А. В. Бараненко. Холодильные машины

5

т

Рис. 3.10. Схема и теоретический цикл двухступенчатой ХОЛОДИJIЬИОЙ машины

со змеевИковым промежуточвым сосудом инеполным промежуточным охлажде­

нием

Затем рабочее вещество поступает в компрессор второй ступени III, где изоэнтропно сжимается (процесс 4-5), потом - в кон­ денсатор IV, где сначала охлаждается до состояния сухого на­ сыщенного пара и 1tооденсируется (процесс 5-6). Большая часть

рабочего вещества идет через змеевик промежуточного сосуда, а

меньшая - дросселируется во вспомогательном дроссельном вен­

тиле V (процесс 6-7). В промежуточном сосуде влажный пар,

который получился после дросселирования, делится на состав­

ляющие: сухой насыщенный пар (состояние 8), идущий во вто­ рую ступень, и насыщенную жидкость (состояние 9), скапли­ вающуюся в нижней части промежуточного сосуда. Под воздей­

ствием теплоты, которая поступает от рабочего вещества, иду­

щего по змеевику, жидкость кипит при давлениирm• Пар, обра­

зовавшийся при кипении, также отсасывается комПреСсором вто­

рой ступени. Рабочее вещество, которое идет по змеевику, ох­

лаждается (процесс 6-10), затем дросселируется в основном дрос­

сельном вентиле VII (процесс,10-11) и поступает в испаритель

VIII, где кипит (процесс 11-1).

В задачу теплового расчета теоретического цикла двухступен­

чатой холодильной машины входит определение теоретических

объемов компрессоров первой и второй ступеней, мощности, не­ обходимой для привода компрессоров, холодильного коэффици­

ента. Исходными величинами являются: холодопроизводитель-

ностьQо, кВт; внешние источники (или температуры конденса­

ции и кипения),-а также рабочее вещество.

Промежуточное давление Рm определяют одним из методов,

описанных выше. Температуру рабочего вещества в точке 10 на­

ходят из условий недорекуперации при охлаждении жидкости

в змеевике 7;.0 ~ Тm + (2 + 5). Состояние рабочего вещества в точ­

ке 4 находят из уравнения смешения сухого насыщенного пара,

идущего из промежуточного сосуда, и рабочего вещества после

теплообменника a~\ = G~iз + (a~ ,... G~)ig, откуда

где a~, a~I - массовый расход рабочего вещества компрессо­

ров первой и второй ступеней.

Величину a~ определяют по заданной холодопроизводитель­

ности:

Расход рабочего вещества второй ступени можно определить двумя способами: из материального или теплового балансов про­ межуточного сосуда. Материальный баланс промежуточного

сосуда

(3.49)

где ХТ - степень сухости шiра в точке 7; a~ - масса рабочего

вещества, испаряющегося в промежуточном сосуде под воздей­ ствием теплоты рабочего вещества, которое идет по змеевику,

(3.52)

Откуда следует

(3.53)

т. е. получаем такой же результат, как и на основании матери­

ального баланса.

Следует обратить внимание на то, что a~ больше a~, т. е. на 1 кг рабочего вещества первой ступени приходится a~! a~ > 1

во второй; поэтому 'изображение процессов второй ступени на тепловых диаграммах условно, так как они составлены для 1 кг

вещества.

После определения G~I и o~ HaXOД~T необхоримую объем­

Двухступенчатая хOJIОДИJIЬИaИ машива 00 змеевиковым про­

межуточиым сосудом и полным промежуточным охлажде­

нием. Эта схема (рис. 3.11) отличается от предыдущей тем, что

рабочее вещество после промежуточного холодильника II идет

в промежуточный сосуд VI. В промежуточном сосуде рабочее

вещество за счет непосредственного контакта с более холодным жидким рабочим веществом, температура которого равна Тт'

охлаждается до состояния сухого насыщенного пара при давле­

нии Рm (точка 4). После этого рабочее вещество всасывается ком­

прессором второй ступени II! и далее процесс проходит, как

в предыдущей схеме.

