Схема и рабочий цикл такой установки приведен на рис.5.3.
Под действием теплоты теплоотдатчика (ХН) q 0 в испарителе кипит хладагент (как правило, в межтрубном пространстве) при температуре Т 0 и давлении Р 0. В точке 1 – сухой насыщенный пар, который отсасывается компрессором низкого давления I. Дальнейшие процессы:
Рис.5.3. Схема и цикл двухступенчатой компрессорной ХМ с однократным дросселированием:
I – компрессор низкого давления (1-я ступень, КНД); II - промежуточный охладитель; III – компрессор высокого давления (2-я ступень, КВД); IV – конденсатор; V – промежуточный сосуд со змеевиком; VI – дроссель (основной); VII – испаритель; VIII – дроссель (для подпитки промсосуда)
Под действием теплоты теплоотдатчика (ХН) q 0 в испарителе кипит хладагент (как правило, в межтрубном пространстве) при температуре Т 0 и давлении Р 0. В точке 1 – сухой насыщенный пар, который отсасывается компрессором низкого давления I. Дальнейшие процессы:
1-2 – сжатие паров хладагента в КНД. Работа сжатия ;
2-3 – промежуточное охлаждение ХА в теплообменнике (водой, воздухом). Теплота охлаждения q охл= i 3- i 2;
3-4 – дополнительное охлаждение ХА за счет подмешивания насыщенных паров из промежуточного сосуда с параметрами Т пр и Р пр. Энтальпия потока в т.4 определяется из уравнения баланса G 3× i 3+ G 9× i 9=(G 3+ G 9)× i 4;
4-5 – сжатие паров ХА в КВД. Работа сжатия ;
5-6 – конденсация паров ХА в конденсаторе за счет отвода теплоты q к в окружающую среду. Теплота конденсации q к= i 5- i 6;
6-7 – охлаждение конденсата ХА в змеевике промежуточного сосуда кипящим хладагентом в сосуде. Величина недоохлаждения до температуры кипения Т пр составляет обычно 3-5 К;
7-8 – дросселирование (i7=i8);
8-1 – кипение ХА в испарителе. При этом холодопроизводительность цикла определяется разностью q0=i1-i8. Цикл замкнулся.
Так как точка 4, которая характеризует параметры пара после смешения насыщенного пара (т.9) с перегретым (т.3), всегда будет находится в области перегретого пара, то такую схему поэтому и называют – ХМ с неполным промежуточным охлаждением.
На "переохлаждение" ХА в змеевике расходуется часть конденсата, но эти затраты окупаются снижением работы компрессора и увеличением холодопроизводительности ХМ в целом. Из-за подмешивания паров промежуточного сосуда к основному потоку ХА производительность компрессора высокого давления всегда должна быть больше производительности КНД.
Регулирующее устройство с помощью подпитывающего дросселя VIII поддерживает постоянный уровень ХА в промежуточном сосуде.
В двухступенчатых ХМ со змеевиковым промежуточным сосудом в качестве рабочего вещества чаще всего применяется аммиак.