Схема и цикл двухступенча­той аммиачной холодильной ма­шины с двумя испарителями и насосно-циркуляционной систе­мой охлаждения

В двухступенчатой аммиачной холодильной машине с промежу­точным сосудом хладагент посту­пает в испаритель в виде паро- жидкостной смеси (состояние S)- Несмотря на то, что степень су­хости пара хя может быть неболь­шой (0,1…0,3), удельный объем пара vr значительно больше удель­ного объема жидкости vw (при /0=—30°С отношение иг/и8,= = 653), т. е. значительная часть теплопередаюшей поверхности ис­парителя контактирует (омывает­ся) не с жидкостью, а с паром. Вследствие этого теплопередаre­man способность испарителя суще­ственно ухудшается.

Этого можно избежать подачей жидкого хладагента в испаритель насосом в большем количестве, чем необходимо для отвода тепловой нагрузки QH.

Принципиальная схема насос­но-циркуляционной двухступенча­той аммиачной холодильной маши­ны с двумя испарителями (дву­мя температурами кипения), так называемой компаунд ной, и ее теоретический цикл на i, Igp — днаграмме показаны на рис. 3.

^ /ы

КД

/ ^

Jpb2 J

1 „ ^ 1

J

Схема и цикл двухступенча­той аммиачной холодильной ма­шины с двумя испарителями и насосно-циркуляционной систе­мой охлаждения

Температура кипения в испа­рителях И і и И2 — соответствен­но /оі и /о2 (например, —30 и —10 °С). Хладагент подается в ис­парители насосами //, и Яг. Жид­кий хладагент к насосам поступает под напором столба жидкости из циркуляционных ресиверов ЦР и UPi, которые выполняют роль не только сборников (ресиверов), но и отделителей жидкости и предохра­няют компрессоры КМ и КМі от попадания в них жидкого хлад­агента.

С помощью компрессоров в ресиверах поддерживаются необхо­димые давления кипения рої и рог, соответствующие заданным температурам кипения ґ0і и /02.

Пар из испарителя И і вместе с избытком жидкости поступает в циркуляционный ресивер UP і. от­куда всасывается компрессором КМ, сжимается в нем до давле­ния кипения рог (процесс /—2) и нагнетается в циркуляционный ре­сивер ЦР?. Сюда Ж£ поступает пар из испарителя Иг. Общий поток пара из ЦР2 всасывается компрес­сором /СМг, сжимается до давле­ния конденсации рк {3—4) и на­гнетается в конденсатор КД.

Жидкий хладагент из конден­сатора проходит через регулирую­щий вентиль РВ2, дросселируется в нем (4’—5) от давления конден­сации рх до давления кипения рог и поступает в циркуляционный ресивер ЦРг. Образовавшийся при дросселировании пар (состоя­ние 2") всасывается компрессором КМ2 вместе с паром, нагнетаемым компрессором КМ, и паром, об­разующимся в испарителе Ич.

Часть жидкого хладагента из циркуляционного ресивера UPt на­сосом Иг подается в испаритель Иг, а часть — дросселируется в ре­гулирующем вентиле РВ до дав­лення кипения рог и направляет­ся в циркуляционный ресивер ЦРI Отсюда образовавшийся при дрос­селировании пар вместе с паром

Из испарителя И всасывается ком­прессором К Мл.

Как уже указывалось, насосы подают в испарители в несколь­ко раз больше жидкого хладаген­та, чем нужно для отвода тепло­вой нагрузки.

Отношение массового потока хладагента, подаваемого насосом в испаритель, к массовому потоку об­разующегося в. испарителе пара G„/Gn = n называют кратностью циркуляции хладагента. Значение п зависит от особенно­стей конкретной холодильной уста­новки.