где Х7 - степень сухости рабочего вещества после процесса дрос­

селирования 6-7; G~ - масса сухого насыщенного пара, образо­

вавшегося в промежуточном сосуде под воздействием теплоты,

которая идет от рабочего вещества, поступающего по змеевику;

G~ - масса сухого насыщенного пара, образовавшегося в про­

межуточном сосуде под воздействием теплоты, поступающей от

рабочего вещества первой ступени.

Составляющие формулы (3.59) опРеделяют из уравнений:

98

5

тр

Рис. 3.11. Схема и теоретический ЦИКJI двухступенчатой холодильной маши­

ны со змеевиковым промежуточвым сосудом и полным промежуточвым ох­

лаждевием

вого баланса промежУточного сосуда

(3.64)

откуда

(3.65)

99

Определение объемных производительностей, мощностей и хо­ лодильных коэффициентов не отличается от предыдущей схемы

Двухступенчатые холодильные машины сдвукратным дрос­ селироваиием. Двухступенчатая холодильная машина с непол­

ным промежуточным охлаждением. Рабочее вещество (рис. 3.12) после изоэнтропного сжатия в компрессоре первой ступени 1 (процесс 1-2) охлаждается в промежуточном теплообменнике 11 (процесс 2-3). Наличие теплообменника 11 не обязательно и за­ висит от условий работы машины и рабочего вещества. После

теплообменника рабочее вещество первой.ступени смешивается с сухим насыщенным паром, который идет из промежуточного

сосуда V1. После смешения состояние рабочего вещества харак­ теризуется состоянием 4. Затем происходит сжатие в компрес­

соре второй ступени 111 (процесс 4-5). После охлаждения и кон­

денсации при давлении РК в конденсаторе 1V за счет отвода теп­

лоты в окружающую среду (процесс 5-6) рабочее вещество дрос­

селируется (процесс 6-:-7) в дроссельном вентиле V. Следует от­

метить, что в схемах с двукратным дросселированием в первом

дроссельном вентиле дросселируется все рабочее вещество, а не часть его, как в схемах с однократным дросселированием. После дросселирования рабочее вещество находится в состоянии влаж­

ного пара. В промежуточном сосуде V1 оно разделяется на насы­

щенную жидкость состояния 9 и сухой насыщенный пар состо­

яния 8. Пар отсасывается компрессором второй ступени, а жид­ кость дросселируется во втором дроссельном вентиле VI1 (про­

цесс 9-10), затем поступает в испаритель V111, где кипит (про­

цесс 10-1) вследствие подвода теплоты от источника низкой тем­ пературы при давлении РО' Пар, образовавшийся при кипении,

отсасывается компрессором первой ступени~

Состояние рабочего вещества при всасывании в компрессор

второй ступени (точка 4) определяют из уравнения смешения

Массовый расход рабочего вещества первой ступени

GI=QO=~.

аqo (i1 - i lO )

Материальный баланс промежуточного сосуда

G~I = G~ + G~IX7'

где Х7 = (t7 - t 9)/(t8 - i9).

Тогда

(3.67)

т

Рис. 3.12. Схема и теоретический цИкл двухступенчатой холодильной машины

с двухкратным дросселировавием и веполвым промежуточным охлаждением

То же самое можно получить из тепловоro баланса проме­

жуточного сосуда:

(3.68)

(3.69)

Далее рассчитывают объемные производительности, мощнос­

ти и холодильный коэффициент [см. формулы (3;Q4)-(3.58)].

Двухступенчатая холодильная машина с полQыM промежу­

точным охлаждением. В этой схеме (рис. 3.13) рабочее вещест­ во после промежуточного теплообменника 11 поступает в про­

межуточный сосуд V1, где охлаждается до состояния сухого на­ сыщенного пара (точка 4) при. непосредствеuном контакте с жид­ ким рабочим веществом с температурой Тm' Массу образовав­

шегося при этом пара определяют по уравнению

Материальный баланс промежуточного сосуда

Массовый расход рабочего вещества первой ступени

р 'A--~::.;.;.:._+-_5

s

Рис. 3.13. Схема и теоретический цикл двухступенчатой холодильной ма­

шины: с двухкратвым дросселироваиием и полным промежуточвыM охлаж­

дением

Далее ведут расчет по указанной методике [см. уравнения

(3.54)-(3.58)].

