Промежуточный сосуд со змеевиком

Промежуточные сосуды применяют в аммиачных холодильных установках, работающих по схеме двухступенчатого сжатия для охлаждения пара хладагента перед второй ступенью компрессора и переохлаждения жидкости после конденсатора, что позволяет увеличить холодопроизводительность компрессора и снизить расход энергии на производство холода при низких температурах кипения, требующих осуществление цикла двухступенчатого сжатия.

Промежуточные сосуды устанавливают между первой и второй ступенями компрессора. Они являются также емкостями, смягчающими неравномерность нагнетания пара первой ступенью и всасывания пара второй ступенью компрессора.

Наиболее широкое применение получили промежуточные сосуды со змеевиком (теплообменником).

Промежуточный сосуд , (рис.43) представляет собой вертикальную сварную цилиндрическую емкость, в которую через патрубок 3, опущенный внутрь сосуда под уровень жидкого хладагента поступает пар из ступени низкого давления компрессора. Пар барботирует через слой кипящего жидкого хладагента, при этом он охлаждается до температуры насыщения соответствующей промежуточному давлению. Снятие перегрева происходит за счет выкипания части жидкого аммиака в промсосуде. Охлажденный пар проходит через конусные отбойные тарелки 7, которые задерживают капли жидкости, и отсасывается ступенью высокого давления компрессора через патрубок 1.

В нижней части промсосуда в слое кипящей жидкости находится змеевик, по которому жидкий аммиак протекает от линейного ресивера к регулирующей станции. Жидкость, проходящая по змеевику, в результате теплообмена с кипящим в промсосуде аммиаком охлаждается при постоянном давлении конденсации до температуры на 3 – 5°С выше температуры кипящей жидкости в промсосуде. В змеевик жидкость подводится по патрубку 10, а отводится по патрубку 11.

Промежуточный сосуд со змеевиком

Рис.43. Промежуточный сосуд

В промсосуд через патрубок 4 поступает аммиак после дросселирования. Масса поступающего хладагента расходуется на снятие перегрева паров, поступающих из ступени низкого давления, и на переохлаждение жидкости, проходящей по змеевику.

Для подключения поплавкового реле уровня предназначены патрубки 6 и 8. Уровень жидкого аммиака контролируется с помощью указательной колонки (обмерзающая трубка) 13 и реле уровня. Промсосуд оборудован патрубками выпуска масла 12, аварийного выпуска аммиака 9 и присоединения манометра 5. Промсосуд снабжен сдвоенным и предохранительными клапанами 2. Преимущество промсосуда со змеевиком заключается в том, что масло, поступающее с парами из стороны низкого давления, в испарительную систему не попадает.

Регенеративные теплообменники

По конструктивному исполнению различают теплообменники типа “труба в трубе”, (рис.44,а), кожухозмеевиковые (рис.44,б), и кожухотрубные. Теплообменники типа “труба в трубе” применяют в холодильных машинах холодопроизводительностью до 6 кВт; кожухозмеевиковые – до 130 кВт; для более крупных холодильных машин используют кожухотрубные.

Промежуточный сосуд со змеевиком

Рис.44. Регенеративные теплообменники: а – “труба в трубе”; б – кожухозмеевиковые

По назначению и месту установки различают два вида принципиально отличающихся регенеративных теплообменников.

Регенеративные теплообменники первого типа – газовые – предназначены для осуществления теплообмена между паром, всасываемым компрессором и жидким холодильным агентом после конденсатора; их применяют в одно- и двухступенчатых холодильных машинах, работающих на фреонах.

Перегрев пара, обеспечивающий “сухой ход” компрессора, осуществляется за счет переохлаждения жидкого хладагента.

Регенеративные теплообменники второго типа – жидкостные -применяют в двухступенчатых фреоновых холодильных машинах. Они предназначены для более “глубокого” переохлаждения жидкого хладагента перед дросселированием в испарительную систему и частичного охлаждения паров всасываемых компрессоров высокого давления.

Переохлаждение жидкости в змеевике (внутренней трубе) происходит за счет кипения в корпусе (наружной трубе) теплообменника части хладагента сдросселированной в регулирующем вентиле до промежуточного давления. Образовавшийся при кипении пар отсасывается компрессором высокой ступени, смешиваясь с парами, поступающими из компрессора низкой ступени осуществляет частичное их охлаждение.

