Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Таким образом, с понижением температуры кипения

- уменьшается холодопроизводительность машины;

- снижается ее энергетическая эффективность, так как уменьшается значение холодильного коэффициента e=q0/ l;

ухудшаются рабочие характеристики компрессора, так как с увеличением отношения давлений рк0 и их разности рк – р0 растет нагрузка на механизм движения и повышается температура конца сжатия.

К аналогичным отрицательным последствиям приводит повышение температуры конденсации и соответствующего давления конденсации. Кроме того, увеличивается нагрев компрессора и потребление электроэнергии. Однако, если понижение температуры кипения на 1 °С уменьшает холодопроизводительность машины на 4—5 %, то повышение температуры конденсации на 1 °С снижает ее всего на 1—2 % (в зависимости от типа холодильной машины и условий ее работы).

Схема и цикл двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом

Отрицательных последствий влияния большого значения отношения рк0 на характеристики холодильной машины можно избежать заменой одноступенчатого рабочего цикла многоступенчатым.

Считается, что переходить к многоступенчатому сжатию следует, если рк0³8.

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 КM1, сжимается в нем до промежуточного давления рпр (процесс 12)- и нагнетается в промежуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента. Барботируя через слой жидкости, пар охлаждается до насыщенного состояния (22"), затем снова перегревается (2"—3) и всасывается компрессором второй ступени КМ2.

В компрессоре КМ2 пар сжимается от промежуточного давления рпр до давления конденсации рк (34) и нагнетается в конденсатор KД. Здесь пар охлаждается (44") и конденсируется (4"4'). Сконденсированная насыщенная жидкость здесь же в конденсаторе может переохлаждаться (4' —5) в зависимости от его конструкции на 3—4 °С.

Переохлажденная жидкость поступает в змеевик промежуточного сосуда, где дополнительно переохлаждается (5—6). Змеевик находится под уровнем кипящего хладагента (состояние 7') при температуре tпр.

Таким образом, теоретическим пределом переохлаждения жидкого хладагента (при давлении конденсации рк) в змеевике является промежуточная температура tпр. Практически же температура t6 будет на 3...5 °С выше Разность температур 3...5 °С называют недорекуперацией. После переохлаждения основной массовый поток хладагента G1 (в кг/с) дросселируется в регулирующем вентиле ПВ1 (68) и поступает в испаритель И. Небольшая же часть этого потока дросселируется в регулирующем вентиле ПВ2 (6—7) и поступает в промежуточный сосуд. Образующийся в процессе дросселирования пар вместе с основным массовым потоком G1 всасывается компрессором второй ступени КМ2. К ним добавляется еще массовый поток G", образующийся в промежуточном сосуде при кипении хладагента за счет отвода теплоты от змеевика и охлаждения пара в процессе 2 —2" при его барботировании через слой жидкого хладагента.

 

 

Рис. 2. Принципиальная схема (а) и цикл на i, lg р-диаграмме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом

 

Таким образом,

т. е массовый поток G2, всасываемый компрессором KМ2, больше массового потока G1, проходящего через испаритель и компрессор КМ1 на сумму G' + G", которая составляет 10—20 % от G1.

Объемный поток пара, всасываемого компрессором КM1:

Он в несколько раз больше объ­емного потока пара, всасываемого компрессором КМ2:

Это объясняется тем, что удель­ный объем v 1 значительно больше удельного объема n3.

На рис. 2, б условно показаны процесс дросселирования при отсутствии промежуточного сосуда (5— 8а) и процесс одноступенчатого сжатия (1— 4а).

Из диаграммы видно, что при двухступенчатом сжатии температура t4 заметно ниже температуры t4a. Этот фактор, а также то, что отношения давлений ркпр = рпр0 существенно меньше отношения давлений рк0, 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 Dq0 (кДж/кг):

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

Так, удельная работа сжатия компрессора КМ1 l км1=i2 – i1,

а компрессора КМ2 l км2=(G2/G1) (i4—i3).

