Korzystanie ze sprężarek tłokowych
W aplikacjach niskotemperaturowych zastosowanie maszyny tłokowej do sprężania pary w jednym „squash” od niskiego ciśnienia ssania do ciśnienia kondensacji jest nieskuteczne. Wynika to z tego, że sprężony gaz pozostawiony w wolnej przestrzeni na końcu skoku sprężania ponownie wdrożyłby się w drodze w dół i pozostawiłby niewiele miejsca na zasysanie większej ilości gazu zasysanego na następny zakręt. Ponadto szersza różnica ciśnień sprężania może powodować nadmierną temperaturę tłoczenia. Z tych powodów, kompresor producenci ustalają ograniczenia operacji dla jednego etapu operacji, które zależą od czynnika chłodniczego (zwykle około 10: 1). W aplikacjach niskotemperaturowych kompresja musi odbywać się w dwóch etapach.
W okresie między dwoma etapami sprężania konieczne jest schłodzenie gazowego czynnika chłodniczego, aby uniknąć awarii sprężarki. W małych systemach można to zrobić poprzez wprowadzenie ciekłego czynnika chłodniczego, pozostawiając kondensator bezpośrednio w lodówce między etapami. Alternatywą jest zastosowanie chłodzenia, które zapewnia chłodzenie gazu międzyfazowego przy użyciu puli czynnika chłodniczego pod ciśnieniem pośrednim i temperaturą.
Zastosowanie chłodzenia ma dwie dodatkowe zalety:
- przechładza ciecz gromadzoną w parownikach niskotemperaturowych, co zmniejsza ilość pracy, którą muszą spełniać sprężarki niskiego stopnia;
- powyżej temperatury chłodzenia można podawać z chłodzeniem międzystopniowym, a w konsekwencji wysokostopniowa sprężarka zmniejsza tylko obciążenie niewielkiego stopnia maszyn.
Istnieją dwa rodzaje intercoolerów.
a) Intercoolery typu otwartego
Najprostszy typ intercooler-zewnętrzny zbiornik ciśnieniowy (tj.
nic w środku), HP LP lub zawór pływakowy rozpoznawanie ciekłego czynnika chłodniczego z skraplacz. Gorący gaz w pierwszym etapie sprężania jest przepuszczany przez płyn, a zatem ochładza się. Druga (wysoka) sprężarka pobiera swój gaz z chłodnicą międzystopniową. Zaletą tego typu intercoolera jest to, że cały płynny czynnik chłodniczy przechodzi przez niego, a zatem hipotermia, do intercoolera do temperatury wyparka. Wady tego typu intercoolera:
- w przypadku systemów z szeroko lub szybko zmieniającymi się obciążeniami poziom w chłodnicy międzystopniowej może być trudny do kontrolowania;
- ciekły czynnik chłodniczy przepływa przez dwa zawory rozprężne, aby osiągnąć parownik, oba wielkości dla całego strumienia czynnika chłodniczego.
b) Chłodnice typu zamkniętego
W nieco bardziej złożonym urządzeniu chłodzącym (typu zamkniętego) większość cieczy wypływającej ze skraplacza przechodzi przez cewkę zanurzoną w kąpieli z cieczą w intercoolerze płaszczowym. Niewielka część cieczy wypływającej z kondensatora jest rozładowywana w celu utrzymania kąpieli płynnej. Kąpiel ta jest stale odparowywana przez ciepło, ponieważ:
- gorąca ciecz o wysokim ciśnieniu przepływająca przez cewkę (przechłodzona do zbiegu niskiego stopnia);
- przegrzany gaz z pierwszego etapu sprężania przepuszczany jest przez pulę chłodzenia cieczą (tj. przegrzania) przed wejściem do cylindrów wyższego stopnia.
Intercooler typu zamkniętego jest mniej wrażliwy na zmiany obciążenia, niż jednostka typu otwartego. Ciecz przepływa tylko przez jeden zawór rozprężny, dlatego większość różnic ciśnienia między skraplaczem i parownikiem jest dostępna przez parownik zawór rozprężny. W otwartym polu wpisz dwukrotnie rozszerzenie; przede wszystkim od ciśnienia skraplania do ciśnienia pośredniego, a wreszcie od ciśnienia pośredniego do ciśnienia parowania. Urządzenie typu zamkniętego, przechłodzone ciecze, zwykle w temperaturze przejściowej nasycenia wynoszącej 5 ° C. Ciecz opuszcza płaszczową część intercoolera typu otwartego, bogatą, w temperaturze równej pośredniej temperaturze nasycenia.
Dwa najczęstsze typy układów dwustopniowych (lub złożonych) pokazano na ryc. 36 i 37. Ten podstawowy system (ryc. 36) rozwiązuje problem pary wysokotemperaturowej przy minimalnych nakładach inwestycyjnych. Należy utrzymać minimalny poziom ciśnienia skraplania. Ciśnienie międzyetapowe może nie być najbardziej skuteczne w przypadku konkretnego zastosowania.
Układ na ryc. 37 zapewnia poprawę efektywności energetycznej przede wszystkim przechłodzenie cieczy w aparacie odparowanym, zwykle w temperaturze nasycenia międzystopniowego 5C. Ponadto system ten zapewnia pełne przegrzanie niskiego stopnia rozładowania. Umożliwia to dostarczanie obciążeń bocznych (tj. Wyższej temperatury, ciśnienia) na wszystkich skalach do intercoolera, temperatury lub pozwala na zastosowanie optymalnych etapów pośrednich. Nakłady inwestycyjne są jednak stosunkowo wysokie.
|