Узел компрессоров холодильных машин двухступенчатого сжатия

Схема узла компрессоров двухступенчатой аммиачной холодильной машины, в которой используются две температуры кипения, приведена на рис.10.3.

Двухступенчатое сжатие применяют для получения более низких температур холода.

Рис.10.3. Технологическая схема узла компрессора аммиачной ХМ с двумя ступенями сжатия, полным промежуточным охлаждением и одной ступенью дросселирования:

1 – отделитель жидкости; 2 – компрессор низкого давления; 3, 9 – маслоотделители; 4 – промежуточный сосуд (со змеевиком); 5 – компрессор высокого давления; 6, 7 – коллекторы низкой и высокой температуры жидкости; 8 – линия подвода жидкого ХА; 10 – коллектор зарядки и пополнения системы.

В данной схеме жидкое рабочее тело охлаждается до двух разных температур, что позволяет осуществлять независимое регулирование температуры получаемого холода в широком диапазоне.

Вся рабочая жидкость поступает в узел по линии 8. Здесь она делится на три потока. Часть ее сразу поступает в коллектор 7 регулирующей станции для раздачи потребителям холода более высокой температуры – t₀₂. Другая часть через регулятор уровня (датчик уровня и соленоидный вентиль СВ₁) поступает в промежуточный сосуд для промежуточного охлаждения паров ХА после компрессора низкого давления (КНД) и охлаждения жидкого рабочего тела, протекающего по змеевику промежуточного сосуда.

Основная (бóльшая) часть жидкости проходит змеевик, где она охлаждается до температуры близкой к температуре кипения ХА при давлении в промежуточном сосуде. После этого она подается в коллектор 6 для раздачи потребителям низкой температуры t₀₁.

По правилам техники безопасности при останове компрессоров давление в промежуточном сосуде должно понижаться до давления в испарителе. Поэтому, при останове компрессоров открываются байпасы. Здесь их функции выполняют соленоидные вентили СВ₂ и СВ₃. При этом вся магистраль от испарителя до обратного клапана (ОК) соединяется с отделителем жидкости.

В данной схеме применен промежуточный сосуд со змеевиком для охлаждения жидкого рабочего тела (ХА). Но может использоваться сосуд и без змеевика.

Термодинамически более эффективна схема без змеевика, так как жидкость в змеевике охлаждается не до температуры кипения ХА в сосуде при промежуточном давлении, а до температуры на 3-5 градусов выше. Но схема со змеевиком имеет ряд практических преимуществ:

а) не контактируют жидкости и, следовательно, не загрязняется маслом поток поступающий в испарительную систему;

б) давление ХА в змеевике равно давлению конденсации, т.е. выше чем в сосуде. Это позволяет подавать жидкий ХА в удаленные здания и верхние этажи.

Контрольные вопросы

ЛИТЕРАТУРА

1. Соколов Е.Я., Бродянский В.М. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения: Учеб. пособие для вузов. 2–е изд., перераб. М.: Энергоиздат, 1981.

2. Различные области применения холода: Справочник из серии "Холодильная техника"/ Под ред.А.В.Быкова. М.: Агропромиздат, 1985.

3. Холодильные машины: Учебн. для втузов по специальности "Холодильные машины и установки"/ Н.Н. Кошкин, И.А. Сакун, Е.М. Бамбушек и др.; под общ. ред. И.А. Сакуна. Л.: Машиностроение, 1985.

4. Холодильные установки: Учебн. для вузов по специальности "Техника и физика низких температур"/ Чумак И.Г., Чепуренко В.П. и др.; Под ред. И.Г. Чумака. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1991.

5. Холодильные машины: Справочник из серии "Холодильная техника"/ под ред. А.В. Быкова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982.

6. Тепловые и конструктивные расчеты холодильных машин: Учеб. пособие для вузов по специальности "Холодильные и компрессорные машины и установки"/Е.М. Бамбушек, Н.Н. Бухарин, Е.Д. Герасимов и др.; под общ. ред. И.А. Сакуна. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1987.

