Poradnik Chłodnictwo-Klimatyzacja
4. OBIEGI 1- i 2-STOPNIOWE MOKRE I SUCHE
W chłodnictwie szeroko stosowanymi obiegami są sprężarkowe obiegi chłodnicze. Maszyny i urządzenia w których realizowane są te obiegi w zależności od zamierzonego skutku działania, można podzielić na chłodziarki i pompy ciepła.
Chłodziarka - urządzenie, którego podstawowym celem jest odprowadzanie ciepła z chłodzonego ośrodka o niższej temperaturze. Tę ilość ciepła przejmowana w parowniku określa się jako wydajność chłodniczą .
Pompa ciepła - urządzenie, którego zamierzonym skutkiem działania jest otrzymanie ciepła o wyższej temperaturze (moc skraplacza), lub jednoczesne wykorzystanie obu ilości ciepła i do celów użytecznych.
Zjawisko przepływu ciepła ze źródła o niższej temperaturze do źródła o wyższej temperaturze wymaga nakładu energii na napęd sprężarki pracującej w układzie chłodniczym. Działanie maszyn i urządzeń oparte o parowe, sprężarkowe obiegi chłodnicze scharakteryzowano niżej.
Obieg 1-stopniowy mokry Lindego
Sp - sprężarka; Skr - skraplacz; ZR - zawór rozprężny; P - parownik; -właściwa wydajność chłodnicza; q - właściwe obciążenie cieplne skraplacza
Rys.4.2. Obieg mokry Lindego w obszarze pary wilgotnej w układzie T-s
- właściwa praca sprężania; - przyrost właściwej objętości chłodniczej; - właściwa praca rozprężenia adiabatycznego
Obieg mokry Lindego składa się z następujących przemian czynnika chłodniczego zachodzących w niżej wymienionych urządzeniach:
1-2 sprężanie adiabatyczne
w sprężarce
2-3 skraplanie izotermiczno-izobaryczne
w skraplaczu
3-4t rozprężanie adiabatyczne
w zaworze rozprężnym
3-4 rozprężanie izoentalpowe (rzeczywiste)
4-1 parowanie izobaryczne
w parowniku
Obieg 1-stopniowy suchy
Rys.4.3. Schemat chłodziark i parowej z osuszaczem
O - osuszacz
Rys.4.4. Obieg suchy chłodziarki parowej w układzie T-s
- przyrost właściwej pracy obiegu,
- ciśnienie skraplania, - ciśnienie parowania
Obieg suchy składa się z następujących przemian termodynamicznych czynnika chłodniczego zachodzących w niżej wymienionych urządzeniach:
2-3' schładzanie izobaryczne pary przegrzanej
3'-3 skraplanie izobaryczno-izotermiczne
4-1 parowanie
Rys. 4.5. Schemat chłodziarki parowej z dochła-dzaniem ciekłego czynnika
D - dochladzacz; - ciepło odprowadzone z dochladzacza
Rys. 4.6. Obieg suchy chłodziarki parowej z do-chładzaniem ciekłego czynnika w układzie T-s
Tr - temperatura niższa od temperatury skraplania
Obieg ten składa się z następujących przemian termodynamicznych czynnika chłodniczego, zachodzących w niżej wymienionych urządzeniach:
1 - 2 sprężanie adiabatyczne
2 - 3 schładzanie izobaryczne, a następnie skraplanie izobaryczno-izotermiczne
3' - 3 schłodzenie czynnika chłodniczego
w schładzaczu
3' - 4' rozprężanie izoentalpowe (rzeczywiste)
4' - 1 parowanie
Obieg 1-stopniowy z regeneracją ciepła
WR - wymiennik regeneracyjny
Rys.4.8. Obieg mokry Lindego w obszarze pary wilgotnej w układzie T-s
- wzrost właściwej wydajności chłodniczej
2 - 2' schładzanie izobaryczne pary przegrzanej
2' - 3 skraplanie izobaryczno-izotermiczne
3 - 4/1' - l schładzanie czynnika chłodniczego w fazie ciekłej kosztem częściowego odparowania i przegrzania par czynnika chłodniczego
w wymienniku regeneracyjnym
4 - 5 rozprężanie izoentalpowe (rzeczywiste)
5 - 1' odparowanie czynnika chłodniczego
Obieg 2-stopniowy suchy, z chłodzeniem międzystopniowym i dochładzaniem ciekłego czynnika
1 - 2 sprężanie adiabatyczne w I stopniu sprężarki
2 - 3 międzystopniowe chłodzenie izobaryczne
w chłodnicy międzystopniowej
3 - 4 sprężanie adiabatyczne w II° sprężarki
4 - 5 schładzanie izobaryczne pary przegrzanej, a następnie skraplanie izobaryczno-izotermiczne
5-6 schładzanie cieczy nasyconej
w dochładzaczu
6-7 dławienie (rozprężenie) izoentalpowe
7-1 odparowanie izobaryczne
Rys. 4.9. Schemat chłodziarki parowej z dwustopniowym sprężaniem, chłodzeniem między-stopniowym i dochładzaniem ciekłego czynnika
Sp1, Sp2 - sprężarka l i 2 stopnia; ChM - chłodnica międzystopniowa; q2-3 - ciepło odprowadzone z chłodnicy międzystopniowej; q4-5 - ciepło odprowadzone ze skraplacza; q5-6 - ciepło odprowadzone z dochładzacza
Rys. 4.10. Obieg chłodziarki z dwustopniowym sprężaniem, chłodzeniem międzystopniowym i dochładzaniem ciekłego czynnika w układzie T-s
- praca 1 i 2 stopnia sprężarki, - ciśnienie międzystopniowe, - ciśnienie skraplania, - ciśnienie parowania
Rys. 4.11. Schemat chłodziarki parowej z dwustopniowym sprężaniem i rozprężaniem czynnika oraz z bezprzeponową chłodnicą, międzystopniową
zr1, ZR2 - zawór rozprężny l i 2 stopnia; ChM - bezprzeponowa chłodnica międzystopniowa
Rys. 4.12. Obieg chłodziarki z dwustopniowym sprężaniem i rozprężaniem czynnika oraz z bezprzeponową chłodnicą międzystopniową w układzie T-s
Obieg ten składa się z następujących przemian termodynamicznych czynnika chłodniczego, zachodzących w niżej wymienionych urządzeniach:
1-2 sprężanie adiabatyczne w I° sprężarki
2-3 chłodzenie par izobaryczne w chłodnicy bezprzeponowej
3-4 sprężanie adiabatyczne w II° sprężarki
4-5 schładzanie izobaryczne pary przegrzanej, a następnie skraplanie izobaryczno-izotermiczne
5-6 rozprężenie izoentalpowe I°
w I° zaworu rozprężnego
6-7 przemiana izobaryczna
7-8 rozprężenie izoentalpowe II°
w II° zaworu rozprężnego
8-1 odparowanie izobaryczne
...
mopsik87