Газовые регенеративные теплообменники устанавливают на всасывающем трубопроводе между испарителем и компрессором. Перегрев пара и переохлаждение жидкости в регенеративных теплообменниках обеспечивают увеличение холодопроизводительности и улучшение энергетических характеристик холодильной машины.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Источник

Отрицательных последствий влияния большого значения отношения Рк/Р0 на характеристики холодильной машины можно избежать заменой одноступенчатого рабочего цикла многоступенчатым.

Считается, что переходить к многоступенчатому сжатию следует, если Рк/Р0≥8.

На холодильниках промышленности и торговли наиболее распространены двухступенчатые аммиачные холодильные машины, создающие необходимые условия для холодильной обработки и хранения замороженных пищевых продуктов.

Перегретый пар аммиака всасывается компрессором первой ступени КМ1, сжимается в нем до промежуточного давления Рпр (процесс 1-2) и нагнетается в промежуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента. Барботируя через слой жидкости, пар охлаждается до насыщенного состояния (2-2″), затем снова перегревается (2″-3) и всасывается компрессором второй ступени КМ2.

В компрессоре КМ2 пар сжимается от промежуточного давления Рпр до давления конденсации Рк (3-4) и нагнетается в конденсатор КД. Здесь пар охлаждается (4-4″) и конденсируется (4″-4′). Сконденсированная насыщенная жидкость здесь же в конденсаторе может переохлаждаться (4′-5) в зависимости от его конструкции на 3-4 0С.

Переохлажденная жидкость поступает в змеевик промежуточно сосуда, где дополнительно переохлаждается (5-6). Змеевик находится под уровнем кипящего хладагента (состояние 7′) при температуре tпр.

Таким образом, теоретическим пределом переохлаждения жидкого хладагента (при давлении конденсации Рк) в змеевике является промежуточная температура tпр. Практически же температура tа будет на 3…5 0С выше. Разность этих температур называют недорекуперацией.

После переохлаждения основной массовый поток хладагента G1 (в кг/с) дросселируется в регулирующем вентиле РВ1 (6-8) и поступает в испаритель И. Небольшая же часть этого потока дросселируется в регулирующем вентиле РВ2 (6-7) и поступает в промежуточный сосуд. Образующийся в процессе дросселирования пар G’ вместе с основным массовым потоком G1 всасывается компрессором второй ступени КМ2. К ним добавляется еще массовый поток G”, образующийся в промежуточном сосуде при кипении хладагента за счет отвода теплоты от змеевика и охлаждения пара в процессе 2-2″ при его барботировании через слой жидкого хладагента.

Таким образом,

т. е. массовый поток G2, всасываемый компрессором КМ2, больше массового потока G1, проходящего через испаритель и компрессор КМ1, на сумму , которая составляет 10-20% от G1.

Объемный поток пара, всасываемого компрессором КМ1 в несколько раз больше объемного потока пара, всасываемого компрессором КМ2.

Из диаграммы видно, что при двухступенчатом сжатии температура t4 заметно ниже температуры t4а. Этот фактор, а также то, что отношения давлений Рк/Р0, обеспечивают лучшие характеристики работы компрессоров при двухступенчатом сжатии, чем при одноступенчатом.

Дополнительное переохлаждение жидкого хладагента в змеевике промежуточного сосуда позволяет увеличить удельную массовую холодопроизводительность машины на величину ∆q0.

В связи с тем что на lgр-i диаграмме значение i отнесено к единице массы хладагента, а в двухступенчатой холодильной машине массовый поток G2 больше массового потока G1, это должно быть учтено при расчете характеристик цикла с помощью диаграммы. Условно принимают: если G1=1 кг, то при расчете процессов, происходящих с массовым потоком G2, разность энтальпий умножают на отношение G2/G1.

Так, удельная работа сжатия компрессора КМ1:

а компрессора КМ2:

Удельная массовая холодопроизводительность машины:

а удельная тепловая нагрузка конденсатора:

Если известен теплоприток к испарителю Qи (кВт), значение G1 (кг/с) находят из отношения:

Значение G2 получают, составляя уравнение теплового и массового баланса промежуточного сосуда.

Для рассматриваемого случая:

Промежуточное давление Рпр выбирают таким, чтобы холодильный коэффициент двухступенчатого цикла:

был максимален.

