Цикл паровой компрессорной холодильной установки

В парокомпрессорных холодильных установках в качестве рабочего тела используют низкокипящие жидкости. Благодаря этому рабочий цикл можно расположить в двухфазной области состояния, в которой изобарные процессы подвода и отвода теплоты можно заменить на изотермические и тем самым уменьшить потери, связанные с необратимостью процессов.

Принципиальная схема установки представлена на рис. 7.4, а диаграмма цикла в Ts-координатах — на рис. 7.5. Установка работает следующим образом. В компрессоре 1 пар адиабатно сжимается (процесс 1 — 2). В конденсаторе 2 холодильный агент вначале охлаждается (процесс 2—2') при постоянном давлении и затем конденсируется (процесс 2' — 3) с отдачей в окружающую среду теплоты q. В дроссельном вентиле 3 происходит процесс дросселирования (3 — 5) с превращением жидкости во влажный пар. В испарителе 4 влажный пар принимает теплоту q₂ и содержащаяся в нем жидкость испаряется (процесс 5—1).

Процесс дросселирования в дроссельном вентиле является существенно необратимым процессом и на диаграмме изображается условной кривой 3 — 5. Если вместо него применить детандер (расширительный цилиндр), то процесс протекал бы по линии 3—4. Таким образом, замена расширительного цилиндра дроссельным вентилем вызывает некоторую потерю холодопроизводительности, измеряе-

Рис. 7.5. Цикл парокомпрессорной холодильной установки мую площадью фигуры 5₄ — 4 — 5 — s₅ и вызванную возрастанием энтропии рабочего тела. Следовательно, его применение приводит к уменьшению количества теплоты q₂, получаемой от охлаждаемых тел. Положительными сторонами применения дроссельного вентиля являются возможность легко регулировать давление пара, а также максимальная простота конструкции.

Холодильный коэффициент этой установки определяется по формуле

где q₂ — удельное количество теплоты, воспринимаемое паром в испарителе, q₂ = /, — /₅ = /j — /₄; /_ц — удельная работа, затраченная при адиабатном сжатии пара в компрессоре, /_ц = i₂ — i_x.

Отсюда

Значение холодильного коэффициента, определяемого по этой формуле, на 15...20 % ниже е_Л.