Если известны тепловые нагруз­ки на испарители Q„i и QMv, то массовые потоки пара Gni и G„2 можно найти из отношений:

Сп.=

І,—I,. <?н2

G„2~ г

В компрессор КМ, кроме мас­сового потока пара G„i, будет по­ступать также пар, образующий­ся при дросселировании в регули­рующем вентиле РВ і. Общий мас­совый поток пара GK„1 (кг/с), вса­сываемого компрессором /СAfі:

GhhI = Gnl 4′ G|(Ml*6,

Или

G пі

GKM,= — j^—.

Массовый поток пара Gk»2 (.кг/с), всасываемого компрессо­ром КМг.

Gkm2 —

GkuI — GkmI + G„2+

Или

Gum i Gn2 1 — X5

Схемы и циклы каскадных фрео­новых холодильных машин

В ряде случаев, обычно для экспериментальных или других спе­циальных целей, необходимы низ­
кие температуры — порядка —80… — 100 °С. Использование в этих случаях многоступенчатых холо­дильных машин, работающих на одном хладагенте, нецелесообраз­но. •

Так, при работе на хладаген­те среднего давления R12 или R22 давление кипения будет существенно ниже атмосферного, а удельный объем пара, всасывае­мого компрессором, очень боль­шим. Поэтому компрессор нижней ступени будет иметь увеличенные габаритные размеры и металло­емкость.

Применение одного хладагента высокого давления невозможно из — за низкой критической температу­ры, а аммиак вообще нельзя ис­пользовать, так как его темпера­тура замерзания —78 °С.

Для получения низких темпера­тур эффективны так называемые каскадные фреоновые холо­дильные машины. Они представля­ют собой систему отдельных одно­ступенчатых или двухступенчатых машин, работающих на разных хладагентах.

На рис. 4 показана принци­пиальная схема и циклы наиболее простой каскадной двухступенча­той фреоновой холодильной маши­ны. Она состоит из двух одно­ступенчатых холодильных машин, одна из которых — нижняя сту­пень каскада — работает на хлад­агенте R13, а другая — верхняя ступень — на хладагенте R22.

Циклы этой машины условно изображены на одной диаграмме (рис. 4,-6) в целях лучшего пони­мания принципа ее действия.

Обе ступени каскадной машины объединяет один общий аппарат конденсатор-испаритель КД-И. Он служит конденсатором для хлад­агента R13 и испарителем для хладагента R22. В нем теплота кон­денсации R13 передается кипяще­му R22.

Использование в нижней ступе­ни R13 позволяет иметь в испа-

Схема и цикл двухступенча&#173;той аммиачной холодильной ма&#173;шины с двумя испарителями и насосно-циркуляционной систе&#173;мой охлаждения

Иа Г-диаграмме (б) каскадной двухсту­пенчатой фреоновой холодильной машины: PC — расширительный сосуд (необходим для сбора хладагента при остановке ма­шины)

Рителе низкую температуру кипе­ния (до —80 °С) при давлении ки­пения ро выше атмосферного. На­помним, что нормальная темпера­тура кипения R13 /„_„=— 81,6 °С, а температура замерзания /,= = -180 °С.

Сравнительно малый объем вса­сываемого пара vі обусловливает небольшие габаритные размеры и металлоемкость компрессора ниж­ней ступени.

Значительно меньше у R13 по сравнению с R22 и отношение дав­лений pjpa. Если принять темпе­ратуру кипения /«=— 80 "С, а кон­денсации в КД-И /„=—40 °С, то от­ношение pjpo будет для R22 рав­но 10,2, для R13 —5,5, т. е. при­мерно в 2 раза меньше, что весь­ма существенно отражается на ра­бочих характеристиках компрес­сора.

Если известна тепловая нагруз­ка на испаритель QH, то массовый поток хладагента R13 GR(3 (кг/с) можно найти из отношения:

GR)3=Qh/<7O, <7o=’|WV

Из теплового баланса конден­сатора-испарителя КД-И

(если пренебречь теплообменом с окружающей средой) следует, что массовый. поток хладагента R22 (кг/с)

GR22=G

В остальном расчет не отли­чается от приведенного в теме 4.

Posted in К холодильной технике


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *