Схема и цикл двухступенчатой ХМ с однократным дросселированием и с неполным промежуточным охлаждением паров ХА

 

Схема и рабочий цикл такой установки приведен на рис.5.3.

Под действием теплоты теплоотдатчика (ХН) q0 в испарителе кипит хладагент (как правило, в межтрубном пространстве) при температуре Т0 и давлении Р0. В точке 1 – сухой насыщенный пар, который отсасывается компрессором низкого давления I. Дальнейшие процессы:

 

 
 

Рис.5.3. Схема и цикл двухступенчатой компрессорной ХМ с однократным дросселированием:

I – компрессор низкого давления (1-я ступень, КНД); II - промежуточный охладитель; III – компрессор высокого давления (2-я ступень, КВД); IV – конденсатор; V – промежуточный сосуд со змеевиком; VI – дроссель (основной); VII – испаритель; VIII – дроссель (для подпитки промсосуда)

 

Под действием теплоты теплоотдатчика (ХН) q0 в испарителе кипит хладагент (как правило, в межтрубном пространстве) при температуре Т0 и давлении Р0. В точке 1 – сухой насыщенный пар, который отсасывается компрессором низкого давления I. Дальнейшие процессы:

1-2 – сжатие паров хладагента в КНД. Работа сжатия ;

2-3 – промежуточное охлаждение ХА в теплообменнике (водой, воздухом). Теплота охлаждения qохл=i3-i2;

3-4 – дополнительное охлаждение ХА за счет подмешивания насыщенных паров из промежуточного сосуда с параметрами Тпр и Рпр. Энтальпия потока в т.4 определяется из уравнения баланса G3×i3+G9×i9=(G3+G9i4;

4-5 – сжатие паров ХА в КВД. Работа сжатия ;

5-6 – конденсация паров ХА в конденсаторе за счет отвода теплоты qк в окружающую среду. Теплота конденсации qк=i5-i6;

6-7 – охлаждение конденсата ХА в змеевике промежуточного сосуда кипящим хладагентом в сосуде. Величина недоохлаждения до температуры кипения Тпр составляет обычно 3-5 К;

7-8 – дросселирование (i7=i8);

8-1 – кипение ХА в испарителе. При этом холодопроизводительность цикла определяется разностью q0=i1-i8. Цикл замкнулся.

Так как точка 4, которая характеризует параметры пара после смешения насыщенного пара (т.9) с перегретым (т.3), всегда будет находится в области перегретого пара, то такую схему поэтому и называют – ХМ с неполным промежуточным охлаждением.

На "переохлаждение" ХА в змеевике расходуется часть конденсата, но эти затраты окупаются снижением работы компрессора и увеличением холодопроизводительности ХМ в целом. Из-за подмешивания паров промежуточного сосуда к основному потоку ХА производительность компрессора высокого давления всегда должна быть больше производительности КНД.

Регулирующее устройство с помощью подпитывающего дросселя VIII поддерживает постоянный уровень ХА в промежуточном сосуде.

В двухступенчатых ХМ со змеевиковым промежуточным сосудом в качестве рабочего вещества чаще всего применяется аммиак.