Принцип действия парокомпрессионной холодильной машины

1.

Принцип действия
парокомпрессионной
холодильной машины
Доцент
Кафедры ПТУ
Костенюк В.В.
2022 г.

2.

Диаграмма состояния вещества
Сухой
перегретый пар
Переохлажденная
жидкость
Давление
Насыщенная
жидкость
Жидкость
+
Пар
(кипение или
конденсация)
Энтальпия
Сухой
насыщенный пар

3.

Перегретый
пар
Переохлажденн
ая жидкость
Давление
Насыщенная
жидкость
Жидкость
+
Пар
(кипение или
конденсация)
Энтальпия
Сухой
насыщенный
пар
Давление, Бар
Цикл в P-H координатах
Конденсатор
Pкон
2
3
Дроссель
Pкип
4
Испаритель
Энтальпия, Дж/кг
1-2 сжатие
2-3 конденсация
3-4 дросселирование
4-1 кипение
Компрессор
1

4.

Принципиальная схема
Конденсатор
Дроссель
Компрессор
4
1
Испаритель
4
1
2
3
Pкип
2
Энтальпия, Дж/кг
Компрессор
Pкон
3
Дроссель
Давление, Бар
Конденсатор
Испаритель
1-2 сжатие в компрессоре
2-3 конденсация в конденсаторе
3-4 дросселирование в дросселе
4-1 кипение в испарителе

5.

Дополнительные точки цикла
Давление, Бар
2’ – начало конденсации
Pкон
Конденсатор
3'
3
2'
2
Дроссель
Pкип
Компрессор
3’ – выход из конденсатора
(с переохлаждением)
4’ – вход в испаритель
(точка левее)
(4)
4'
Испаритель
Энтальпия, Дж/кг
1'
1
1 ’ – насыщенный пар

6.

Давление, Бар
Дополнительные точки цикла
Pк
3'
Конденсатор
3
2'
2
1-2 сжатие в компрессоре
он
Дроссель
Pк
ип
Компрессор
(4)
4'
Испаритель
1'
Энтальпия, Дж/кг
1
Конденсатор:
2-2’ снятие перегрева
2’-3 конденсация
3-3’ переохлаждение
3’-4’ дросселирование
Испаритель:
4’-1’ кипение
1’-1 перегрев

7.

Диаграмма R-290 (пропан)

8.

Пример. Цикл холодильного шкафа
2'
3'
3
4'
1'
1
2

9.

Параметры в характерных точках
2'
3'
2
3
4'
1'
1
P
(абс),
Бар
t, °С
h,
кДж/
кг
x
1
3,45
0
580
- (ПП)
2
19,1
70
660
- (ПП)
2'
19,1
55
620
1 (НП)
3
19,1
55
350
0 (НЖ)
3'
19,1
50
330
- (ПЖ)
4'
3,45
-10
330
0,4 (П-Ж С)
1'
3,45
-10
560
1 (НП)

10.

Тепловые эффекты цикла
Адиабатная работа сжатия в компрессоре:
Теплота конденсации:
l2−1 = ℎ2 − ℎ1
q2′−3 = ℎ2′ − ℎ3
кДж
l2−1 = 660 − 580 = 80(
)
кг
кДж
q2′−3 = 620 − 350 = 270
кг
Снятие перегрева в конденсаторе:
q2−2′ = ℎ2 − ℎ2′
кДж
q2−2′ = 660 − 620 = 40(
)
кг
Теплота переохлаждения
q3−3′ = ℎ4 − ℎ5
кДж
q3−3′ = 350 − 330 = 20
кг

11.

Тепловые эффекты цикла
Дросселирование:
Холод при перегреве в испарителе:
q3′−4′ = ℎ3′ − ℎ4′
q1−1′ = ℎ1 − ℎ1′
кДж
q3′−4′ = 330 − 330 = 0
кг
кДж
q1−1′ = 580 − 560 = 20
кг
Холод при кипении в испарителе:
q1′−4′ = ℎ1′ − ℎ4′
кДж
q1′−4′ = 560 − 330 = 230
кг
Холод q1′−4′ 230