Het gebruik van zuigercompressoren
In lage-temperatuurtoepassingen is het niet effectief om de zuigermachine te gebruiken voor dampcompressie in één "squash" van lage zuigdruk tot condensatiedruk. Dit komt omdat het gecomprimeerde gas dat overblijft in de hoeveelheid vrije ruimte aan het einde van de compressieslag opnieuw zou worden ingezet op de weg naar beneden en weinig ruimte overlaat om meer zuiggas aan te zuigen voor de volgende bocht. Bovendien kan een groter drukverschil door compressie een te hoge uitblaastemperatuur veroorzaken. Om deze redenen, compressor fabrikanten stellen beperkingen aan de werking voor één stap van de werking, afhankelijk van het koelmiddel (meestal ongeveer 10:1). Voor toepassingen bij lage temperaturen moet de compressie in twee fasen worden uitgevoerd.
In de periode tussen de twee compressietrappen is het noodzakelijk om het gas-koelmiddel af te koelen om compressorstoringen te voorkomen. Op kleine systemen kan dit worden gedaan door de introductie van vloeibaar koelmiddel dat de condensator tussen de fasen rechtstreeks naar de koelkast laat lopen. Het alternatief is om koeling te gebruiken, die zorgt voor koeling van interfasegas met behulp van een plas koelmiddel in de middendruk en -temperatuur.
Er zijn twee extra voordelen bij het gebruik van koeling:
- e onderkoelt de vloeistof wordt opgevangen in lage-temperatuurverdampers, wat de hoeveelheid werk vermindert, een laagtrapscompressor moet voldoen;
- boven de koeltemperatuur kan worden bediend met tussenkoeling en dientengevolge kan een hogetrapscompressor alleen de belasting van de kleine trap van machines verminderen.
Er zijn twee soorten intercoolers.
a) Intercoolers van het open type
Het eenvoudigste type intercooler-buitendrukvat (bijv.
niets binnen), HP LP of vlotter herkennen van het vloeibare koelmiddel van de condensator. Heet gas in de eerste compressietrap wordt door de vloeistof geborreld en koelt zo af. De compressor van de tweede (hoge) trap zuigt zijn gas aan met intercooler. Dit type intercooler heeft als voordeel dat al het vloeibare koelmiddel er doorheen gaat, en dus onderkoeling, naar de intercooler tot de temperatuur van de verdamper. De nadelen van dit type intercooler:
- voor systemen met sterk wisselende of snel wisselende belastingen kan het niveau in de intercooler moeilijk te regelen zijn;
- het vloeibare koelmiddel stroomt door twee expansieventielen om de verdamper te bereiken, beide afmetingen voor de hele stroom koelmiddel.
b) Koelers van het gesloten type
Bij een iets complexere apparaatkoeling (gesloten type) passeert het grootste deel van de vloeistof die uit de condensor stroomt door de spoel die is ondergedompeld in een vloeistofbad in de shell-intercooler. Een klein deel van de uit de condensator stromende vloeistof wordt afgevoerd om het vloeistofbad in stand te houden. Dit bad wordt constant verdampt door de hitte als:
- hete vloeistof onder hoge druk die door de spoel stroomt (onderkoeld tot de samenvloeiing van de lage trap);
- oververhit gas uit de eerste compressietrap wordt door de pool van vloeistofkoeling geleid (dwz de-oververhitting) voordat het in cilinders van een hogere trap komt.
Intercooler van het gesloten type minder gevoelig voor veranderingen in belasting dan van het open type. De vloeistof passeert slechts één expansieventiel, dus het grootste deel van het drukverschil tussen condensor en verdamper is beschikbaar via de verdamper expansieklep. Typ it extends tweemaal in het open vak; allereerst van condensatiedruk naar middendruk en tenslotte van middendruk naar verdampingsdruk. Gesloten apparaat, onderkoelde vloeistoffen, meestal binnen 5C tussentijdse verzadigingstemperatuur. Vloeistof verlaat de schaalzijde van de intercooler van het open type, rijk, bij een temperatuur die gelijk is aan de gemiddelde verzadigingstemperatuur.
De twee meest voorkomende soorten tweetraps (of complexe) systemen worden getoond in Fig. 36 en 37. Dit basissysteem (Fig. 36) lost alleen het probleem van damp op hoge temperatuur op met minimale kapitaaluitgaven. Het minimale niveau van de condensatiedruk moet worden gehandhaafd. Druk tussen trappen is mogelijk niet de meest effectieve voor de specifieke toepassing.
Het systeem in Fig. 37 zorgt voor een verbetering van de energie-efficiëntie, in de eerste plaats onderkoeling van de vloeistof in het verdampte apparaat, meestal binnen de 5C verzadigingstemperatuur tussen de fasen. Bovendien zorgt dit systeem voor volledige oververhitting van de lage ontladingsfase. Hierdoor kunnen zijbelastingen (dwz hogere temperatuur, druk) op alle schalen worden toegevoerd aan de intercooler, temperatuur of kunnen optimale tussenstadia worden gebruikt. Investeringen zijn echter relatief hoog ..
|