Цикл с экономайзером мгновенного испарения

Хладагент, участвующий в основном цикле, может быть разделен (мысленно) на две части:

1. Одна часть расширяется и испаряется, ее давление изменяется от давления конденсации до давления испарения, в нашем примере эти давления соответствуют температурам 40 °С и -30 °С.
2. Вторая часть хладагента остается в жидком состоянии и охлаждается испарившейся частью от 35 °С (хладагент уже охладился на 5 К в конденсаторе) до -30 °С на стадии испарения.

Испарившаяся часть хладагента, хладагент 1), имеет температуру -35 °С и постоянно охлаждает жидкую часть, хладагент 2), от высокой температуры 35 °С до низкой температуры -30 °С. С точки зрения термодинамики, здесь имеет место излишняя затрата энергии на охлаждение высокотемпературной части хладагента низкотемпературным паром, так как пар затем должен быть снова сжат от низкой температуры -35 С до высокой 40 °С. Предпочтительнее мгновенно испарить часть хладагента 1) при промежуточном давлении, скажем, соответствующем температуре 0 °С, а затем использовать полученный пар для охлаждения высокотемпературной части хладагента 2).

Вместо того, чтобы сжимать весь пар 1) от -35 °С до 40 °С, теперь часть пара нужно будет сжимать лишь от 0 °С до 40 °С. Таким образом экономится энергия. Холодильный коэффициент возрастает, а температура пара на выходе из второго компрессора уменьшается. Этот цикл и его диаграмма представлены на рис. 03.

Такое промежуточное охлаждение с температурой испарения 0 °С осуществляется в экономайзере. Оно может происходить непосредственно в отделителе жидкости - экономайзер с мгновенным испарением, см. рис. 03, или в специальном теплообменнике - экономайзер-испаритель, рис. 04.

Частично влажный пар, выходящий из экономайзера, см. рис. 3, поступает в промежуточную ступень двухступенчатого компрессора, где смешивается с паром, выходящим из первой ступени компрессора, и охлаждает его.