Головна |
Застосовуються при необхідності отримання холоду на низькотемпературному рівні. До двоступінчастим стиску переходять при температурах кипіння холодоагенту менше -30оЗ і > 8.
Каскадні машини знаходять застосування в стаціонарних установках, при to нижче -70оС.
Найбільш простий двоступеневої ПКХМ є машина, в якій здійснюється цикл з двоступінчастим стисненням і одноразовим дроселюванням холодоагенту.
У теоретичному циклі скорочуються втрати обумовлені збільшенням незворотності циклу при перенесенні процесу стиснення в область перегрітої пари, але залишаються дросельні втрати без змін.
Незворотність циклу зменшується за рахунок поділу стиснення на два ступені і застосування проміжного охолодження холодоагенту.
Слабо перегрітий пар (стан 1) всмоктується з випарника І компресором КМ1 ступені 1 (низького тиску) при тиску ро і адіабатно стискається до проміжної (1-2). при перегріта пара охолоджується забортної водою в проміжному холодильнику ПХ (2-3), потім адіабатно стискається в компресорі другого ступеня КМ2 (ступінь високого тиску) до тиску конденсації рк (3-4).
рис.16 Двоступенева парокомпресійна холодильна машина з одноразовим дроселюванням.
Далі процес не змінюється в порівнянні з попереднім одноступінчастим стисненням.
Питома масова продуктивність холодоагенту qo не змінюється, а сумарна питома робота циклу l1+ l2 за рахунок проміжного охолодження буде менше, ніж у одноступінчатої на Dl
Dl = ( ) - ( ) ~ S 2-2'-4-3-2 (17)
Знижуються втрати в реальних КМ1 і КМ2 внаслідок зниження ступеня стиснення кожної з них.
Холодильний коефіцієнт теоретичного циклу з 2-х ступінчастим стисненням
et2 = = (18)
qo ~ S 6-1-a-b-6
l1 - Питома робота на адіабатичному стисненні холодоагенту в компресорі 1-ої ступені; S 1-2-3-c'-c-1
l2 - Питома робота на адіабатичному стисненні холодоагенту в компресорі 2-го ступеня; S 3-4-4 "-4'-5c'-3
Застосування дворазового дросселирования холодоагенту в 2-х східчастих ПКХМ дозволяє зменшити незворотні втрати пов'язані як зі стисканням так і з дроселюванням.
Схема 2-х ступінчастою машини з дворазовим дроселюванням може передбачати неповну проміжне охолодження, коли пар перед КМ2 залишається перегрітим (рис 9.2) і повне проміжне охолодження, коли в КМ2 надходить суху насичену пару (рис 9.3). Повний проміжне охолодження досягається зниженням температури пара, що виходить з водяного проміжного холодильника ПХ за допомогою киплячої рідини, отриманої при першому дроселюванні в РК1. Двоступенева машина з дворазовим дроселюванням може мати 2 випарника: основний - низькотемпературний И1 (to1) І И2 з температурою кипіння to2, po2. Схема машини і її експлуатація ускладнені. Додатково включені: проміжний посудину ПС, який служить для відділення пара, отриманого при першому дроселюванні, і може бути використаний для повного проміжного охолодження холодоагенту; до нього може підключаться і випарник И2.
При неповному проміжному охолодженні (9.2) пар після ПХ (т1, Сост 3 ") змішується з паром, відокремленим від рідини в ПС (тх, Сост 3 ") і парою, що вийшов з И2 (т2, Сост 3 "). Суміш парів (упор 3) всмоктується компресором другого ступеня КМ2.
При повному проміжному охолодженні (9.3) частина рідини в ПС (т ') витрачається на охолодження перегрітої пари, що надходить з проміжного холодильника (т1) До стану насичення (3' - 3 "). Якщо до складу машини входить И2, в нього направляється частина рідини з ПС (т2) Для отримання охолоджуючого ефекту при to2 (6' - 3'). Потік пари, що виходить з ПС, складається з т1 з випарника И1, тх відділяється після першого дросселирования, т 'виходить при повному проміжному охолодженні. У машині з двома випарниками до цього потоку додається пар з И2 (т2).
рис.17 Двоступенева парокомпресійна холодильна машина з дворазовим дроселюванням при неповному проміжному охолодженні
Неповне: масова витрата холодоагенту ч / з КМ1 і КМ2
м = м1 + м2 + мх (Кг / с) КМ1 - м1
Повний: м = м1 + м2 + мх + М '(кг / с) КМ1 - м1
рис.18 Двоступенева парокомпресійна холодильна машина з дворазовим дроселюванням при повному проміжному охолодженні
Якщо холодопроизводительность И2 порівнянна з И1, то встановлюють дві автономні машини для отримання холоду на різних температурних рівнях, або отримують весь холод на низькотемпературному рівні.
Холодильний коефіцієнт при відсутності И2 (м2= 0)
Неповний ПО: (19)
qo1 - Питома масова холодопродуктивність холодоагенту в циклі, кДж / кг
l1, l2 - Питома робота, що витрачається на адіабат. стиснення холодоагенту в компресорі першого і другого ступенів, кДж / кг
Повний ПО: (20)
- Відносний масовий витрата пара, що утворилася після першого дросселирования;
- Рідини на повне проміжне охолодження пара в ПС;
a' і a" визначаємо з рівняння теплового балансу ПС.
>
лекція №10
Зворотний цикл Карно. Оцінка ефективності роботи холодильних установок, теплових насосів і теплофікаційних машин. | Термоелектричне охолодження | Холодильні агенти і їх властивості. | До фізіологічних властивостей холодоагентів відноситься їх токсичність. | Основні Фізичні властивості холодильних агентів | Основні властивості холодоагентів використовуваних в сучасних суднових холодильних машинах. Хладоносителі. | Хладоносителі. | Типи холодильних машин і їх особливості. | Принципові схеми і діаграми одноступінчатих парокомпрессионних холодильних машин. | Одноступінчата парокомпресійна холодильна машина з регулюючим клапаном (ТРВ) |