Источник

Отрицательных последствий влияния большого значения отношения рк/ро на характеристики холодильной машины можно избежать заменой одноступенчатого рабочего цикла многоступенчатым.

Считается, что переходить к многоступенчатому сжатию следует, если

Двухступенчатая аммиачная машина со змеевиковым промежуточным сосудом (рис. 2) работает следующим образом.

Перегретый пар аммиака всасывается компрессором первой ступени КМ, сжимается в нем до промежуточного давления рпр (процесс /-2) и нагнетается в промежуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента. Барботируя через слой жидкости, пар охлаждается до насыщенного состояния (2-2″), затем снова перегревается (2″-3) и всасывается компрессором второй ступени КМъ.

В компрессоре КМ-2 пар сжимается от промежуточного давления рПр до давления конденсации р* (3-4) и нагнетается в конденсатор КД. Здесь пар охлаждается (4-4″) и конденсируется (4″- 4′). Сконденсированная насыщенная жидкость здесь же в конденсаторе может переохлаждаться (4′-5) в зависимости от его конструкции на 3-4 t.

Схема и цикл двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом

РИС. 2. Рринципиальная схема (а) и цикл на », lg р-диаграмме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом

Переохлажденная жидкость поступает в змеевик промежуточного сосуда, где дополнительно переохлаждается (5-б). Змеевик находится под уровнем кипящего хладагента (состояние 7′) при температуре ґ”р.

Таким образом, теоретическим пределом переохлаждения жидкого хладагента (при давлении конденсации рн) в змеевике является промежуточная температура tnp. Практически же температура /5 будет на 3…5 °С выше tr=tn.. Разность температур /в-/7’= 3…5 °С называют недорекуперацией.

После переохлаждения основной массовый поток хладагента Gі (в кг/с) дросселируется в регулирующем вентиле ПВ {6-8) и поступает в испаритель И. Небольшая же часть этого потока дросселируется в регулирующем вентиле ПВг (6-7) и поступает в промежуточный сосуд. Образующийся в процессе дросселирования пар 6’вместе с основным массовым потоком G і всасывается компрессором второй ступени /СМг. К ним добавляется еще массовый поток G”, образующийся в промежуточном сосуде при кипении хладагента за счет отвода теплоты от змеевика н охлаждения пара в процессе 2-2″ при его барботирова – нии через слой жидкого хладагента.

Таким образом,

G,= G,+ G’ +G”,

Т. е массовый поток G2, всасываемый компрессором /СМг, больше массового потока Gi. проходящего через испаритель и компрессор КМ, на сумму G’ + G”, которая составляет 10-20% от Gi.

Объемный поток пара, всасываемого компрессором КМ

V = gv.

Он в несколько раз больше объемного потока пара, всасываемого компрессором KMt:

Vi- G3V3.

Это объясняется тем, что удельный объем vi значительно больше удельного объема &з-

На рис. 2, б условно показаны процесс дросселирования при отсутствии промежуточного сйсуда (5-Sa) и процесс одноступенчатого сжатия (/-4а).

Из диаграммы видно, что при двухступенчатом сжатии температура 14 заметно ниже температуры /4». Этот фактор, а также то, что отношения давлений p«/p”p = = Рпр/ро существенно меньше отношения давлений рк/ро, обеспечивают лучшие характеристики работы компрессоров при двухступенчатом сжатии, чем при одноступенчатом.

Дополнительное переохлаждение жидкого хладагента в змеевике промежуточного сосуда позволяет увеличить удельную массовую холодопроизводительность машины на величину Д? о (кДж/кг): A<7o = ie. – <V

В связи с тем что на i, Igp – диаграмме значение і отнесено к единице массы хладагента (I кг), а в двухступенчатой холодильной машине массовый поток Gг больше массового потока Gi, это должно быть учтено при расчете характеристик цикла с помощью диаграммы. Условно принимают: если Gi= = 1 кг, то при растете процессов, происходящих с массовым потоком G% разность энтальпий умножают на отношение G2/G1.

Так, удельная работа сжатия компрессора КМ

Ікчі-із –

А компрессора КМч Uu2 = (G2/GI) (1’4-i. i).

Удельная массовая холодопроизводительность машины

<70=1,-tg,

А удельная тепловая нагрузка конденсатора

Q^-(G2/Gi) (<4 -t’s).

