Схема и цикл двухступенчатой ХМ с однократным дросселированием и с неполным промежуточным охлаждением паров ХА

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.