Парожидкостные компрессионные ТТ

 

Идеальный цикл парожидкостного компрессорного ТТ:

1-2 – сжатие влажного пара в компрессоре;

2-3 – конденсация пара с отводом тепла верхнему источнику Qв;

3-4 – адиабатное расширение в детандере;

4-1 – изобарно – изотермическое кипение в испарителе.

 

Q_B                 Т

К      Р_КР

Р_К

3  Т_К 2

И                             Т_В                                                      Р_Н

ДТ                                         КМ

Т_Н

К                                         4   Т_Н 1

S

Q_B

 

 

Уравнение энергетического баланса:

Qн + Nкм = Qв + Nдт

Уравнение эксергетического баланса:

Qн t_Н + Nкм = Qв t_В + Nд, где t_Н = 1- Тос/ Тн

        t _В = 1 – Тос/ Тв

l _КМ = i ₂ – i ₁ , l_ДТ = i ₃ – i ₄

q_К = i₂ - i₃ (r_К), q_И = i₁ – i₄ (r_O)

l = l_КМ – l_ДТ = q_К – q_И

a) R (ХЛУ):

e^К = Тн/(Тв – Тн)

Э_R = l / q_O = 1/ e = Тв/ Тн – 1 - удельные затраты энергии на производство холода.

б) Н (ТНУ):

m^К = Тв/(Тв – Тн)

Эн = l / q_ТН = 1/ m = 1 – Тн / Тв

 

 

ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИЯ РЕАЛЬНОГО ЦИКЛА

ОТ ИДЕАЛЬНОГО

 

1. Процесс сжатия рабочего вещества происходит в области перегретого пара, а не влажного. Это объясняется свойствами не сжимаемости газа во влажном паре, особенно в поршневых машинах.

 

Р_К

Т                             2

 

        3      2¢

Т_В

Р_О

 

Т_Н    4      1¢   1

S

 

1. Процесс расширения в детандере заменяется процессом дросселирования. Такая замена с точки зрения термодинамики не выгодна, так как ведет к потере работы, но при эксплуатации машин процесс дросселирования более эффективен.

Т                                       Р_К

2

3

Т_В

Р_О

 

Т_Н

4               1               S

 

1. Для снижения потерь в регулирующем вентиле после конденсатора устанавливается дополнительный теплообменник, который называется охладителем конденсата.

T                                                     Р_К

2

Т_В     3

D Т_ПО

       4                                                   Р_O

 

Т_Н                      5         4¢              1

S

1. В реальных схемах процесс сжатия происходит политропно, а точка всасывания рабочего тела лежит в области перегретого пара, а не на линии насыщения.

 

 

2

a

T

 

Т_В       3             b

P_O

4

1

       DT_П

Т_Н           5                     6

S

 

1. Все процессы теплообмена протекают при конечных разностях температур: температура рабочего агента всегда отлична от температуры верхнего и нижнего источника. При конденсации хладагент имеет более высокую температуру по сравнению с верхним источником, а при кипении – низкую по сравнению с нижним источником.

 

2

T                                       a

 

3      b

Т_В                 DT_K

4

Т_H                             DT_H        1    DТ_П

5        6

S

 

1-2 – политропное сжатие;

2-b – охлаждение перегретого пара до состояния насыщения;

b-3 – конденсация;

3-4 – изобарное охлаждение в охладителе конденсата;

4-5 – дросселирование.

Реальная схема:

 

3        К    2

ОК

КМ

4

РВ                                 1

5          С

 

И

           

 

Реальный цикл в P-i – диаграмме:

P

 

       4 3                   b  a 2

P_K

 

 

P_O

5             6 1

S

 

В паро-компрессорных установках существует две принципиальные схемы:

1) схема непосредственного охлаждения (бытовые холодильники, рефрижераторы);

2) схема с промежуточным охладителем (хладоносители: этиленгликоль,    NaCl + H₂O, CaCl₂ + H₂O, технические спирты).