Промежуточные охладители и переохладители
Промежуточные охладители и переохладители используют дешёвый источник холода — например, артезианскую воду — для дополнительного охлаждения хладагента или технологической среды. Переохладитель после конденсатора снижает температуру жидкости ниже температуры конденсации и увеличивает удельную холодопроизводительность цикла примерно на 1 % на каждый градус переохлаждения.
Очень часто на месте расположения холодильных установок имеется доступ к артезианской воде. Как правило, непосредственное использование такой воды слишком дорого, однако ее можно применять в дополнение к градирням. Поскольку температура артезианской воды обычно значительно ниже, чем оборотной, непосредственное использование артезианской воды для охлаждения приводило бы к потере возможного источника холода. Такую воду рационально применять во вспомогательных охлаждающих устройствах, требующих максимально низкой температуры теплоносителя.
Два таких возможных применения показаны на рис. 02. Для удобства сравнения этой системы с основным холодильным циклом предполагается, что температуры конденсации и испарения, а также количество хладагента в обеих системах одинаковы.
В этой системе применяется испаритель непосредственного охлаждения, но мог бы применяться и термосифонный испаритель. С точки зрения термодинамики процесс в обоих случаях протекает одинаково с одним исключением: из термосифонного испарителя обычно выходит не перегретый, а насыщенный пар. Чтобы иметь возможность сравнивать две системы, мы предположим, что пар на своем пути к компрессору перегревается на 5 К, а необходимая для этого теплота поступает от охлаждаемой жидкости.
Для правильной работы регулирующего вентиля необходимо поддерживать требуемое давление в ресивере жидкого хладагента (ЖР). Заметим, что система с термосифоном должна быть оснащена маслоотделителем. В состав рассматриваемого контура входят переохладитель конденсата и промежуточный охладитель перегретого пара. Оба устройства охлаждаются артезианской водой.
Применение этих двух устройств приводит к снижению температуры хладагента на выходе из компрессора до 88 °C. Эта температура существенно ниже температуры разрушения масла, но еще достаточно высока для использования хладагента в качестве источника тепла для получения горячей воды, хотя и с более низким теплосодержанием и более низкой температурой. Более того, холодильный коэффициент возрастает примерно на треть, с 1,81 до 2,40. Это достигается благодаря следующим трем эффектам:
- Более низкая температура хладагента перед регулирующим вентилем означает, что для достижения в испарителе температуры −30 °C должно испариться меньшее количество хладагента.
- Соответственно, в испарителе оказывается больше жидкого хладагента и его производительность увеличивается. Возросшая эффективность работы компрессора означает снижение его потребляемой мощности.
- На вторую ступень сжатия поступает более холодный пар, что приводит к дальнейшему снижению нагрузки компрессора.
Эффект для холодопроизводительности
В рассматриваемых примерах принято, что в контуре циркулирует хладагент R22 с расходом 1000 кг/ч. В этом случае холодопроизводительность возрастает от 42,54 кВт до 48,53 кВт, в то же время суммарная потребляемая мощность уменьшается с 23,52 кВт до 20,2 кВт.
Эти термодинамические эффекты могут применяться двояко:
- сохранить неизменной производительность испарителя, но уменьшить нагрузку на компрессор
- сохранить неизменной нагрузку компрессора, но увеличить производительность испарителя.
Реальные характеристики, как основного цикла, так и любого из улучшенных циклов, зависят от требуемой суммарной холодопроизводительности, КПД компрессоров в реальных рабочих условиях, типов конденсаторов и испарителей, доступности охлаждающей воды, площадей и т.д.
Когда охлаждение воды нужно на производстве, отправной точкой часто служит чиллер 125 кВт с гидромодулем, подобранным под объект.
Где ставят промежуточные охладители
| Аппарат | Где |
|---|---|
| Промежуточный охладитель | Между ступенями сжатия |
| Переохладитель | После конденсатора |
| Экономайзер | Жидкостная линия + порт компрессора |
Двухступенчатые — двухступенчатые установки; цикл с переохладителем. Подбор и поставка — пластинчатые теплообменники. Паяные пластинчатые теплообменники работают испарителями и конденсаторами в чиллерах ВМТ-Ксирон; модель чиллера под вашу задачу — подбор чиллера онлайн.
Частые вопросы
Зачем нужен переохладитель жидкого хладагента?
Чтобы снизить температуру жидкости перед ТРВ: меньше пара образуется при дросселировании, растёт удельная холодопроизводительность и исключается вскипание жидкости в линии.
Чем можно охлаждать переохладитель?
Артезианской или оборотной водой, всасываемым паром в регенеративном теплообменнике или отдельным контуром хладагента через экономайзер.
Зачем промежуточный охладитель?
Снижает температуру нагнетания второй ступени.
Можно ли использовать пластинчатый теплообменник?
Да, паяный подходит для большинства фреонов.
Какое переохлаждение даёт переохладитель?
Обычно 5–15 K.
Читайте также