Схема и цикл двухступенчатой аммиачной холодильной маши­ны со змеевиковым промежу­точным сосудом

Отрицательных последствий влияния большого значения отно­шения рк/ро на характеристики хо­лодильной машины можно избе­жать заменой одноступенчатого рабочего цикла многоступенчатым.

Считается, что переходить к многоступенчатому сжатию следу­ет, если

На холодильниках промышлен­ности и торговли наиболее распро­странены двухступенчатые аммиач­ные холодильные машины, создаю­щие необходимые условия для хо­лодильной обработки и хранения замороженных пищевых продуктов.

Двухступенчатая аммиачная машина со змеевиковым промежу­точным сосудом (рис. 2) работает следующим образом.

Перегретый пар аммиака вса­сывается компрессором первой сту­пени КМ, сжимается в нем до промежуточного давления рпр (про­цесс /—2) и нагнетается в проме­жуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента. Барботируя через слой жидкости, пар охлаж­дается до насыщенного состояния (2—2"), затем снова перегревается (2"—3) и всасывается компрессо­ром второй ступени КМъ.

33

В компрессоре КМ-2 пар сжи­мается от промежуточного давле­ния рПр до давления конденсации р* (3—4) и нагнетается в конден­сатор КД. Здесь пар охлаждает­ся (4—4") и конденсируется (4"— 4′). Сконденсированная насыщен­ная жидкость здесь же в конден­саторе может переохлаждаться (4’—5) в зависимости от его кон­струкции на 3—4 t.

РИС. 2. Рринципиальная схема (а) и цикл на », lg р-диаграмме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змееви­ковым промежуточным сосудом

Переохлажденная жидкость по­ступает в змеевик промежуточно­го сосуда, где дополнительно пе­реохлаждается (5—б). Змеевик на­ходится под уровнем кипящего хладагента (состояние 7′) при тем­пературе ґ„р.

Таким образом, теоретическим пределом переохлаждения жидко­го хладагента (при давлении кон­денсации рн) в змеевике является промежуточная температура tnp. Практически же температура /5 бу­дет на 3…5 °С выше tr=tn.. Раз­ность температур /в—/7’= 3…5 °С называют недорекуперацией.

После переохлаждения основ­ной массовый поток хладагента Gі (в кг/с) дросселируется в ре­гулирующем вентиле ПВ {6—8) и поступает в испаритель И. Не­большая же часть этого потока дросселируется в регулирующем вентиле ПВг (6—7) и поступает в промежуточный сосуд. Образую­щийся в процессе дросселирования пар 6’вместе с основным массовым потоком G і всасывается компрес­сором второй ступени /СМг. К ним добавляется еще массовый поток G", образующийся в промежуточ­ном сосуде при кипении хладаген­та за счет отвода теплоты от змее­вика н охлаждения пара в про­цессе 2—2" при его барботирова — нии через слой жидкого хлад­агента.

Таким образом,

G,= G,+ G’ +G",

Т. е массовый поток G2, всасывае­мый компрессором /СМг, больше массового потока Gi. проходящего через испаритель и компрессор КМ, на сумму G’ + G", которая составляет 10—20% от Gi.

Объемный поток пара, всасы­ваемого компрессором КМ\

V = gv.

Он в несколько раз больше объ­емного потока пара, всасываемого компрессором KMt:

Vi— G3V3.

Это объясняется тем, что удель­ный объем vi значительно больше удельного объема &з-

На рис. 2, б условно показаны процесс дросселирования при отсутствии промежуточного сйсуда (5—Sa) и процесс одноступенчато­го сжатия (/—4а).

Из диаграммы видно, что при двухступенчатом сжатии темпера­тура 14 заметно ниже температу­ры /4». Этот фактор, а также то, что отношения давлений p«/p„p = = Рпр/ро существенно меньше от­ношения давлений рк/ро, обеспечи­вают лучшие характеристики ра­боты компрессоров при двухсту­пенчатом сжатии, чем при одно­ступенчатом.

Дополнительное переохлажде­ние жидкого хладагента в змееви­ке промежуточного сосуда позво­ляет увеличить удельную массовую холодопроизводительность машины на величину Д? о (кДж/кг): A<7o = ie. — <V

В связи с тем что на i, Igp — диаграмме значение і отнесено к единице массы хладагента (I кг), а в двухступенчатой холодильной машине массовый поток Gг больше массового потока Gi, это должно быть учтено при расчете характе­ристик цикла с помощью диаграм­мы. Условно принимают: если Gi= = 1 кг, то при растете процессов, происходящих с массовым потоком G% разность энтальпий умножают на отношение G2/G1.

Так, удельная работа сжатия компрессора КМ

Ікчі—із —

А компрессора КМч Uu2 = (G2/GI) (1’4-i. i).

Удельная массовая холодопро­изводительность машины

<70=1,—tg,

А удельная тепловая нагрузка кон­денсатора

Q^—(G2/Gi) (<4 —t’s).

Если известен теплоприток к испарителю Qh (кВт), значение Gі (кг/с) находят из отношения:

Gi = Qh/Qq-

Значение йг получают, состав­ляя уравнения теплового и мас­сового балансов промежуточного сосуда.

Для рассматриваемого случая

Г п h —17

G2=GІ — г.

1др, МПа

РИС. 3. Принципиальная схема (а) и цикл на i, lg р-диаграиме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителями и насосной подачей хлада­гента

І, а, йж/кг

Промежуточное давление р„Р выбирают таким, чтобы холодиль­ный коэффициент двухступенчато­го цикла

9 о

Е =

/км1 + / км2

Был максимальным.

І

Posted in К холодильной технике