Регенеративный цикл

Охлаждение жидкого рабочего вещества перед дроссельным вентилем можно осуществить за счет холодного пара, идущего из испарителя, то есть применить регенерацию.

Холодный пар рабочего вещества, выходящий из испарителя в состоянии ά, направляется в регенеративный теплообменник, где он нагревается (процесс ά – 1) за счет теплого рабочего вещества, выходящего из конденсатора, которое при этом охлаждается (процесс 3 – 4).

В результате регенерации удельная холодопроизводительность увеличивается на величину Δq₀ = i₆ – i₅, но одновременно увеличивается и работа компрессора на Δl_k = площадь 1 – 2 – в – ά.

Эффективность этого метода зависит от отношения Δq₀/Δl_k, то есть от термодинамических свойств рабочего вещества.

Поэтому регенеративный цикл применяется для рабочих веществ с относительно большими потерями, связанными с дросселированием и относительно малыми потерями, связанными с перегревом рабочего вещества. Такими рабочими веществами является большинство хладонов.

Для веществ, имеющих большие относительные потери от перегрева, например аммиака, применяют схему с водоохлаждаемым теплообменником.

Большинство хладонов имеют хорошую растворимость с маслом, поэтому для хладоновых холодильных машин с поршневыми компрессорами перегревание пара перед всасыванием его в компрессор имеет особое значение. При этом происходит более полное отделение масла, вследствие чего энергетические и объемные коэффициенты компрессора улучшаются.

При отсутствии перегрева рабочего вещества перед всасыванием в компрессор попадают капли масла, содержащие растворенное в них рабочее вещество и капли жидкого рабочего вещества. В процессе обратного расширения в компрессоре происходит выделение рабочего вещества из капель масла и уменьшение полезного объема всасывания. Капли жидкого рабочего вещества, уходящие из испарителя, уменьшают холодопроизводительность машины и могут привести к гидравлическому удару, поэтому регенеративный теплообменник является еще и защитой поршневого компрессора холодильной машины от гидроудара.

Кроме того, попадание капель масла и жидкого рабочего вещества способствует значительной интенсификации теплообмена между паром и стенками цилиндра компрессора и приводит к дополнительным потерям.

Таким образом, применение регенерации с перегревом рабочего вещества перед его всасыванием для хладоновых холодильных машин с поршневыми компрессорами объясняется не только термодинамическими, но и эксплуатационными преимуществами.