14.4 Двоступінчаста холодильна машина зі змієвиковою проміжною посудиною й повним проміжним охолодженням.
Відмінність цієї схеми (Рис. 14.2) від попередньої полягає в тому, що робоча речовина першого ступеня після охолодження в проміжному холодильнику ІІ направляється в проміжну посудину VІ, де охоло- джується до стану сухого насиченої пари (точка 4) і потім надходить у компресор другого ступеня ІІІ. Таким чином, якщо через компресор першого ступеняя І проходить GI (кг) робочої речовини, то через компресор другого ступеняя проходить GII (кг) робочої речовини
GII = GI + (GII – GI)x7 + G/ + G// (14.14)
де (GII - GI) x7 – маса пари, що виникла при дроселюванні робочої речовини в допоміжному дросельному вентилі V; G/ -масса пари, що виникла у проміжній посудині при підведенні теплоти від рідини, що йде по змійовику; G// - маса пари, що виникла у проміжній посудині при підведенні теплоти від гарячих пар робочої речовини першого ступеня.
Тепловий розрахунок двоступінчастої холодильної машини з зміє-виковою проміжною посудиною й повним проміжним охолодженням ведеться за наступною методикою. При заданій холодопродуктивності Q0 і зовнішніх умовах визначаються Тк і Т0. Стан робочої речовини в точках 1 і 9 визначається відповідно до рекомендацій для попередньої схеми. Масова витрата робочої речовини першого ступеня
Масова витрата робочої речовини другої ступені GII , визначається з теплового балансу проміжної посудини
GIIi6 + GIi3 = GIi9 + GIIi4 (14.15)
звідки
(14.16)
У двоступінчатих холодильних машинах зі змієвиковою проміжною посудиною як робоча речовина найчастіше застосовується аміак.
14.5 Двоступінчаста холодильна машина з теплообмінниками.
У двоступінчастій холодильній машині, схема й цикли якої показані на рис. 14.3, як робоча речовина застосовуються хладони. Робоча речовина стискується компресором першого ступеня І (процес 1-2), охолоджується в проміжному холодильнику ІІ (процес 2-3) і направляється в другу ступень. Перед компресором другої ступені ІІІ пар, що йде із проміжного холодильника, змішується з холодним паром (стан 11), що надходить із рідинного теплообмінника VІ. Робоча речовина в результаті змішання охолоджується до стану, характеризуемого точкою 4. Таким чином, у компресорі другої ступені стискується більша по масі кількість робочої речовини, чим у компресорі першої ступені. Після стиску в у другій ступені (процес 4 - 5) робоча речовина охолоджується й конденсується в конденсаторі ІV (процес 5-6).
IV
6
5 5
а
3 III
V 4
6
7 4
II
8 3 2 2
9 I
VII VI
1
VIII
10 1
T б P в
5
6 Pk,
Tk
2 9 6 Pk,
Tk
5
3
9 Pnp, Tnp Pnp, Tnp 3
8 7 4 8 7 4 2
P0, T0 P0, T0
1 10 1
10
S I
Рис. 14.2. Схема (а) і цикл двохступінчатої холодильної машини з змійовиковою проміжною посудиною та повним проміжним охолодженням у Ts (б) і Рі (в) – діаграмах.
Далі рідка робоча речовина надходить у парорідиний теплообмінник V, де охолоджується (процес 6-7) холодною парою робочої речовини, що йде з випарника ІX. Потім робоча речовина направляється в рідинної теплообмінник VІ, де охолоджується (процес 7-8). Охолодження відбувається за рахунок теплообміну з киплячою рідиною, яка дроселюється через допоміжний дросельний вентиль VІІ (процес 8-10). Більша частина робочої речовини дроселюється в основному дросельному вентилі VІІІ (процес 8-9) і надходить у випарник, де кипить (процес 9-12) за рахунок теплоти джерела низької температури.
IV
6 5 5
а
V
1 III
12
4 11
3
11 VI
10 II
2
VII 8
VIII IX
9
12 I
1
T б P в
5
2
6 Pk, Tk
3 7 6 Pk,
Tk
5
7 4 8
8 10 Pnp, Tnp Pnp, Tnp 3
11 10 11 4 2
P0, T0 1 P0, T0
9 1
9 12
S I
Рис. 14.3. Схема (а) і цикл двохступінчатої холодильної машини з теплообмінниками у Ts (б) і Рі (в) – діаграмах.
З випарника пар робочої речовини надходить у парорідиний теплообмінник, де нагрівається (процес 12-1) за рахунок теплоти, що відбирає від рідкої робочої речовини, що йде з конденсатора, і потім надходить у компресор першої ступені. Пара, що утворилася в рідинному теплообміннику, змішується з робочою речовиною, що йде із компресора першої ступені й надходить у компресор другої ступені.
Теплообмінники V і VI служать насамперед для охолодження рідкої робочої речовини перед дросельним вентилем, що скорочує необоротні втрати, пов'язані із дроселюванням, і підвищує питому масову холодопродуктивність циклу. Нагрівання пари в парорідиному теплообміннику (у тому випадку, якщо компресор поршневий) гарантує захист компресора першого ступеня від гідравлічного удару й підвищує його об'ємні й енергетичні коефіцієнти.