Сравнение энерrетической эффеКТIIВJIОСТИ теоретических ЦИК­ ловдвухступевчатых ХОЛОДИJlЬВЫХ маlПИВ. На рис. 3.14 показа­

ны теоретические циклы двухступенчатых холодильных машин.

Холодильный коэффициент цикла с двукратным дроссели­

рованием 1-2-3-6-7-8-9-12-13

В том случае, когда охлаждение рабочего вещества, идущего

по змеевику промежуточного сосуда (в цикле с однократным

дросселированием), происходит при бесконечно малой разности

температур, то точка 10 совпадает с точкой 12 и оба цикла бу­

дут равнозначны.

Так как в реальных условиях теплообмен идет при конечной

разности температур, то в цикле с однократным дросселиро­

ванием появляются необратимые потери, связанные с дейст­

вительным процессом теплообмена. Удельная массовая холо­

ДОПРОИЗВОДительность цикла с двукратным дросселировани­

ем больше, чем в цикле с однократным дросселированием

[(11 - t1З) > (t1 - t11 )] , поэтому &2 > &1 •

Однако, несмотря на меньшую энергетическую эффективность, холодильные машины, работающие по циклу с йднократным

дросселированием, имеют ряд эксплуатационных преимуществ,

поэтому они широко распространены.

Таким образом, при выборе схемы двухступенчатой холодиль­

ной машины нужно учитывать такие факторы, как внешние ис­

точники, рабочее вещество, конКpdтиый охлаждаемый объект

имногие другие.

§3.4. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЦИКЛЫ И ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

Существует достаточно большое количество действительных

схем двухступенчатых холодильных машин, поэтому рассмот­

рим только наиболее распространенные схемы.

Действительные двухступенчатые холодильные машины

с промежуточиыми сосудами.. Принципиальные схемы таких

машин были показаны ранее: на рис. 3.11 - машина со змееви­

ковым промежуточным сосудом (однократное дросселирование),

на рис. 3.13 - машина с промежуточным сосудом без змеевика (двукратное дросселирование).

При построении циклов реальных холодильных машин необ­

ходимо учитывать гидравлические и тепловые потери, которые

возникают в компрессорах, теплообменных аппаратах и трубо;

проводах. На рис. 3.15 и 3.16 показаны действительные циклы

с учетом этих потерь.

Выход рабочего вещества из испарителя характеризуется точ­ кой а. Рабочее вещество в точке а - это сухой насыщенный или перегретый пар, что зависит от типа испарителя, но в любом

'случае Та < ТИНТ' Процесс а-1 ид~ во всасывающем трубопро­

воде с повышением температуры рабочего вещества и падением давления. Подогрев рабочего вещества происходит вследствие теплообмена с окружающим воздухом,. а падение давления яв­ ляется следствием гидравлических потерь при движении рабо;

чего вещества от испарителя до коыпессораa первой ступени.

Таким оБРазом, давление всасывания компрессора первой ступе-

ни P~c зависит от размеров всасывающего трубопровода и нали­ чия в нем местных сопротивлений. Разность давлений РО - P~

рассчитывают для конкретной схемы или выбирают. Очень важ­

ной величиной является разность температур Т1 - То = АТвс , так

как наличие этой разн<1Сти гарантирует безопасную работу ком­

прессора, особенно для поршневых и ротационных пластинча­

тых (подробнее см. в главе 7). эту разность температур выбnра­

ют около 1О ·С.

Процесс сжатия рабочего вещества 1-2 определяется процес­

сами, происходящими в реальном компрессоре, и положение

точки 2 заранее определить довольно сложно (см. главы 7 и 8).

