Промежуточные охладители и переохладители

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°С. 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°С 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.

В рассматриваемых примерах принято, что в контуре циркулирует хладагент R22 с расходом 1000 кг/час. В этом случае хо-лодопроизводительность 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 холо-допроизводительности, КПД компрессоров в реальных рабочих условиях, типов конденсаторов и испарителей, доступности охлаждающей воды, площадей и т.д.

Добавить комментарий

<< Схема и основной холодильный цикл		Компоненты холодильного контура >>

[Назад]