Паровые компрессорные холодильные машины

Основное преимущество паровой компрессионной холодильной машины перед воздушной заключается в том, что рабочий цикл ее полностью или в основном реализуется в области насыщения — между пограничными кривыми. Это позволяет осуществлять процесс с большим приближением к циклу Карно, так как в области насыщения изобары совпадают с изотермами. Рабочим веществом в паровой холодильной машине служит легко кипящая жидкость (хладагент).

Процесс в паровой компрессионной машине, работающей по обратному циклу Карно, может быть реализован с помощью расширительного цилиндра (детандера).

Цикл с детандером.

В охлаждаемом помещении установлен теплообменный аппарат — испаритель, в который поступает хладагент в виде влажного пара с большим содержанием жидкости. В этом аппарате при постоянном давлении и соответствующей низкой температуре жидкость кипит, причем необходимая для этого теплота отнимается от охлаждаемого помещения.

Образующиеся при кипении пары из испарителя засасываются компрессором, сжимаются в нем и нагнетаются в конденсатор, в котором они под действием охлаждающейся воды конденсируются при постоянном давлении и соответствующей ему температуре. Жидкость из конденсатора поступает в расширительный цилиндр, где ее давление понижается. В результате жидкость снова способна кипеть в испарителе и при низкой температуре и отводить теплоту от охлаждаемого помещения.

При наличии расширительного цилиндра паровая компрессионная машина работает по обратному циклу Карно, определяемому двумя изотермами в испарителе и конденсаторе и двумя адиабатами в компрессоре и расширительном цилиндре.

Цикл с регулирующим вентилем.

На практике цикл паровой холодильной компрессионной машины отличается от цикла Карно. Прежде всего взамен адиабатного процесса расширения в расширительном цилиндре вводится процесс дросселирования в регулирующем вентиле.

Замена расширительного цилиндра регулирующим вентилем необходима по практическим соображениям. Во-первых, выполнить расширительный цилиндр сложно из-за очень малых его размеров, которые должны соответствовать небольшому объему протекающей жидкости. Кроме того, работа, которая может быть получена при адиабатном расширении жидкости, для наиболее распространенных хладагентов (R12, R717 и др.) очень мала, а механические потери, неминуемые в расширительном цилиндре, поглотят значительную долю этой работы. Регулирующий вентиль, не вносящий в процесс существенных потерь, позволяет просто и удобно регулировать подачу хладагента в испаритель холодильной машины в различных условиях ее эксплуатации. Паровая холодильная машина с регулирующим вентилем в конструктивном отношении намного проще, чем с расширительным цилиндром. Вместе с тем такая замена приводит к потерям: теряется полезная работа расширения и уменьшается холодопроизводительность.

Наименьшие потери от применения регулирующего вентиля имеют место в холодильных машинах, работающих на аммиаке.

Всего голосов: 270