Схема и цикл с полным промежуточным охлаждением и однократным дросселированием.

⇐ ПредыдущаяСтр 12 из 14Следующая ⇒

В схему холодильной машины, представленной на рисунке 5.5. для промежуточного охлаждения включен специальный промежуточный сосуд со змеевиком. Цикл в S – T и h – Р диаграммах показан на том же рисунке. Перегретый пар холодильного агента после испарителя поступает на всасывание в ступень низкого давления, где сжимается в процессе 1 – 2 от давления кипения Р_одо промежуточного давления Р_пр. Сжатый пар из ступени низкого давления направляется в промежуточный охладитель, где охлаждается в процессе 2 – 3 внешней охлаждающей средой (водой или воздухом) до температуры, близкой к температуре конденсации, т.е. Т₃ ≈ Т_к. Затем предварительно охлажденный пар подается по трубопроводу в нижнюю часть промежуточного сосуда под слой жидкого холодильного агента, температура которой равна промежуточной температуре Т_пр. Пузырьки пара поднимаются вверх (барбатируются) сквозь толщу жидкости и одновременно охлаждаются в процессе 3 – 4 за счет тепломассообмена с жидким холодильным агентом. Теоретически считается, что при этом происходит идеальный теплообмен, в результате которого пар хладагента охлаждается до промежуточной температуры, т.е. Т₄ = Т_пр. После промсосуда охлажденный пар всасывается ступенью высокого давления, где сжимается в процессе 4 – 5 от промежуточного давления Р_пр до давления конденсации Р_к.Сжатый горячий пар из ступени высокого давления поступает в конденсатор, в котором сначала охлаждается а потом конденсируется в процессе 5 – 6 при постоянном давлении конденсации Р_к. Образовавшаяся жидкость перед промсосудом делится на два потока. Меньшая часть жидкости дросселируется во вспомогательном дроссельном устройстве в процессе 6 – 7 и поступает в промежуточный сосуд для пополнения и поддержания в нем постоянного уровня жидкого холодильного агента. Основной поток проходит по змеевику промежуточного сосуда и охлаждается в процессе 6 – 8 за счет теплообмена с жидким холодильным агентом, который находится в промсосуде. Температура охлажденной жидкости, выходящей из змеевика промсосуда, на (2-3) ^оС выше промежуточной температуры, т.е. Т₈ = Т_пр + (2 - 3) ^оС. Далее охлажденный жидкий хладагент дросселируется в основном дроссельном устройстве в процессе 8 – 9 от давления конденсации Р_к до давления кипения Р_о. После дросселирования холодильный агент поступает в испаритель, в котором жидкость кипит в процессе 9 - 1' за счет подвода теплоты от охлаждаемой среды. Пар образовавшийся при кипении перегревается в процессе 1' – 1, всасывается компрессором нижней ступени и цикл повторяется вновь.

Рисунок 5.5. Схема и цикл с полным промежуточным охлаждением и однократным дросселированием

Удельная холодопроизводительность цикла (количество теплоты, подведенной к 1 кг холодильного агента в испарителе):

q_о = h_1' – h₉.

Удельная тепловая нагрузка конденсатора:

q_к = h₅ – h₆.

Удельная работа сжатия в ступенях низкого и высокого давления:

l_с.н = h₂ – h₁,

l_с.в = h₅ - h₄.

Массовая производительность ступени низкого давления:

Массовая производительность ступени высокого давления G_а.в находится из теплового баланса промежуточного сосуда, который имеет вид:

;

Тогда имеем:

Полный тепловой поток в конденсаторе:

Теоретическая потребляемая мощность в низкой и высокой ступенях сжатия:

Общая потребляемая мощность в ступенях низкого и высокого давлений:

N_т = N_т.н + N_т.в

Теоретический холодильный коэффициент:

Схема и цикл с неполным промежуточным охлаждением и двукратным дросселированием.

А Б В

Рисунок 5.6 - Схема и цикл с неполным промежуточным охлаждением и двукратным дросселированием.

В такой холодильной машине применяется промежуточный сосуд без змеевика Ее схема и цикл в S – T и h – Р диаграммах представлен на рисунке 5.6. Пар холодильного агента после испарителя сжимается в ступени низкого давления в процессе 1-2 от давления кипения Р_о до промежуточного давления Р_пр. После компрессора сжатый пар предварительно охлаждается в промежуточном охладителе в процессе 2-3 до температуры, близкой к температуре конденсации, т.е. Т₃ ≈ Т_к. Далее предварительно охлажденный пар смешивается с холодильным паром выходящим из промежуточного сосуда в состоянии 10. В результате смешивания получается пар какого-то среднего состояния 4. После смешивания охлажденный пар всасывается ступенью высокого давления, где сжимается в процессе 4-5 от промежуточного давления Р_пр до давления конденсации Р_к. Пар холодильного агента после сжатия направляется в конденсатор, в котором охлаждается и конденсируется в процессе 5-6. Вся образовавшаяся в процессе конденсации жидкость дросселируется в первом дроссельном устройстве в процессе 6-7 от давления конденсации Р_к до промежуточного давления Р_пр.После дроссельного образуется влажный пар состояние 7 который поступает в промежуточный сосуд, в промежуточном сосуде происходит фазовое разделение потоков на пар процесс 7-10 и жидкость процесс 7-8. Пар как более легкая фаза поднимается вверх и выходит из промсосуда на всасывание в ступень высокого давления. Жидкость опускается в нижнюю часть промежуточного сосуда и выходит ко второму дроссельному устройству, где дросселируется в процессе 8-9 от промежуточного давления Р_пр до давления кипения Р_о. После дросселирования хладагент направляется в испаритель, в котором кипит в процессе 9-1′, отнимая теплоту от охлаждаемой среды. Пар, образовавшийся в результате кипения, перегревается в процессе 1′ -1, всасывается компрессором низкого давления, сжимается и цикл повторяется вновь.