Холодильный контур с охладителем перегретого пара и переохладителем

Для устранения перегрева и конденсации паров хладагента применяется конденсатор с воздушным охлаждением. Хладагент выходит из конденсатора переохлажденным до 35°С. После этого он переохлаждается артезианской водой до 18°С в ППТО. Дальнейшее усовершенствование состоит в применении двухступенчатого сжатия, реализуемого либо с помощью двух последовательно соединенных компрессоров, либо с помощью двухступенчатого компрессора. Включение промежуточного охладителя между компрессорами можно реализовать только тогда, когда пар выходит из компрессора первой ступени и затем входит в компрессор второй ступени, возможно, вместе с паром, имеющим промежуточное давление. Другими словами, включение промежуточного охладителя невозможно, если компрессор имеют только один вход для промежуточного пара.

Оптимальное промежуточное давление обычно принимается равным среднему геометрическому между давлениями испарения и конденсации и в данном примере приблизительно соответствует 0°С. Пары хладагента выходят из первой ступени примерно при 35°С и охлаждаются артезианской водой в ППТо до 18°С. Чем выше плотность пара, тем большее количество хладагента поступает в компрессор второй ступени, т.е. тем выше мощность. Аналогично, чем выше плотность пара, тем меньше объем хладагента в компрессоре второй ступени, т.е. тем компактнее компрессор.

После прохождения расширительного устройства хладагент представляет собой двухфазную смесь жидкости и пара. Жидкость должна испариться в испарителе и обеспечить, тем самым, холодильный эффект. Осуществить этот процесс можно двумя способами.

Испаритель непосредственного охлаждения. Вся смесь поступает в испаритель. Жидкость испаряется, хладагент выходит из испарителя только в виде пара, который затем поступает в компрессор. Необходимо принять меры, чтобы ни одна капля жидкости не попала в компрессор, поскольку это могло бы стать причиной гидравлического удара и, следовательно, разрушения деталей компрессора. Для этого пары, выходящие из испарителя, перегревают. Кроме того, температура перегретого пара является очень удобным параметром для управления работой регулирующего вентиля.

Особое значение имеет терморегулирующий вентиль, который управляет процессом по температуре выходящего из испарителя перегретого пара. От него в большой степени зависит работа испарителя непосредственного охлаждения, поэтому он будет подробно обсуждаться в главе, посвященной испарителям.

Жидкость из регулирующего вентиля вместе с жидкостью из отделителя поступает в испаритель, где частично испаряется. Выходящая из испарителя смесь жидкости и пара снова поступает в отделитель, где происходит разделение жидкости и пара. Циркуляция жидкости между отделителем и испарителем может происходить либо самотеком — термосифон, либо с помощью насоса — принудительная циркуляция. В отделителе жидкости пар смешивается с паром, образовавшимся после расширения в регулирующем вентиле, и поступает в компрессор, а жидкость смешивается с жидкостью, поступившей из регулирующего вентиля, и возвращается в испаритель.

Пар, выходящий из испарителя, не является ни сухим, ни перегретым. Следовательно, отсутствует такой параметр, как температура перегретого пара, который можно было бы использовать для управления подачей хладагента в испаритель. Вместо этого процесс расширения управляется по уровню жидкости в отделителе. Если уровень понижается, то регулирующий вентиль открывается, и большее количество хладагента поступает в контур отделитель-испаритель.