7. Теплообменные аппараты холодильных установок /Г.Н. Данилова, С.Н. Богданов, О.П. Иванов и др.; Под общ. ред. Г.Н. Даниловой. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1986. 303 с.

8. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин. Справочник. Серия "Холодильная техника"/ под ред. А.В. Быкова. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. 248 с.

Контрольные вопросы:кразделу 1

1. Что представляет собой холод?

2. Что называют трансформатором теплоты и для каких целей он используется?

3. По каким направлениям технического прогресса используется хладотехника?

4. Какие виды установок входят в состав техники низких температур?

5. Назовите области применения холодильной техники?

6. Назовите основные способы получения искусственного холода?

7. Какой способ получения холода наиболее распространен и почему?

8. Что называют дроссельэффектом и как он используется в технике низких температур?

9. Что представляет собой детандер и где он используется?

10. Какое устройство называют вихревой трубой?

11. В чем заключается термоэлектрический способ получения холода?

12. Что представляет собой коэффициент работоспособности теплового потока?

13. Как меняется энергопотребление производства единицы холода при снижении температурного уровня получаемого холода?

14. Достижим ли "абсолютный ноль" и почему?

Контрольные вопросы:к разделу 2

1. Чем отличаются системы холодоснабжения от холодильной станции и от холодильной установки?

2. Как классифицируются холодильные машины в зависимости от физического процесса получения холода?

3. Как классифицируются холодильные машины по виду используемой энергии?

4. Как классифицируются ХМ в зависимости от схемы и вида термодинамического цикла?

5. Назовите достоинства и недостатки парокомпрессионных ХМ с поршневыми компрессорами.

6. Назовите достоинства и недостатки парокомпрессионных ХМ с турбокомпрессорами.

7. Назовите достоинства и недостатки холодильных машин с винтовыми компрессорами.

8. Назовите достоинства и недостатки теплоиспользующих холодильных машин.

9. Как осуществить выбор оптимального типа холодильной машины для системы холодоснабжения предприятия?

Контрольные вопросы:к разделу 3

1. Что называют хладагентами (ХА)?

2. Какие требования предъявляются к хладагентам?

3. Какие основные теплофизические параметры характеризуют ХА?

4. Какое международное обозначение принято для неуглеводородных хладагентов?

5. Что представляют собой хладоны (фреоны) и как они обозначаются?

6. Какую опасность для окружающей среды представляют хлорсодержащие рабочие вещества холодильных машин

7. Что оценивает потенциал глобального потепления?

8. Какими наиболее характерными свойствами обладает аммиак?

9. Назовите основные достоинства и недостатки фреонов?

10. По какому принципу осуществляется выбор хладагента?

11. Что представляет собой хладоноситель и какие основные требования предъявляются к нему?

12. Как выбирается концентрация растворов при производстве хладоносителей?

13. Что называют антифризами?

Контрольные вопросы: к разделу 4

1. Какие типы компрессоров используются в парожидкостных компрессорных холодильных машинах?

2. Перечислите минимально необходимые составные элементы компрессорной холодильной машины?

3. Чем отличается удельная массовая холодопроизводительность ХА от холодопроизводительности цикла ХМ?

4. Что представляет собой энергетический (тепловой) баланс ХМ?

5. Как изменится цикл (на примере простейшей одноступенчатой компрессорной ХМ), если учитывать "переохлаждение" конденсата ХА в конденсаторе и перегрев паров ХА на входе в компрессор?

6. Какие положительные и отрицательные явления в работе компрессорных ХМ возникают при внедрении регенеративного охлаждения жидкого хладагента?

7. Чем ограничивается значение степени повышения давления в компрессорах холодильных машин?

8. Какой физический смысл заложен в понятиях удельного расхода энергии и холодильного коэффициента в холодильных машинах?

9. Как оценивается значение температуры конденсации ХА в конденсаторе ХМ?

