разное

Без названия

Отделитель жидкости (рис.7.7) представляет аппарат механи­ческого действия, который предназначен для обеспечения сухого хода компрессора. Влажный пар, попадая в отделитель жидкости, разде­ляется на насыщенную жидкость и насыщенный пар. В классическом варианте отделитель жидкости не влияет на цикл холодильной машины. Этот элемент получил широкое применение в качестве циркуляционного ресивера в так называемых насосно-циркуля - ционных схемах.

Циркуляционный ресивер способствует повышению эффек­тивности холодильной машины, так как оказывает влияет на термо­динамический цикл.

В холодильной машине (без циркуляционного ресивера) кратность циркуляции рабочего вещества через испаритель равна 1 кг/кг (1 условный кг пара на выходе из испарителя по отношению к 1 условному кг влажного пара на входе в испаритель), т. е. на выходе из испарителя все рабочее вещество превращается в пар.

В крупных холодильных установках с непосредственным кипением рабочего веществе в приборах охлаждения не всегда рацио­нально использовать кратность циркуляции 1 кг/кг. Причина заключа­ется в том, что на начальных участках испарителя процесс кипения рабочего вещества происходит интенсивно. По мере выкипания жидкости, количество пара увеличивается, тем самым интенсивность процесса теплопередачи резко снижается. Это приводит к нарушению температурного режима в целом по охлаждаемому объекту (например, по всему объему камеры хранения грузов).

При использовании циркуляционного ресивера кратность цир­куляции рабочего вещества может быть принудительно увеличена, например, до 5 и больше, что достигается установкой насоса на линии жидкого рабочего вещества после отделителя жидкости (в точке 4'на рис.7.7). В связи с этим схема получила название насосно-циркуля - ционной, а отделитель жидкости переименован в циркуляционный ресивер. Использование циркуляционного ресивера приводит к уве­личению удельной холодопроизводительности машины от q0 до q0[25].

Рассмотрим некоторые схемы, в которых использование отделителей жидкости способствует увеличению удельной массовой холодопроизводительности машины (или уменьшению потерь, связан­ных с необратимостью в процессе дросселирования)

Схема холодильной машины с материальной регенерацией (рис.7.8) впервые была представлена в 1955 году Л. М.Розенфельдом и А. Г.Ткачевым как теоретическая.

Идея схемы и соответствующего ей цикла заключается во вве­дении процесса ступенчатого дросселирования (ступень а, п) с последующим разделением полученного влажного пара в отделителях жидкости (ОЖа, ... ОЖп) на насыщенный пар (точки За", ..., 4п") и насыщенную жидкость (точки За", ..., 4п"). Жидкость предусматри­валось последовательно дросселировать до достижения давления р0,

Рис.7.8. Холодильная машина (тепловой насос) с материальной регенерацией: а) схема; б) цикл

Насыщенный пар при промежуточных давлениях направлять во вспомогательные компрессоры (КМа, ... КМп), где он будет сжат до давления рк и далее направлен в конденсатор. Число вспомогательных компрессоров равно числу отделителей жидкости, т. е. числу ступеней дросселирования.

Эффективность холодильной машины с материальной регенерацией определяется как

СОР= Qo -------------------- , (7.2)

Где Qo - полная холодопроизводительность холодильной машины без материальной регенерации; AQ0 - прирост полной холодопроизво - дительности с учетом материальной регенерации; WKm ~ работа основного компрессора при сжатии паров рабочего вещества от р0 до Рк, WKM, n ~ работа п-то вспомогательного компрессора при сжатии паров рабочего вещества от некоторого промежуточного давления, соответствующего п-ой ступени расширения, до рк.

Расчет машины с материальной регенерацией достаточно сложен. Если принять, что кратность циркуляции рабочего вещества через испаритель равна 1 условному кг рабочего вещества, то через основной компрессор также будет циркулировать 1 условный кг. Через конденсатор расход составит сумму циркуляций рабочего вещества
через все компрессоры (основной и вспомогательные). Количество пара рабочего вещества, сжимаемое каждым вспомогательным комп - ресссором, зависит от выбора давления на соответствующей этому компрессору ступени дросселирования. Описанная схема и цикл ма­шины с материальной регенерацией даже на уровне термодинами­ческого анализа демонстрируют низкую эффективность, поэтому в последующих учебниках по холодильным машинам эта машина исчезла из рассмотрения*.

Схема и цикл холодильной машины с одной ступенью материальной регенерации и одним компрессором как реальная альтернатива вышеописанной обобщенной схемы была предложена Э. Гранридом (Швеция) в 1978 году, цикл машины известен как цикл Гранрида.

Холодильная машина, работающая по циклу Гранрида (рис.7.9), предусматривает обязательное наличие системы автомати­ческого контроля и регулирования (соленоидные вентили СВ1 и СВ2, а также два обратных клапана, обеспечивающие циркуляцию рабочего вещества в строго определенном направлении).

Машина работает периодически. Жидкость рабочего вещества после конденсатора (в состоянии, соответствующем точке 3) скапли­вается в отделителе жидкости. В этот период работы отделитель жид-

Б)

Такой подход авторов является ошибочным, гак как любая идея, которая на настоящий момент не может быть реализована на практике исключительно по тех­ническим ограничениям, возможно, в будущем при совершенствовании уровня тех­ники, станет абсолютно реальной. Такие примеры будут рассмотрены далее.

Кости выполняет функции линейного ресивера, СВ2 закрыт, компресс - сор сжимает пары рабочего вещества, образующиеся при кипении рабочего вещества в испарителе (от р0 до давления конденсации рк). При определенном уровне жидкости рабочего вещества в отделителе жидкости, происходит закрытие СВ1 и открытие СВ2. Компрессор переходит в режим отсасывания паров рабочего вещества из отделителя жидкости с постепенным уменьшением давления в отделителе жидкости до некоторого значения, близкого к Ро, в результате чего температура жидкости в отделителей жидкости понижается пропорционально уменьшению давленияю Таким образом достигается переохлаждение жидкого рабочего вещества, т. е. осуществляется процесс 3-4. При достижении заданной степени переохлаждения, СВ1 открывается и закрывается СВ2.

Машина, в составе которой присутствовал герметичный компрессор (глава 10), была испытана экспериментально, чем и было доказано ее работоспособность этого схемного решения. Негативным моментом является работа компрессора при переменной степени сжатия (для обеспечения процесса переохлаждения 3-4), что требует наличия достаточно сложной системы автоматического контроля и управления. При использовании поршневых компрессоров стоимость системы автоматики намного превышает стоимость увеличения удельной массовой холодопроизводительности, в связи с чем машина, предложенная Э. Гранридом, не получила практического использова­ния и дальнейшего развития.