разное

С неполным промежуточным охлаждением, параллельным дросселированием[38] и переохлаждением жидкости

Рассмотрим возможность повышения СОР двухступенчатой холодильной машины путем увеличения удельной массовой холодо­производительности в соединении с уже рассмотренными методами осуществления промежуточного охлаждения.

Существуют две схемы и один соответствующий им цикл (рис.12.5). Особенность схем заключается во введении процесса пере­охлаждения жидкого рабочего вещества после конденсатора при рк, что и способствует увеличению удельной массовой холодопроизводи­тельности. Переохлаждение осуществляется в экономайзере (рис. 12.5а) или промсосуде (рис.12.5б).

Поток жидкости рабочего вещества после конденсатора (в состоянии точки 5) раздваивается:

• основная часть потока (при давлении рк) направляется в змеевик экономайзера или промсосуда, где переохлаждается от температуры в точке 5 до температуры в точке 7. Температура рабочего вещества в точке 7 определяется как

Т7=Т6-+АТндр, (12.26)

Где АТ„др - температура недорекуперации в змеевике экономайзера (промсосуда) между рабочим веществом внутри змеевика (точка 7) и кипящим рабочим веществом при рпр в пространстве вокруг змеевика (точка 6', причем Т6~Т6^Т6^Тпр). В расчетах принимают АТндр= 1...3 град. Несмотря на то, что величина ATH$P очень мала, ее необходимо показывать даже при условном изображении цикла;

• служебный поток дросселируется от рк до рпр и направляется в экономайзер (промсосуд), где кипит, охлаждая основную часть потока.

Промежуточное охлаждение осуществляется в процессе сме­шения пара рабочего вещества, образовавшегося в результате кипения при давлении рпр (процесс 6-6 ') с паром рабочего вещества после КНС

Как и для машин, описанных в п. 12.3, смешение происходит во всасывающей линии КВС или внутри промсосуда.

Схема машины с промсосудом (рис.12.5б) известна в литера­турных источниках как аммиачная двухступенчатая холодильная ма­шина с неполным промежуточным охлаждением и змеевиком в пром- сосуде, а схема, изображенная на рис. 12.5а известна в иностранной литературе как двухступенчатая холодильная машина с экономай­зером.

Величина СОР анализируемой двухступенчатой холодильной машины (рис.12.5) по сравнению с одноступенчатой машиной увели­чивается

Глава 12_____________________________________________________ 365

Tt СОР = lZ + Aq°t (12.27а)

КНС +W*»C I

W

Или

-с;

Л Jt КВС - Ж КНС, а Ш, 1 м змеевик / і о 11

Ма =ма +Мапоток х6+Ма, (12.31)

Где

Мзмеееик =МШС. h5 "Л (12 32)

V - К

После преобразований ур.(12.31) с учетом ур.(12.13) и (12.32), получаем

Квс кнс „ /д>г квс „ж /гяс , кнс h5 - h7

= Ма +Ма - М а у х6 + Ма -------------------------------- —(12.33а)

V - К

Или

Мшс. Vj^L (1233б)

Состояние рабочего вещества на всасывании в КВС (точка 3) определяют из уравнения энергетического баланса процесса смешения

H3 ■ Маквс = h2 • Макнс + h6.. - (м/ж' - Л//яс) (12.34а)

Или

Мкнс

(12-346)

М

Из анализа видно, что независимо от того, будет ли в схеме машины использован экономайзер или промсосуд со змеевиком, логическая запись ур. (12.10) сохраняет свою актуальность, для расчетов

H - h

Необходимо использовать ур. (2.11), в котором а = - 6 7

V - А

Как и ранее, Ма >Ма, однако v3<vh в связи с чем

Тгкнс. тгквс h

В современных двухступенчатых машинах предпочтение отдано экономайзеру, как аппарату малоемкому по рабочему веществу.

Двухступенчатая холодильная машина с полным промежуточным охлаэвдением, параллельным дросселированием и переохлаждением жидкости

Схема и цикл двухступенчатой холодильной машины с полным промежуточным охлаждением, параллельным дросселирова­нием и переохлаждением жидкости в змеевике промсосуда представлены на рис. рис. 12.6.

Порядок построения цикла для случая, описанного в п. 12.5, сохраняется, однако необходимо показать в цикле полное промежуточное охлаждение. Оно может быть реализовано только в промсосуде при использовании явления барботажа. Таким образом Т3=Т6"=Тпр и h3-h6".

Величина СОР цикла анализируемой двухступенчатой холо­дильной машины (рис.12.6) по сравнению с одноступенчатой возрас­тает за счет увеличения холодопроизводительности и максимального

Уменьшения работы КВС, обусловленного наличием полного проме­жуточного охлаждения

Ттт гпр - q° ^

— „квс и

Или

Пл. (а -1 -(4)-Ь) + пл.( b —(4) — 8 — с)

Пл.(2-(2)-5- 6'-2 ) - пл.( 2-(2)-4-6" )

Расход рабочего вещества через КНС (и через испаритель)

Определяется как МаШС = , расход рабочего вещества через КВС

Яо

(и конденсатор) на основании теплового баланса промсосуда составит

Кнс h2 — h7

Мпквс - М,

H3-h6

Для определения величины СОР (ур.(2.10))

П3 - П6

Несмотря на то, что с точки зрения термодинамического анализа значение СОР для двухступенчатой холодильной машины с полным промежуточным охлаждением и змеевиком в промсосуде не самое высокое среди всех двухступенчатых машин, вопросы эксплуатационной надежности, решенные в этой машине, обеспечили ей широкое применение в промышленности и, следовательно, подробное описание в различных литературных источниках.

Первая позитивная особенность заключается в специфике холодильных установок, в состав которых входит двухступенчатая холодильная машина. В бывшем СССР, как правило, одна холо­дильная установка обслуживала большое число холодильных камер, иногда даже все камеры одного холодильного предприятия. Таким образом необходимо было подавать рабочее вещество на большие расстояния из компрессорного цеха (места расположения холо­дильной машины) в камеры хранения. Зачастую камеры хранения
располагались и во многоэтажных зданиях холодильников. Большая разница давлений между рк и pQ, свойственная двухступенчатым машинам, способствовала созданию высокого напора в трубопроводе (точка 7 на диаграмме состояний), что давало возможность транс­портировать рабочее вещество в холодильные камеры без насосов (насосно-циркуляционные схемы, принцип работы которых описан в п.7.2.2, появились значительно позже). Естественно, речь идет о холодильных установках, где применялось непосредственное кипение рабочего вещества в приборах охлаждения.

Вторая позитивная особенность рассматриваемой двухсту­пенчатой машины заключается в возможности максимально выделять масло из его смеси с рабочим веществом (R-717) до поступления рабочего вещества в испаритель. Проследим этот процесс. Рабочее вещество из испарителя направляется в КНС, где при сжатии насыщается маслом. При прохождении маслоотделителя (на схеме не показан) только часть масла осаждается в нем, остальная же часть вместе с рабочим веществом направляется в промсосуд. Поскольку основной поток рабочего вещества, охлаждающийся в промсосуде (процесс 5-7), находится внутри змеевика, то количество масла, содержащееся в нем (после последовательного прохождения маслоотделителя и конденсатора), не увеличивается.

Понятно, что эти две особенности действительно оказались значимыми, так как кроме эксплуатационной надежности они способ­ствовали частичному снижению эксплуатационных затрат.