Если известен теплоприток к испарителю Qh (кВт), значение Gі (кг/с) находят из отношения:

Gi = Qh/Qq-

Значение йг получают, составляя уравнения теплового и массового балансов промежуточного сосуда.

Для рассматриваемого случая

Г п h -17

G2=GІ – г.

Схема и цикл двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом

РИС. 3. Принципиальная схема (а) и цикл на i, lg р-диаграиме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины с двумя испарителями и насосной подачей хладагента

Промежуточное давление р”Р выбирают таким, чтобы холодильный коэффициент двухступенчатого цикла

9 о

Е =

/км1 + / км2

Был максимальным.

Posted in К холодильной технике

Источник

Промежуточный сосуд

Cтраница 1

Промежуточные сосуды применяют в двухступенчатых установках для охлаждения паров хладагента, выходящих из цилиндра низкого давления. [2]

Промежуточные сосуды, имеющие большое количество арматуры, должны иметь свободный доступ. Их стараются располагать у наружных стен, поблизости от регулирующей станции. [3]

Промежуточные сосуды изготовляют двух типов: ПСз и ПСГ. [4]

Промежуточный сосуд оснащен регулятором уровня жидкого аммиака, состоящего из реле уровня ПРУ-4 и соленоидного вентиля, и двумя сдублированными сигнализаторами уровня типа ПРУ-4. Эти сигнализаторы отключают агрегат при повышении уровня аммиака в промежуточном сосуде сверх допустимого. [5]

Промежуточные сосуды устанавливают между первой и второй ступенью компрессора. Они являются также емкостями, смягчающими неравномерность нагнетания пара первой ступенью и всасывания пара второй ступенью компрессора. [7]

Промежуточные сосуды ( табл. 4 – 9) применяют для снятия перегрева паров аммиака, нагнетаемых из цилиндра низкого давления в цилиндр высокого давления путем их барботажа через слой жидкого аммиака при двух – или многоступенчатом сжатии. [9]

Промежуточные сосуды обычно имеют змеевик, в котором поступающий из конденсатора жидкий аммиак охлаждается до промежуточной температуры и направляется затем к регулирующему вентилю. Для подвода и спуска жидкого аммиака, присоединения указателя уровня и спуска масла промежуточные сосуды имеют соответствующие патрубки. [10]

Промежуточный сосуд устанавливают на бетонном основании и крепят анкерными болтами М20 длиной 450 мм, входящими в комплект поставки агрегата. [11]

Промежуточные сосуды применяют в двухступенчатых холодильных машинах для охлаждения перегретых паров хладагента, нагнетаемых компрессором низкого давления. Одновременно в аппарате переохлаждается жидкость перед регулирующим вентилем и отделяется масло, уносимое парами из компрессора низкого давления. [12]

Промежуточные сосуды монтируют в машинном отделении на бетонном фундаменте. Положение аппарата регулируют, устанавливая металлические подкладки под опорные плоскости. Правильность установки проверяют отвесом и уровнем. Последний укладывают на верхний фланец аппарата. Промежуточный сосуд изолируют, поэтому при монтаже его соблюдают правила, аналогичные правилам при монтаже отделителей жидкости. [13]

Промежуточные сосуды применяют в многоступенчатых холодильных машинах ( см. рис. 16 и 17) для охлаждения паров холодильного агента между ступенями сжатия и переохлаждения жидкости перед дросселированием. Кроме того, эти аппараты выполняют роль отделителя жидкости. На рис. 102 а показана одна из конструкций промежуточного сосуда. Через патрубок 2, опущенный сверху внутрь сосуда под уровень жидкости, поступает пар из цилиндра низкого давления. А через патрубок 3 сверху поступает холодильный агент от первого регулирующего вентиля. Пар после первой ступени сжатия охлаждается до температуры насыщения, соответствующей промежуточному давлению, за счет испарения части жидкости в аппарате. [14]

Промежуточные сосуды, находящиеся между ступенями многоступенчатых компрессоров, одновременно являются: промежуточными охладителями пара, нагнетаемого предыдущей ступенью; газовыми ресиверами, смягчающими неравномерность нагнетания пара предыдущей и всасывания пара последующей ступенями компрессора; ресиверами жидкого агента. Полное промежуточное охлаждение нагнетаемого пара ( до состояния насыщения) обеспечивается барботажем пара в промежуточном сосуде сквозь жидкий агент. [15]

Страницы: 1 2 3 4 5

Источник

Отрицательных последствий влияния большого значения отношения рк/р0 на характеристики холодильной машины можно избежать заменой одноступенчатого рабочего цикла многоступенчатым.

