташовані нагнітальний 2 і всмоктуючий 5 клапани компресора.

За один оберт валу або за два ходи поршня, в кожному циліндрі компресора здійснюється повний робочий процес. При русі поршня 3 вправо в над поршневому просторі утворюється зрідження і пара холодоагенту всмоктується в циліндр з випарника В через клапан 5, що відкривається. При оберненому ході поршня пара стискається і тиск зростає. Всмоктуючий клапан закривається, а стиснена пара через нагнітальний клапан 2 виштовхується в конденсатор К. Напрямок руху поршня змінюється, нагнітальний клапан закривається і компресор знову відсмоктує пару з випарника.. Циклічно повторюється весь робочий процес.

В теоретичному компресорі не має ніяких енергетичних і об’ємних втрат. В індикаторній діаграмі теоретичного робочого процесу компресора лінія а-1 зображує всмоктування пари холодоагенту при постійному тиску р₀, лінія 1-2 – адіабатне стиснення без втрат, ліні 2-в – нагнітання пари холодоагенту при постійному тиску р_к в конденсаторі. Об’ємпари всмоктування відповідає об’єму, що описує поршень компресора V=V_{h .} Продуктивність або подача компресора повинна відповідати масові (об’ємній) продуктивності випарника – компресор повинен всмоктувати всю пару, що утворилася у випарнику при відбиранні тепла холодоагентом від приміщення охолодження. Тільки в цьому випадку у випарнику буде утворюватися зниження тиску і потрібна температура кипіння холодоагенту. В свою чергу продуктивність конденсатора, - тепловий потік, що в ньому реалізується, повинна відповідати подачі компресора, шоб вся пара, що нагнітається, могла перетворитися в рідину.

Продуктивність компресора виражається не тільки масою або об’ємом засмоктуючої в одиницю часу пари, але й холодопродуктивністю машини, - кількістю тепла Q (Вт), що сприймається компресором пари G (кг/с) при заданій холодопродуктивності машини Q₀ (Вт) і питомої масової холодопродуктивності холодоагенту q₀ (Дж/кг) визначають по формулі:

G= Q₀ / q₀.

Об’єм пари V (м³/с), що засмоктується компресором, при її питомому об’ємі u₁ (м³/кг), що відповідає стану пари перед всмоктуючим клапаном компресора, знаходять за формулою:

V=G*u₁

При заданій масі або об’ємі пари всмоктування холодопродуктивність компресора (Вт) визначається як:

Q₀= G* q₀= V* q₁/ u₁= V* q_u,

Де q_u – питома об’ємна холодопродуктивність холодоагенту, Дж/м³.

Холодопродуктивність залежить не тільки від маси або об’єму пари засмоктування, але й від їх параметрів. Теоретичною холодопродуктивністю 1 кг холодоагенту називають різницю між ентальпіями холодоагенту рідкого перед дроселю вальним вентилем і випаруваного у відповідності з теоретичним циклом.