Двухступенчатая холодильная машина без промежуточного охлаждения и с однократным дросселированием
Двухступенчатая холодильная машина (рис.12.1) без промежуточного охлаждения, использующая однократное дросселирование, применяется для малых морозильных камер, малых низкотемпературных холодильников и т. д. Особенностью цикла этой машины (отличием от одноступенчатой машины) является введение промежуточного давления, т. е. процесс сжатия от р0 до рк осуществляется двумя последовательно расположенными компрессорами. В общем виде цикл рассматриваемой двухступенчатой машины 1-2-3-4-5 полностью повторяет цикл одноступенчатой машины (1)-(2)-(3)-(4). Таким образом термодинамическая эффективность двухступенчатой машины и одноступенчатой равны, так как удельная работа одного компрессора является суммой удельных работ двух последовательно установленных компрессоров
(12.1а) |
СОР- |
Чо
WKHC + wKBC
Или
(12.16) |
Пл. ( а -1 ~ 5 - b)
СОР = -
Wi.(l-2-f-g-l) +rui.(2-3~f-2)
Отличие двухступенчатой машины от одноступенчатой видно при рассмотрении действительной величины СОР как
А) |
В)
Рис. 12.1. Двухступенчатая холодильная машина без промежуточного охлаждения, использующая однократное дросселирование (РТО не показан: а) схема; б) цикл в диаграмме T-s (для сравнения (1)-(2)-(3)-(4) - цикл одноступенчатой холодильной машины), в) цикл в диаграмме lgp-h
СОРдейств ~ ^ кнс °NKBC ' (12.2)
Уменьшение степени сжатия в каждом компрессоре приводит к повышению эффективности их работы (п. 11.1), следовательно, сумма эффективных мощностей двух последовательно работающих компрессоров оказывается меньше, чем эффективная мощность одного компрессора, работающего в диапазоне давлений от р0 до рк - Это же относится и к анализу величины Таким образом переход к двухступенчатому сжатию посредством последовательного использования двух компрессоров оказывается положительным с точки зрения термоэкономических показателей машины, при этом термодинамическая эффективность остается неизменной.
Схемное решение, представленное на рис. 12.1а, может дополняться традиционным РТО. Возможно также использование бес - сальниковых (герметичных) компрессоров, как на низкой, так и на высокой ступени либо последовательное сжатие в различных цилиндрах многоступенчатого компрессора.
Анализируя схему можно заметить, что массовый расход ра-
КНС квс
Бочего вещества через КНС и КВС одинаковый Ма =Ма и определяется как
Мкнс = Оо_^ (123)
Qo
Несмотря на равенство массовых расходов рабочего вещества через компрессоры, V/>V2, в связи с чем VhKHC > V[37]BC.
При условии равенства массовых расходов выражение для определения СОР (ур.(12.1)) является верными как с точки зрения логической записи, так и для проведения расчетов.
Двухступенчатая холодильная машина с неполным промежуточным охлаждением и однократным дросселированием
Двухступенчатая холодильная машина с неполным промежуточным охлаждением и однократным дросселированием известна в литературе как фреоновая низкотемпературная двухступенчатая холо-
Т |
||
AJ 5/РкТ|с/г Тег ®){ ------------- 3| |
І |
|
F Iх у |
||
J 1 PnpTnp / v „/ роТо |
||
[ 6 ь |
® ф |
<! A S |
Б) |
Igp
5/ркТк |
4 |
|
/ |
Т"—І РпрТпр / |
/ |
/ |
РоТо /у |
/ |
/ С q° > |
1 |
|
В)
Рис. 12.2. Двухступенчатая холодильная машина с неполным промежуточным охлаждением и однократным дросселированием (РТО не показан: а) схема; б) цикл в диаграмме T-s; в) цикл в диаграмме lgp~h
Дильная машина (рис. 12.2). Особенность этого схемного решения заключается во введении промежуточного охлаждения между ступенями сжатия. При этом промежуточное охлаждение осуществляется исключительно внешней охлаждающей средой (например, водой), что обеспечивает неполное промежуточное охлаждение. В этом схемном решении сохраняется однократное дросселирование.
Проанализируем схему и цикл. Промежуточный охладитель - вспомогательный теплообменный аппарат, в котором происходит промежуточное охлаждение. Точка 3 (конец промежуточного охлаждения) определяется как
Т3 = Тср+ AT, (12.4)
Где AT - разность температур на теплопередачу между паром рабочего вещества и охлаждающей средой, АТ= 3...5 град.
Величина СОР двухступенчатой холодильной машины по сравнению с одноступенчатой увеличится за счет уменьшения работы компрессора верхней ступени, обусловленное присутствием промежуточного охлаждения
Т СОР = шс q° квс, (12.5а)
Wkhc+wkbc i
Или
(12.56) |
СОР = |
Wi.(l-2-f-g) + |
Пл.(а-І-б-Ь)
Nn.(2-(2)-5-f-2)~ - пя.( 2-(2)-4~3
Схемное решение, представленное на рис Л 2.2а также может дополняться традиционным РТО, возможно использование бессаль - никовых (герметичных) компрессоров или упоминавшееся ранее использование одного многоступенчатого компрессора.
Поскольку дросселирование в рассматриваемой двухступенчатой машине является однократным, то массовый расход рабочего вещества через КНС и КВС одинаковый - ур.(12.3). Аналогичен и
Вывод, полученный ранее о V*HC > VhKec.