разное

Действительный цикл и схема

Рассмотрим низкотемпературную каскадную холодильную машину с набором вспомогательных элементов, свойственных каскад­ным холодильным машинам (рис. 15.2). Верхний каскад:

• если рабочим веществом верхнего каскада является R-717, то набор вспомогательных элементов является традиционным: запорные

А)

Б)

H

Рис Л 5.2. Действительная низкотемпературная каскадная холодильная машина (рабочие вещества верхнего и нижнего каскада - HFC - и HCFC - типа): а) схема; б) цикл

Вентили, линейный ресивер, маслоотделитель. Отделитель жидкости перед конденсатором-испарителем не устанавливают никогда; • если рабочим веществом верхнего каскада являются вещества HFC - и HCFC-типа, то используют следующие вспомогательные элементы: регенеративный теплообменник, запорные вентили, линей­ный ресивер, фильтр-осушитель.

Для расчета РТО верхнего каскада принимают Т}РТо=0,65...0,8. Тепловой баланс РТО hu - hJ6 = h}3 - h14, следует помнить, что

Tu "he >ґіз ~t14 •

Нижний каскад:

Поскольку рабочим веществом в нижнем каскаде являются низкотемпературные вещества HFC - и HCFC-типа, то холодильная машина непременно должна содержать РТО-1, а также запорные вентили, линейный ресивер и фильтр-осушитель. Для расчета РТО-1 принимают 77рго_;=0,3...0,5. Тепловой баланс РТО-1 /г7-/*6 -h3-h4, и, соответственно tj—t6 >t3-t4.

Предположим, что пар рабочего вещества после РТО-1 в состоянии точки 1 направляется в компрессор, где сжимается до давления ркнк. Для низкотемпературных холодильных машин может оказаться, что температура в конце процесса сжатия ниже темпера­туры окружающей среды (t2<tcp). Это непременно приведет к выпадению влаги на поверхности компрессора, застыванию масла и прочим негативным последствиям при эксплуатации компрессора. Избежать этих явлений возможно посредством установки РТО-2 между всасывающей и нагнетательной линией компрессора.

С точки зрения термодинамики РТО-2 нецелесообразен, однако с точки зрения эксплуатации, является необходимым.

Тепловой баланс РТО-2 запишется в виде hr — h} = h2 — h2,, поскольку теплоемкость перегретого пара при небольших степенях сжатия, примерно, одинаковая, то для РТО-2 справедливо равенство

~ tl = t2 ~ •

Для расчета РТО-2 необходимо задаться температурой в точке 2' выше, чем температура окружающей среды (например, 7^=40 ...45°С). По положению точки 2'на диаграмме состояний, приняв процесс 1 -2 'адиабатным, необходимо определить состояние рабочего вещества в точке 1'

Во время стоянки любой холодильной машины температура рабочего вещества становится равной температуре окружающей среды (машина «отепляется»). Естественно, что с ростом температуры растет и давление рабочего вещества. Таким образом в машине устанавливается давление, соответствующее давлению насыщения для конкретного рабочего вещества при температуре окружающей среды. Для низкотемпературных рабочих веществ (нижний каскад) это давление оказывается весьма высоким, что может создать большие проблемы при пуске, вплоть до разрушения компрессора. Для предот­вращения этого на всасывающей линии компрессора устанавливают расширительный сосуд (баллон, бак), который включают только при стоянке машины.

Если каскадную машину использовать в качестве высоко­температурного теплового насоса, то необходимость в установке РТО-2 и расширительного сосуда (PC) в нижнем каскаде отпадает.

Для получения холода на температурном уровне -100°С и ниже каскадная холодильная машина будет состоять из двух каскадов, каждый из которых может быть как одноступенчатой, так и двухступенчатой холодильной машиной. Например, известны схемы
для производства твердой С02, где верхний каскад - одноступенчатая холодильная машина на R-717, нижний каскад - двухступенчатая холодильная машина на R-744.

В научно-исследовательских целях были созданы трехкас - кадные холодильные машины, однако широкого практического применения они не получили.