Термодинамічний аналіз каскадної холодильної машини морського рефконтейнера

Abstract

Напрямком дослідження є аналіз каскадної холодильної машини для морських контейнерних перевезень. Низькотемпературні рефконтейнери призначені для перевезення на далекі відстані цінних вантажів, таких як: продукти крові, біопрепарати і цінні види риб. Режим транспортування таких вантажів передбачає підтримку в контейнері температури до –600С. Зазначений температурний режим забезпечують каскадні холодильні машини. Особливістю конструктивного рішення каскадної машини є розміщення обладнання в межах габаритів контейнера. Робочі речовини машини повинні відповідати вимогам морського регістру і мати високий ступінь термодинамічної досконалості. Проведення термодинамічного аналізу характеристик каскадної холодильної машини забезпечує створення низькотемпературних холодильних машин, які відповідатиме екологічним законам, умовам енергоефективності, експлуатаційної надійності і мінімальним масогабаритним характеристикам. У статті на прикладі каскадної машини рефкантейнера для транспорту заморожених туш блакитного тунця розглянуто дві конструктивні схеми: з робочою речовиною R23 в нижніх каскадах і робочими речовинами R507 і R 744 в верхніх каскадах. Для конкретного температурного режиму циклів вирішена «транспортна» задача оптимізації: визначені мінімальні масогабаритні характеристики компресорів, що входять до складу холодильної машини. В результаті обрана пара робочих речовин R744 / R23, сформовано схемно-циклове рішення машини. Особливістю циклу верхнього каскаду є транскретичні процеси відведення тепла. Проведено термодинамічний аналіз сформованого циклу каскадної холодильної машини епропійно-цикловим методом. Визначено вплив незворотніх втрат в окремих елементах холодильної машини, оцінена абсолютна величина енергетичних втрат в кожному елементі машини. Доведено, що для отримання достовірних значень термодинамічної досконалості циклу за наявністю процесів в транскритичній області доцільно використовувати у якості оборотного циклу зразка складний цикл «Карно-Карно-Лоренц».