Стр. 1 - Двухступенчатый холодильный цикл с детандером на диоксиде углерода
Упрощенная HTML-версия
УДК 621.5
В. А. В о р о н о в, В. П. Л е о н о в,
Т. М. Р о з е н о е р
ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ ЦИКЛ
С ДЕТАНДЕРОМ НА ДИОКСИДЕ УГЛЕРОДА
Приведены результаты сравнения одноступечатого холодильного
цикла и двухступенчатого холодильного цикла с детандером на
диоксиде углерода. Отвод теплоты цикла происходит в сверхкри-
тической области. Проведено исследование эффективности цикла
с детандером, работа которого передается на компрессор второй
ступени.
E-mail:
Ключевые слова
:
диоксид углерода, двухступенчатый холодильный цикл, де-
тандер.
В последнее время классические хладагенты постепенно выво-
дятся из обращения из-за высоких ODP или GWP, поэтому выбор хо-
лодильного агента становится большой проблемой. Хладагенты, при-
шедшие на замену, часто имеют серьезные недостатки: они горючи
или являются зеотропной смесью, что может вызвать осложнения при
утечке. Также к холодильной установке могут предъявляться дополни-
тельные требования, например безопасность для людей при утечке в
помещении. В этом случае применение в качестве холодильного агента
CO
2
может быть оправдано.
Существуют проблемы, сдерживающие массовое применение CO
2
.
Например, из-за высокого коэффициента изоэнтропы
k
по сравнению
с хладонами, в одноступенчатом цикле возникают высокие темпера-
туры газа после компрессора и большие потери при дросселировании.
Данные проблемы можно решить с помощью двухступенчатого сжатия
и применения детандера вместо дросселя. Работу, снятую с детандера,
логично направить на сжатие в компрессоре второй ступени. Для того
чтобы оценить эффект от изменения схемы цикла, наиболее рацио-
нально сравнивать теоретические холодильные коэффициенты циклов
в сходных условиях [1, 2].
Зададим исходные данные для расчета циклов:
Температура кипения
t
0
,
◦
C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Температура перед расширением газа
t
3
(
t
5
)
,
◦
С . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Температура перед II ступенью компрессора
t
пер
,
◦
С . . . . . . . . . . . . . 40
Перегрев после испарителя
Δ
t
Км
, K . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
Расчет одноступенчатого сверхкритического холодильного цикла
(рис. 1, 2) отличается от расчета одноступенчатого цикла тем, что от-
вод теплоты рассматривается в области газа, а не в области пара,
жидкости и парожидкостной смеси. Для определения необходимых
параметров газа, в отличие от парожидкостной смеси, требуется два
137
