Схема одноконтурной одноступенчатой холодильной установки

На промысловых рефрижераторных судах применяют преимущественно компрессорные холодильные установки. Они работают с постоянным количеством рабочего вещества (хладагента), способного испарятся при низких температурах.

Схема компрессорной холодильной установки показана на рисунке 7.1. Установка состоит из компрессора 2, конденсатора 1, испарителя 3 и терморегуляторного вентилятора (ТРВ) 5. компрессор 2 всасывает пары хладагента из испарителя 3 и сжимает их. При сжатии пары хладагента перегреваются и из компрессора поступают в конденсатор 1. в конденсаторе перегретый пар прокачиваемой забортной водой 6, конденсируется и в жидком состоянии поступает к терморегулирующему (или дроссельному) вентилятору 5.

Рисунок 7.1 - Схема компрессорной холодильной установки

Так как сечение ТРВ меньше, чем сечение трубопровода, то там происходит процесс дросселирования, и давление хладагента за вентилем уменьшается до давления в испарителе 3, что сопровождается понижением температуры хладагента. В испарителе происходит интенсивное кипение и испарение. Хладагент, испаряясь, отбирает теплоту от рассола, циркулирующего по трубопроводу 4 и проходящего через морозильный трюм. Пары при этом нагреваются и и отсасываются в компрессор. Затем процесс повторяется и происходит непрерывно.

Т.о. холодильная установка является как бы насосом, который забирает теплоту от рассольной системы 4 и через конденсатор 1 отдает ее забортной воде 6. На этот процесс «перекачки тепла» затрачивается энергия электродвигателя, который приводит в движение компрессор и насосы, которые перекачивают воду.

Процесс отвода тепла от охлаждаемого тела идет за счет теплоты кипения жидкости, причем температура кипения зависит от давления, которое будет поддерживаться над кипящей жидкостью в испарителе. Температура конденсации, а, следовательно, и давление в конденсаторе зависят в основном от температуры среды, которой отдается тепло холодильного агрегата в процессе конденсации при всех прочих равных условиях.

Рассмотрим процесс в холодильной установке в диаграмме РV и TS . В испарителе кипит холодный агент при давлении Р0 и температуре Т0 (точка 4). Образовавшийся в испарителе пар состояния 1 отсасывает компрессором и адиабатно сжимается в нем до давления Рк и температуры Тк (состояние 2), а затем нагнетается в конденсатор. Процесс сжатия показан на диаграммах линией 1 - 2. благодаря охлаждению конденсатора забортной водой пары холодильного агента сжимаются и образуют жидкость (состояние 3). Процесс конденсации выражен линией 2-3.

В сжиженном состоянии холодный агент поступает в ТРВ, в котором он адиобатно расширяется до давления Р₀ и температуры Т₀ (состояние 4), совершая внешнюю работу. В диаграммах этот процесс показан линией 3-4. Далее холодильный агент вновь поступает в испаритель, где кипит, забирая для этого тепло, например, от воздуха охлаждаемого помещения или рассола в испарителе, т.е. от прокачиваемого через него жидкого теплоносителя. Процесс кипения показан линией 4 - 1.

Как известно из термодинамики, работа компрессора 1_к в диаграмме pv равна а - 1 - 2 - в, а работа расширительного цикла - (ТРВ) 1_рц площади в - 3 - 4 - а. работа цикла определяется разностью указанных площадей, т.е. 1 = 1_к- 1_рц = пл. 1-2-3-4; точно также в диаграмме TS работа 1-2-3-4; т.е. 1_к = пл. С - 1 - 2 - 3; работа 1_Р.Ц. = С - 3 - 4.