Поэтому на диаграмме показывают изоэнтропный процесс сжа-

т

8

Рис. 3.15. ДействИ'1'eJIЪИЫЙ ЦJПCJI двухступенчатой ХОJlО­ ДИJJьвой М8DJJПIЫ С однократным ДРОССeJJJIровавием

тия 1-28, а действительный процесс сжатия определяется энер­

гетическими потерями в компрессоре первой ступени.

Давление нагнетания компрессора первой ступени p~ зави-'

сит от гидравлических потерь при движении рабочего вещества

от компрессора до промежуточного сосуда, которые состоят из

потерь давления в теплообменнике 111 и в нагнетательном тру­ бопроводе. Все эти потери либо рассчитывают, либо выбирают. Процесс 2-3 - это охлаждение рабочего вещества в теплообмен-

нике. Температура рабочего вещества в точке 3 Тз == Тое + 10. Если

температура в точке 28 не намного отличается от То.с' тогда теп­ лообменник в схему не включают. В этом случае процесс 2-3 - это охлаждение рабочего вещества в нагнетательном трубопро­

воде компрессора первой ступени за счет теплообмена с окружаю­ щим воздухом, и величину Т2-ТЗ рассчитывают либо выбирают.

В любом случае точка 3 - это состояние рабочего вещества при входе в промежуточНЫЙ сосуд V1. Процессы, происходящие

впромежуточных сосудах, аналогичны тем, которые происхо­

дят в теоретических циклах. Отличие действительного цикла со­ стоит в том, что температура рабочего вещества при всасывании

вкомпрессор второй ступени (точка 4) выше, чем температура

сухого насыщенного пара при промежуточном давлеНИИРm(точ­

ка 4), за счет теплопритоков из окружающей среды, т. е. гово­

рить о полном промежуточном охлаждении в реальных холо-

. дильных машинах нельзя. Этот перегрев можно либо рассчи­ тать, либо принять в зависимости от реальных условий. Давле­

ние в точке 4 может быть несколько ниже чем Рm' что зависит

от потерь во всасывающем трубопроводе компрессора второй сту­ пени. Как правило, гидравлические потери в этом трубопроводе невелики, и их можно не учитывать. Процесс сжатия в ком-

р

1,

Рис. 3.16. Дейс~витeJПdIЫЙ ЦИICJI двухступе~той хо·

JlОДИJIЬВОЙ м8пIивы С двухкратвым дРОССeJJJIровавием

прессоре второй ступени 4-5 (так же, как и 1-2) показан услов­ но. Поэтому на диаграмме наносят теоретический (изоэнтроп­

ный) процесс сжатия 4-5, а реальность процесса учитывается

энергетическими потерями компрессора второй ступени (см. гла­

вы 7 и 8). При движении рабочего вещества от компрессора второй ступени до конденсатора происходят падение давления

и охлаждение. Значения давления нагнетания компрессора вто­

рой ступени p~I и температуры в точке Ь (вход в конденсатор)

либо рассчитывают, либо выбирают. Состояние' рабочего веще.­ CTB~ при выходе из конденсатора (точка 6) определяется типом

конденсатора, внешними услови~ми и некоторыми другими фак­

торами. Температура в точке 6 может быть равна температуре насыщенной жидкости при давлении рк или на 2-3 ос ниже.

Температура рабочего вещества в точке 9 (см. рис. 3.15) так­

же определяется конкретными условиями, а именно площадью

теплообменной поверхности змеевика в промежуточном сосуде.

Она может быть выбрана (или рассчитана) из условий теплооб­ мена. Чаще всего температуру ТВ задают на 2-5 ос выше темпе­

ратуры Тm' Процессы 6-7 и 9-10 - это процессы во вспомога­

тельном и основном дроссельных вентилях (так же, как и в тео­

ретическом цикле, см. рис. 3.11).

Для машины с промежуточным сосудом без змеевика процессы 6-7 и 8- 9 - это дросселирование в первом и втором дроссель­

ных вентилях (так же, как и в теоретическом цикле, см. рис. 3.13).