Считается, что переходить к многоступенчатому сжатию следует, если рк/р0 >8

РИС. 13. Принципиальная схема (а) и цикл на i, lg р-днаграмме (б) двухступенчатой аммиачной холодильной машины со змеевиковым промежуточным сосудом

Двухступенчатая аммиачная машина со змеевиковым промежуточным сосудом (рис. 13) работает следующим образом.

Перегретый пар аммиака всасывается компрессором первой ступени KM1, сжимается в нем до промежуточного давления рпр (процесс 1-2) и нагнетается в промежуточный сосуд ПС под уровень жидкого хладагента. Барботируя через слой жидкости, пар охлаждается до насыщенного состояния (2-2″), затем снова перегревается (2″-3) и всасывается компрессором второй ступени КМ2.

В компрессоре КМ2 пар сжимается от промежуточного давления рпр до давления конденсации рк (3 – 4) и нагнетается в конденсатор КД. Здесь пар охлаждается (4 – 4″) и конденсируется (4″ – 4′). Сконденсированная насыщенная жидкость здесь же в конденсаторе может переохлаждаться (4′ – 5) в зависимости от его конструкции на 3 – 4 °С.

Переохлажденная жидкость поступает в змеевик промежуточного сосуда, где дополнительно переохлаждается (5 – 6). Змеевик находится под уровнем кипящего хладагента (состояние 7′) при температуре tпр.

Таким образом, теоретическим пределом переохлаждения жидкого хладагента (при давлении конденсации рк.) в змеевике является промежуточная температура tпр. Практически же температура t6 будет на 3…5 °С выше t7’=tпр Разность температур в t6-t7 = 3…5 °С называют недорекуперацией.

После переохлаждения основной массовый поток хладагента g1 (в кг/с) дросселируется в регулирующем вентиле РВ1 (6 – 8) и поступает в испаритель И. Небольшая же часть этого потока дросселируется в регулирующем вентиле РВ2 (6-7) и поступает в промежуточный сосуд. Образующийся в процессе дросселирования G’ пар вместе с основным массовым потоком G1 всасывается компрессором второй ступени KM2. К ним добавляется еще массовый поток G”, образующийся в промежуточном сосуде при кипении хладагенга за счет отвода теплоты от змеевика и охлаждения пара в процессе 2 – 2″ при его барботировании через слой жидкого хладагента.

Таким образом,

G2=G1+G’+G”,

т. е массовый поток G2, всасываемый компрессором КМ2, больше массового потока G1, проходящего через испаритель и компрессор К.М1, на сумму G’+G”, которая составляет 10 – 20 % от G1

Объемный поток пара, всасываемого компрессором КМ1:

V1=G1v1. .

Он в несколько раз больше объемного потока пара, всасываемого компрессором КМ2:

V2=G2v3.

Это объясняется тем, что удельный объем v1 значительно больше удельного объема v3

На рис. 13, б условно показаны процесс дросселирования при отсутствии промежуточного сосуда (5 – 8а) и процесс одноступенчатого сжатия (1 – 4а).

Из диаграммы видно, что при двухступенчатом сжатии температура t4 заметно ниже температуры t4а. Этот фактор, а также то, что отношения давлений рк/рп=рпр/ро существенно меньше отношения давлений рк/ро, обеспечивают лучшие характеристики работы компрессоров при двухступенчатом сжатии, чем при одноступенчатом.

Дополнительное переохлаждение жидкого хладагента в змеевике промежуточного сосуда позволяет увеличить удельную массовую холодопроизводительность машины на величину Δqо (кДж/кг):

Δq0=i8a-i8

В связи с тем что на lg p- i диаграмме значение i отнесено к единице массы хладагента (1 кг), а в двухступенчатой холодильной машине массовый поток G2 больше массового потока G1это должно быть учтено при расчете характеристик цикла с помощью диаграммы. Условно принимают: если G1= 1кг, то при расчете процессов, происходящих с массовым потоком G2, разность энтальпий умножают на отношение G2/G1.

Так, удельная работа сжатия компрессора km1

lкм1=i2-i1,

а компрессора КМ2

lкм2=(G2/G1)(i4-i3)

Источник