Удельная массовая холодопроизводительность машины

а удельная тепловая нагрузка конденсатора

Если известен теплоприток к испарителю Qи (кВт), значение g1 (кг/с) находят из отношения:

Значение G2 получают, составляя уравнения теплового и массового балансов промежуточного сосуда.

Для рассматриваемого случая

Промежуточное давление рпр выбирают таким, чтобы холодильный коэффициент двухступенчатого цикла был максимальным.

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 парожидкостной смеси (состояние 8). Несмотря на то, что степень сухости пара х8 может быть небольшой (0,1...0,3), удельный объем пара , значительно больше удельного объема жидкости (при t0=- 30°С отношение = 653), т. е. значительная часть теплопередающей поверхности испарителя контактирует (омывается) не с жидкостью, а с паром. Вследствие этого теплопередающая способность испарителя существенно ухудшается.

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

Принципиальная схема насосно-циркуляционной двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителями (двумя температурами кипения), так называемой компаундной, и ее теоретический цикл на i, lgp-диаграмме показаны на рис. 3.

Рис. 3. Принципиальная схема (а) и цикл на i, lg р-диаграммс (6) двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителями и насосной подачей хладагента

Температура кипения в испарителях И1 и И2 — соответственно t01 и t02 (например, —30 и — 10 °С). Хладагент подается в испарители насосами Н1 и Н2. Жидкий хладагент к насосам поступает под напором столба жидкости из циркуляционных ресиверов ЦР1 и ЦР2, которые выполняют роль не только сборников (ресиверов), но и отделителей жидкости и предохраняют компрессоры KM1 и КМ2 от попадания в них жидкого хладагента.

С помощью компрессоров в ресиверах поддерживаются необходимые давления кипения p01 и p02, соответствующие заданным температурам кипения t01 и t02.

Пар из испарителя И1 вместе с избытком жидкости поступает в циркуляционный ресивер ЦР1, откуда всасывается компрессором КМ1, сжимается в нем до давления кипения р02 (процесс 1— 2) и нагнетается в циркуляционный ресивер ЦР2. Сюда же поступает пар из испарителя И2. Общий поток пара из ЦР2 всасывается компрессором КМ2, сжимается до давления конденсации рк (34) и нагнетается в конденсатор КД.

Жидкий хладагент из конденсатора проходит через регулирующий вентиль РВ2 дросселируется в нем (4' —5) от давления конденсации рк до давления кипения р02 и поступает в циркуляционный ресивер Ц Р2. Образовавшийся при дросселировании пар (состояние 2") всасывается компрессором KM2 вместе с паром, нагнетаемым компрессором КМ1, и паром, образующимся в испарителе И2.

Часть жидкого хладагента из циркуляционного ресивера ЦР2 насосом Н2 подается в испаритель И2, а часть — дросселируется в регулирующем вентиле PB1 до давления кипения p01 и направляется в циркуляционный ресивер ЦР1. Отсюда образовавшийся при дросселировании пар вместе с паром из испарителя И1 всасывается компрессором КМ1.

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 Gи/Gn — n называют кратностью циркуляции хладагента. Значение п зависит от особенностей конкретной холодильной установки.

Если известны тепловые нагрузки на испарители Qи1 и Q и2, то массовые потоки пара Gn1 и Gn2 можно найти из отношений:

В компрессор KM1, кроме массового потока napa Gn1 будет поступать также пар, образующийся при дросселировании в регулирующем вентиле PB1. Общий массовый поток пара GKM1 (кг/с), всасываемого компрессором КМ1:

или

Массовый поток пара Gкм2 (кг/с), всасываемого компрессором

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Зависимость основных характеристик холодильной машины от режима работы | Схемы и циклы каскадных фреоновых холодильных машин
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1021; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2023) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.024 сек.