Исходными данными для расчета циклов являются: холодо­

производительность Qo.' температура внешних источников (либо

температуры кипения и конденсации). Рабочее вещество, как правило, задается, но иногда необходимо сделать выбор рабочего

вещества в зависимости от конкретных условий. В результате

расчета необходимо определить объемные производительности компресСОРОJJ и мощности, необходимые для: их привода.

Тепловой ра~чет действительных циклов двухступенчатых

машин начинается с определения температур конденсации и кипе­

ни~ То (если они не заданы). Затем определяют ПрОмежутоWlое

где qо - удельная массовая холодопроизводительность сОответ-

ствующего цикла. ' " , , Массовый расход рабоt.Iего вещества во второй ступени:

для машины с ОДНО1<ратным дросселиров~ием

для машины с двукратным дросселированием

Действительные объемные производительности компрессоров первой и второй ступеней (для обоих циклов):

С учетом объемных потерь в действительных циклах теорети­ ческие объемные производительности:

где л: и л.П - коэффициеиты подачи компрессоров первой и ВТО-

Изоэнтропные мощности, потребляемые компрессорами пер­ вой и второй ступеней:

С учетом энергетических потерь в процессе сжатия в ком­

прессорах мощности, необходимые для привода компрессоров:

где ,,~, ~ - коэффициенты, учитывающие потери энергии

вдействительных циклах (см. главы 7 и 8). Действительный холодильный коэффициент

ДеЙствите.льиаяdвухступевчатая ХОJlОДИJlЬиая машивастеп­

JIообмеиииками. В двухступенчатой хо.Лодильной машине, прин­

ципиальная схема и действительный Ii,икл которой показаны на

рис. 3.17, в качеств~ рабочего вещeq~а используется в основном

}Сладон 22. Рабочее вещество Ii6ступа"ет в компрессор первой сту­

пени в состоянии 1. Процессы 1-28 и 1-2 - теоретическое и

действительное сжатие в компрессоре первой ступени 1, процесс

2-3 - охлаждение в промежуточном теплообменнике 11. Состо­

янне 4 определяется смешением рабочего вещества первой сту­

пени и пара, которыЙ поступает из жидкостного теплообменни­

ка V1. Процессы 1-58 и 1-5 - теоретическое и действительное

сжатие в компрессоре второй ступени 111, процесс 5-5' - ох­

лаждение в нагнетательном трубопроводе за счет окружающего

воздуха.

В состоянии 5' рабочее вещество входит, а в состоянии 6 вы­

ходит из конденсатора 1V. Процессы 6-7 и 7-8 - охлаждение

р

Рис. 3.17. Схема и действитеJIЫ[blЙ цикл двухступеич:атой хо­

JIОДИЛЬВОЙ м8DJJПIЫ С тепл:ообмеввиками

рабочего вещества в парожидкостном теплообменнике V за счет

пара, идущего из испарителя, и в теплообменнике V1 за счет

кипения жидкости при температуре Тт' которая подается через дроссельный вентиль VII. Пар, образовавшийся в теплообмен­

нике V1, отсасывается компрессором второй ступени. Охлажден­ ное рабочее вещество в состоянии 8 дросселируется в основном

дроссельном вентиле V111 (щюцесс 8-9) и 'Поступает в испари-

тель IX. В состоянии 12 рабочее вещество выходит из испарителя и, пройдя через теплообменник V (процесс 12-1), всасывается

компрессором первой ступени.

Все узловые точки цикла определяются, как было показано в предыдущих схемах, с учетом действительных процессов, ко­

торые учитывают гидравлические потери в трубопроводах, а

также теплообмен с окружающим воздухом. При движении жид­

кости через теплообменники V и VI происходит падение давле­

ния жидкости, однако на расчет цикла это не оказывает влия­

ния, поэтому на рис. 3.17 гидравлические потери в теплообмен­ никах не показаны. Давление всасывания в компрессоре второй

ступени ниже давлениярm, это связано с гидравлическими поте­

рями при движении рабочего вещества от теплообменника VI дО

всасывающего трубопровода компрессора второй ступени. Одна­

ко этими потерями в некоторых случаях можно пренебречь, так

же, как и в циклах, показанных на рис. 3.15 и 3.16.

