Цикл паровой холодильной установки

Применение в холодильных установках вместо воздуха паров низкокипящих жидкостей делает принципиально возможным осуществление обратного цикла Карно, так как в области влажного пара изобары являются одновременно изотермами и, следовательно, холодильный коэффициент этого цикла будет равен холодильному коэффициенту обратного цикла Карно.

В качестве хладагентов паровой холодильной установки исполь­зуются вещества с технически допустимыми давлениями насыщенных паров во всем диапазоне температур цикла. Несмотря на дешевизну, доступность и безвредность, вода в качестве хладагента холодильных установок не применяется, так как даже в диапазоне ограниченных температур (не ниже 2°С) имеет такое низкое давление насыщения, которое обычная холодильная установка обеспечить не может. В качестве хладагентов применяются углекислота, хлористый метил, фреоны, аммиак.

Реальный цикл паровой компрессорной холодильной установки несколько отличается от обратного цикла Карно следующим:

1) доро­гостоящая расширительная машина заменена дешевым небольшого размера дросселем;

2) перед подачей влажного пара в компрессор он сепарируется до со­стояния сухого насыщенного пара, вследствие чего процесс сжатия про­исходит в области перегретого пара.

Принципиальная схема паровой компрессорной холодильной уста­новки и ее цикл в Ts -диаграмме изображена на рис. 60. Установка работает следующим образом. Компрессор 1всасывает из рефрижератора 2 пар рабочего тела при давлении его р₂ и степени сухости х₂, после чего адиабатно сжимает его (процесс а-b) до давления р₁ так, что пар становится перегретым с температурой перегрева T_b. Из компрес­сора пар поступает в конденсатор 4, где, охлаждаясь водой, полностью переходит в жидкость (изобарный процесс b-с) того же давления р ₁ с соответствующей давлению температурой Т_с = Т_н1. По выходе из кон­денсатора жидкость, проходя через дроссельный вентиль 3, подвергается дросселированию (процесс c-d) при этом давление понижается до р₂, а сама жидкость переходит в парожидкую смесь со степенью сухости х₁ при температуре T _н2.

Рис. 60. Принципиальная схема паровой компрессорной холодильной и графическое изображение цикла в координатах Т- s