Одноступенчатая парокомпрессионная холодильная машина с регулирующим клапаном (трв)
В связи с нецелесообразностью использования расширительного цилиндра его заменим на более простое дроссельное устройство – регулирующим клапаном, позволяющим изменить степень заполнения испарителя кипящим хладагентом.
Выяснилось также, что процесс сжатия хладагента в области влажного пара, т.е. «влажный» ход компрессора менее выгоден, чем процесс сжатия хладагента в области перегретого пара – «сухой» ход компрессора. Так как при «сухом» ходе компрессора меньше потери, обусловленные теплообменом хладагента со стенками рабочей полости реального компрессора. Кроме того, «влажный» ход опасен, так как он может привести к гидравлическим ударам, и аварии компрессора.
«Сухой», ход компрессора на судах обычно обеспечивается настройкой автоматически действующих регулирующих клапанов – терморегулирующих вентилей (ТРВ). С помощью ТРВ поддерживается необходимая степень перегрева паров хладагента на выходе из испарительных аппаратов ∆tп=5-80С.
Переохлаждение. В парокомпрессионных машинах имеет место переохлаждение жидкого хладагента перед регулирующим клапаном, т.е. снижение t0С конденсата ниже температур насыщения при р=const до tп.
Для этого необходимо увеличить охлаждающую поверхность конденсатора или воспользоваться переохладителем.
Введение переохладителя после конденсации уменьшает энтальпию жидкого хладагента перед ТРВ до величин i3=i4, вследствие чего уменьшается бесполезное переобразование в ТРВ. Поэтому после ТРВ в состоянии 4 пар менее сухой чем в 4′. В результате переохлаждения удельная холодопроизводительность возрастет на величину ∆qб=S4-4''-b''-b. Холодильный коэффициент возрастет ɛt.
Переохлаждение выгодно для х.м. компенсирует неблагоприятное влияние регулирующего клапана.
Рис.14 Одноступенчатая парокомпрессионная холодильная машина с терморегулирующим вентилем
Лекция №8
Теоретический цикл ПКХМ с терморегулирующим вентилем наиболее близкий к действительному циклу в диаграммах показан сплошными линиями.
1-2
адиабатный (S=const)
процесс сжатия хладагента в компрессоре
КМ от давления p0
до давления pк
(осуществляется в области перегретого
пара); 2-3
– изобарный (при
=const)
процесс в конденсаторе KH
состоит из 3х участков : 2-
- снятие перегрева в верхней части
конденсатора,
-
- конденсация,
-3
переохлаждение жидкого хладагента в
нижней части конденсатора, 3-4 –
дросселирование хладагента в ТРВ
(условно i=const);
4-1 изобарный (
=const)
процесс в испарителе И
на 2 участка: 4-
кипение,
-1
перегрев пара ∆
.
Необратимый цикл Карно с расширительным цилиндром показан штриховыми линиями.
Замена РЦ на ТРВ
привела к потере удельной массовой
холодопроизводительности (обратимого
адиабатного расширения хладагента с
совершением работы (
-
)
на необратимый процесс дросселирования
(
-4''),
в котором хладагент работу не совершает)
хладагента в цикле.
∆
(работа расширительного
цилиндра)
Работа
в цикле уменьшается на
~S
Дросселирование хладагента в цикле проводит к двойным потерям.
Переохлаждение
жидкого хладагента перед регулирующим
клапаном ∆
частично компенсирует потерю
холодопроизводительности х.а. в цикле
∆
Работа в цикле при
этом не меняется. Переохлажд. ↑↑
«сухой» ход компрессора
-
-> 1-2 увеличивает удельную массовую
холодопроизводительность х.а. в цикле
∆
~
и увеличивает удельную работу,
затрачиваемую на совершение цикла
∆ℓ=
(
)-(
)
~
Цикл еще более отклоняется от цикла Карно –> увеличивается его необратимость. Холодильный коэффициент теоретического цикла с ТРВ и сжатием в области перегретого пара для основных хладагентов оказывается меньше аналогичного т. Цикла со сжатием в области влажного пара. Действительный же холодильный коэф. учитывающий условия работы компрессора и потери в нём всегда больше (из-за более благоприятных условий работы компрессора,↓↓ потерь) !!!
Этот цикл может быть построен для любого режима и использован для анализа работы холодильной установки.