Причины перехода к двухступенчатому сжатию
Рассмотрим причины перехода от одноступенчатого сжатия к двухступенчатому или, другими словами, проанализируем проблемы, возникающие в одноступенчатых холодильных машинах при
>7...8 (рис.11.3).
Ро
С понижением давления кипения рабочего вещества (от р0 до р о) уменьшается удельная массовая холодопроизводительность (р0 X q0 >L) вследствие увеличения потерь, связанных с дросселированием:
• q0=nn. (b-l-4-d) для цикла 1-2-3-4;
|
|
Q о=пл. (а-1 '-4 - с) для цикла 1 -2 ~3 -4 '
С ростом величины отношения давлений увеличивается
Удельная адиабатная работа сжатия (Т wm Т):
Ро
• мкм=пл. (1-2-3-f) для цикла 1-2-3-4;
• и> 'км^пл. (1-2 '-3 - g) для цикла 7 ~2 -3 -4' Из рис.11.3 видно, что w < w'
Таким образом величина СОР при уменьшается при
Ро
Одновременном изменении двух составляющих ІІ СОР = ф [36].
1
Коэффициент подачи компрессора (Л) также уменьшается: 14
|
При |
|
Одновременно изменяются две составляющие |
Ро
Рассмотрим каждую из них отдельно. Коэффициент подачи, учитывающий наличие «мертвого пространства», определяется как
Г 1
|
ІЛ |
( Y Рк
-1
Ро
( т
Величина растет, следовательно, величина Т
Ро V Ро )
|
Растет |
Также и выражение в скобках имеет тенденцию роста. При умножении выражения в скобках на постоянную величину с (относительная величина «мертвого пространства» остается постоянной при смене
|
-1 |
|
УРо |
Г 1 л f v Рк
Режима работы) комплекс с Лс 1 будет уменьшаться.
Растет, в итоге, величина
Коэффициент подачи учитывающий объемные потери,
Вызванные дросселированием пара в клапанах, подогревом пара от
Стенок цилиндра в процессе всасывания, перетеканием из полости
Сжатия в полость всасывания в результате внутренних неплотностей,
Т Т +в
Определяется как А'=— для R717 и Л'=—---------------- для веществ HFC-
Тё сіїк+рЄ
И HCFC-типа. В общем виде можно записать в виде функции А'- f —— ™ ~ Рк t ™ То
Таким образом, если —— Т, то —— X Тк ) Ро Тк
Следовательно 1 А' = —.
При Т температура в точке 1' ниже, чем температура в Ро
Точке 1 (Tj '<Т}) - рис. 11.3. Следовательно, удельный объем в точке 1' будет больше, чем в точке 1 (у11>Vj).
Рассмотрим влияние вышеперечисленных факторов на
Рк 14
Основные характеристики компрессора при--------- I :
Ро
• ТТУЛ, так как Т Vd =МaVjt (для упрощения прини-
А Ф
Маем Ма = const ). Увеличение размеров компрессора приводит к увеличению его стоимости (капитальных и эксплуатационных затрат). Этот вопрос рационально рассматривать, когда проблема перехода к двухступенчатому сжатию решается на уровне проведения предпроектных разработок;
• ^ Qo ~ Vh' ^ ^ ^ - Необходимо отметить, что при изменении режима работы компрессора, уже находящегося в эксплуатации, геометрические характеристики компрессора не могут быть изменены (Vh = const ), в связи с чем полная холодопроизводительность холодильной машины понижается >Ц Q0. Таким образом, стоимость произведенного холода резко возрастает.
Из цикла на рис. 11.3 видно, что при снижении температуры кипения температура конца сжатия повышается (-ІТ0^>Т2 Т). Повышение Т2 приводит к подгоранию и коксованию масла в компрессоре и, как следствие этого, повышению трения и заклиниванию клапанов. Кроме того, повышенное значение Т'2 увеличивает паровую область в конденсаторе. Так как коэффициент теплоотдачи пара всегда меньше коэффициента теплоотдачи жидкости апара<ажидк, то площадь поверхности конденсатора F при
Т требует увеличения за счет расширения зоны снятия
Ро
Перегрева. Это способствует увеличению капитальных и эксплуатационных затрат конденсатора.
При Т наблюдаются большие потери при работе Ро
Компрессора, которые могут быть показаны в индикаторной диаграмме (глава 8).
Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод, что при переходе от одноступенчатого сжатия к двухступенчатому все негативные явления должны быть устранены, кроме того, СОР двухступенчатой холодильной машины должен быть выше, чем СОР одноступенчатой холодильной машины, работающей при тех же температурах кипения (Го) и конденсации (Тк).