Действительные процессы сжатия в компрессорах зависят от

типа компрессора (см. главу 7).

Значения То' РО' Тк, рк ИРm находят так же, как и в предыду­

щих действительных циклах.

Температурой ,всасывания в компрессор первой ступени зада­

ются (t 1 == О ос). Положение точки 4 определяют из уравнения

смешения

Состояние рабочего вещества в точке 7 находят из теплового баланса теплообменника V

Температура рабочего вещества в точке 8 задается по услови­

ям теплообмена ТВ == Тm + 5 . Положение точки 12 определяется

свойствами рабочего вещества. Это может быть состояние влаж­

ного пара (х = 0,98) или перегретого пара (Т12 = То + 2 + 3). Мож­

но поставить точку 12 на правой пограничной кривой.

При заданной холодопроизводительности Q8 и рассчитанной

полной холодопроизводительности машины Qo [формула (3.23)]

расход рабочего вещества в первой ступени

Для определения расхода рабочего вещества во В'l'орой ступе­

ни GII составим тепловой баланс системы, которая состоит из

тепл~менников V и VI и дроссельного вентиля VII. Уравнение

теплового баланса будет иметь вид

(3.92)

откуда

(3.93)

Затем по формулам (3.84)-(3.88) можно определить осталь­

ные необходимые величины.

Двухступенчатая холодильная машина с одноступенчатым

винтовым компрессором. Холодильные машины, работающие

по схеме, показанной на рис. 3.18, появились сравнительно недав­

но, после того, как в холодильной технике стали использовать

винтовые компрессоры (см. главу 7). Особенностью такой маши­

ны является то, чт,о двухступенчатое сжатие рабочего вещества происходит в одном компрессоре. В остальном это обычный цикл

двухступенчатого сжатия. Он может быть как с однократным,

так и с двукратным дросселированием.

р

5

Рис. 3.18. Схема и дейст1lитeJIьвый ЦИКЛ. двухступенча­ той холодИJIЬВОЙ м8DJJПIЫ С одиоступевчатым винтовым

компрессором

Рассмотрим в качестве примера двухступенчатую машину

е однократным дросселированием и теплообменником (рис. 3.18).

Давления Ро' рк и Рm определяются так же, как и в предыдущих

схемах. Положение точки 1 (всасывание в компрессор) зависит

от реальной схемы, компоновки машины, типа испарителя,

атакже от рабочего вещества.

Ввинтовом компрессоре всасывающий клапан отсутствует, поэтому всасывание (заполнение впадин ведущего и ведомого

винтов) происходит до тех пор, пока впадины через специальное

окно соединены с камерой всасывания. Всасывание заканчива­

ется после того, как впадины винто~, которые вращаются с оп­

ределенной частотой, отсоединятся от окна. После поворота на определенный угол зуб ведущего винта начинает заполнять впа­ дину ведомого винта, объем впадины уменьшается, давление находящегося там рабочего вещества повышается. Таким обра­ зом, давление рабочего вещества зависит от угла поворота веду­ щего винта. При повороте ведущего винта на определенный угол,

который можно рассчитать (см. главу 7), давление в рабочей полости будет равно давлению Р2' которое меньше давления Рm

на значение гидравлических потерь трубопровода, соединяюще­

го теплообменник IV с компрессором 1. При этом необходимо

учитывать потери и в окне, через которое рабочее вещество из

теплообменника поступает в рабочую полость. По данным ВИИИ­ холодмаш [21], для хладона 22 Рm- Р2 = 0,12 МПа. Для конкрет­

ных условий эта величина может быть рассчитана.

Процесс сжатия на первом этапе (процесс 1-2) отклоняется

от И30энтропного. Положение точки 2 зависит от способа ох­

лаждения компрессора, однако это отклонение, как правило,

невелико. С учетом коэффициента, который показывает степень отклонения действительного процесса сжатия на первом этапе

где ,,~ - изоэнтропный КПД, который, как правило, выбирают

по экспериментальным данным в зависимости от рабочего ве-

Строго говоря, процесс 2-3 - это изохорное сжатие, однако

большой ошибки в определении iз по уравнению (3.95) не будет,

так как отношение давлений Р(/Р2 невелико.