10. Как определяется необходимое значение температуры кипения ХА в испарителе ХМ?

11. Как организовать сжатие паров ХА по линии насыщения и что это дает?

12. Как и для чего организовывается ступенчатое охлаждение теплоотдатчика?

13. Как можно использовать неизотермичность кипения и конденсации зеатропных рабочих веществ в холодильных машинах?

Контрольные вопросы:к разделу 5

1. Как меняется степень повышения давления в компрессоре ХМ при изменении температур охлаждающей и охлаждаемой сред?

2. Какие явления наблюдаются в работе ХМ при увеличении степени повышения давления в компрессоре?

3. Какие преимущества имеются у процесса многоступенчатого сжатия перед одноступенчатым сжатием?

4. Какую роль выполняет змеевик, размещенный в промежуточном сосуде двухступенчатых ХМ?

5. Чем отличаются процессы сжатия с полным и с неполным промежуточным охлаждением ХА в многоступенчатых ХМ?

6. С какой целью в схемах холодоснабжения применяются питающие отделители жидкости?

7. Какое преимущество имеет ХМ с двухкратным дросселированием жидкого ХА по сравнению с ХМ с однократным дросселированием?

8. Какой тип промежуточного охлаждения используется в турбокомпрессорных холодильных машинах?

9. Что называют каскадом в каскадной ХМ?

10. Какое обязательное условие необходимо выполнять, чтобы обеспечить работу каскадной холодильной машины?

11. Чем должны отличаться хладагенты, применяемые в нижнем и верхнем циклах каскадной ХМ?

12. Какими преимуществами обладают каскадные ХМ перед многоступенчатыми при одинаковых внешних условиях работы?

Контрольные вопросы:к разделу 6

1. Чем отличаются условия работы компрессоров холодильных машин от условий работы воздушных компрессоров общего назначения?

2. Какие типы компрессоров используются в холодильной технике?

3. Какими преимуществами обладают винтовые компрессоры перед поршневыми в составе холодильных машин?

4. Как осуществляется изменение производительности в турбокомпрессорных холодильных машинах?

5.Чем отличаются стандартный и рабочий режимы работы холодильных машин?

6. Какие теплообменные аппараты ХМ относятся к основным и почему их таковыми считают?

7. Какие конструктивные особенности связанные с видом применяемого хладагента имеют испарители ХМ?

8. Что является охлаждающей средой в конденсаторах и конденсаторах-испарителях холодильных машин?

9. Какие отличительные признаки имеют аммиачные и фреоновые конденсаторы?

10. В каких промежуточных сосудах ХМ и с какой целью размещают змеевики?

11. Чем отличаются сухие и питающие отделители жидкости в составе холодильных установок?

12. На каких ХМ и с какой целью устанавливаются маслоотделители?

13. Как по назначению классифицируются ресиверы в составе холодильных установок?

Контрольные вопросы:к разделу 7

1. Каким основным преимуществом перед компрессорными ХМ обладают абсорбционные холодильные агрегаты?

2. Какое устройство в абсорбционных ХМ используется для повышения давления паров ХА?

3. Какой компонент бинарной смеси используемой в работе абсорбционной ХМ, является хладагентом, а какой – абсорбентом?

4. Как получают холод в абсорбционных холодильных машинах?

5. Почему абсорбционная водоаммиачная ХМ конструктивно сложнее бромисто-литиевого агрегата?

6. Холод каких температур получают в водоаммиачной и бромисто-литиевой абсорбционных ХМ?

7.

[1]Термин "переохлаждение", широко применяемый в литературе по холодильной технике, не соответствует физическому содержанию соответствующего процесса. Переохлаждением называется процесс понижения температуры, приводящий вещество в метастабильное состояние. Например, охлаждение жидкости до температуры более низкой, чем температура замерзания и т.п.

[2] Отличие дефлегмации от ректификации: первый процесс протекает с отводом теплоты, второй – адиабатно. Оба аппарата обычно компонуют вместе.