Теоретический цикл паровой компрессионной холодильной машины

За теоретический цикл современной паровой компрессионной холодильной машины принят цикл, изображенный сплошными линиями в s, Т-диаграмме (рис.7). В этом цикле процесс в компрессоре протекает по адиабате (линия 1-2), процессы в конденсаторе и переохладителе - по изобаре (соответственно линия 2-3' и линия 3'-3), в регулирующем вентиле - по изоэнтальпе (линия 3-4) и в испарителе - по изобаре (линии 4-1' и 1'-1). В компрессор холодильный агент поступает в перегретом состоянии (точка 1).

Наряду с тепловой s, Т-диаграммой в холодильной технике широко применяют другую тепловую диаграмму - i, lg p, в которой по оси абсцисс откладываются значения энтальпии i, а по оси ординат - логарифмов давления lg p.

На диаграмме кроме изоэнтальп (i=const) и изобар (p=const), проходящих перпендикулярно соответствующим осям координат, так же как и в s, Т-диаграмме, нанесены: изотермы (t=const), изохоры (v=const), изоэнтропы (s=const) и линии постоянного паросодержания (x=const). Характер и взаимное расположение перечисленных линий на диаграмме t, lg p схематически для наиболее часто применяемых холодильных агентов показаны на рис.9.

Рис.9. i, lg p-диаграмма в схематическом виде.

Количество тепла, сообщаемого рабочему телу или отнимаемого от него в течение какого-либо процесса, в диаграмме i, lg p будет изображаться не площадью, как в s, T-диаграмме, а отрезком прямой, представляющим проекцию отрезка, изображающего данный процесс на ось абсцисс.

Н а рис.10 показано изображение теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины в диаграмме i, lg p. Здесь, как и при изображении этого цикла в s, T-диаграмме, процессы: 1-2 – сжатия паров, 2-3' – охлаждения до состояния насыщения и конденсации паров, 3'-3 - переохлаждения образующейся жидкости, 3-4 - дросселирования этой жидкости и 4-1 кипения ее.

Пунктирными линиями показаны процессы сжатия в компрессоре при работе его влажным ходом (линия 1''-2'') и при работе сухим ходом с засасыванием сухих насыщенных паров (линия 1'-2').

Построение теоретического цикла паровой компрессионной холодильной машины в тепловых диаграммах

Построение цикла в s, T- или i, lg p-диаграммах практически удобнее начинать с нанесения на них изобар, соответствующих заданным температурам кипения и конденсации холодильного агента. Затем следует нанести линию, соответствующую процессу сжатия паров холодильного агента в компрессоре. Теоретически этот процесс протекает по адиабате, следовательно, он пройдет по линии s=const. Сжимается пар в компрессоре от давления кипения до давления конденсации, поэтому начальная точка линии сжатия находится на изобаре кипения, а конечная - на изобаре конденсации.

Положение начальной точки на изобаре кипения определяется: при всасывании перегретого пара температурой всасывания, а при влажном ходе содержанием засасываемого пара. При поступлении в компрессор сухого насыщенного пара дополнительных параметров, кроме давления или температуры кипения, для определения начальной точки не требуется. Положение конечной точки линии сжатия находится на пересечении этой линии с изобарой конденсации.

За процессом сжатия на диаграмму нужно нанести процессы, протекающие в конденсаторе. Эти процессы располагаются на изобаре конденсации. Начальной их точкой является конечная точка процесса сжатия, а конечной - точка 3 пересечения этой изобары с изотермой, соответствующей заданной температуре перед регулирующим вентилем.

Затем наносится линия, изображающая процесс дросселирования в регулирующем вентиле, которая проходит по изоэнтальпе 3-4. Точка 4 на этой линии характеризует состояние холодильного агента при поступлении его в испаритель.