Положение точки 4 также зависит от действительных потерь

гдe,,~ - изоэнтропный КПД, в этом процессе выбираемый по зависимости "8 = {(p~1 / p~) .

Для маслозаполненных винтовых компрессоров процесс сжа­

тия на втором этапе 3-4.м.. Температура Т4 задается в пределах

60-90 ос в зависимости от режима работы·машины.

Следует отметить, что на первом этапе сжатия температура

впрыскиваемого масла, как правило, выше температуры рабоче­

го вещества или равна ей, поэтому влияние масла не показано в от­

личие от второго этапа.

Далее следуют процессы, описанные в предыдущих действи­

тельных схемах.

Массовый расход рабочего вещества через испаритель VI, ко­

торое поступает потом в камеру всасывания компрессора,

Действительный объемный расход по условиям всасывания

Теоретическая объемная производительность компрессора

с учетом объемных потерь

где л - коэффициент подачи, определяемый по зависимости

л = {(Р/РВС) (см. главу 7).

Массовый pacx~д рабочего вещества на второй стадии сжа-

Таким образом, компрессор получает .дозарядку.

I!G=G~I_G~. (3.101)

МОЩНОС'tь, потребляемую компрессором, определяют по сту­

пеням (этапам) сжатия.

Теоретическую мощность, затраченную на первом этапе сжа­

тия, определяют для условного изоэнтропного процесса сжатия

1-2'8 по формуле

С уЧетом энергетических потерь мощность сжатия действи­

тельного процесса на первом этапе, кВт,

(3.103)

На втором этапе действительная мощность, кВт, определяет­

ся как

где "н - коэффициент, учитывающий механические потери в компрессоре (см. главу 7).

Возможен и другой способ определения N e, который будет описан в главе 8.

Как показали исследования [5], двухступенчатая холодиль­

ная машина с одноступенчатым винтовым компрессором, кото­

рую в технической литературе иногда называют машиной с сис­ темой .экономайзер., имеет значительные преимущества по срав­ нению с одноступенчатой холодильной машиной. Холодильные машины с системой .экономайзер. чаще применяют на морских

судах.

Существуют и другие способ~ двухступенчатого сжатия в од­

ном цилиндре, например применение цикла Ворхиса [62J. Од­ нако цикл Ворхиса менее эффективен, чем рассмотренный цикл.

Двухступенчатая холодильная машина с двумя испарителя­ ми. В некоторых случаях появляется необходимость с помощью одной холодильной машины отвести теплоту от двух источников

с низкими темпераТурами, например т,2 и Т:2..' причем т,2 ниже чем Т:2 • Для этого в схему .двухступенчатои холодильной ма­

шины с двукратным дросселированием необходимо включить второй испаритель. Действительный цикл такой машины и ее

принципиальная схема показаны на рис. 3.19.

Давления РО' РК определяют так же, как в предыдущих схе­ мах. Давление Рт зависит от конкретных условий. Если нет жест­

ких требований по значению т,2' тогда Рт определяют по дан­

ным выше методикам. В том случае, когда по технологическому

процессу необходимо получить определенное значение Т:2 , тогда

где АТ и Т:1 - Т;2 определяются типом испарителя.

В этом случае давление Рт, которое установится в испарителе

VII и в промежуточном сосуде VI при температуре Тт' может не

соответствовать оптимальному промежуточному давлению, оп­

ределенному по указанным выше методикам.

Массовый расход рабочего вещества через второй испаритель

G:P зависит от его холодопроизводительности Qo:

114

т

10

s

Рис. 3.19: Схема и действитeJIьвый ЦИ1tJI двухступенча­

той холодильвой машииы с двумя испарителями

Массовый расход рабочего вещества через первый испаритель

при заданной холодопроизводительности Qo:

а ta - t10

115

8*