Физические основы теплотехники. Часть I. Термодинамика. Панов В.К. - 217 стр.

§ 46. Паросиловая установка                                            5

охлаждающим газ, сжатый в нижней                      Конд
ступени. Из ПС в верхнюю ступень I ст
сжатия поступает СНП хладагента. Во-
вторых, ПС играет роль сепаратора Др1                    ПС
(отделителя) — в нем образовавшийся                                 Кр1
при дросселировании пар отделяется от
жидкого хладагента и возвращается в
верхний контур. Жидкий хладагент из Др2                 Исп.
ПС дросселируется дальше, до низкого                                Кр2
давления, характерного для испарителя.
В результате такого разделения степень II ст                 Оо
сухости на входе в испаритель умень-
                                              Рис. 9.11. Двухступенчатая
шается, а удельная холодопроизводи-             холодильная установка
тельность q2 растет.
        Кроме этого, компрессор работает в более выгодных условиях: в ка-
ждой ступени отношение давлений заметно меньше 9 (§ 36). Коэффициент
подачи растет, увеличивается массовый расход хладагента, увеличивается
холодопроизводительность Q2 . К этому надо добавить и остальные выгоды
многоступенчатого сжатия (§ 36): снижение затрат работы и температуры на
выходе из компрессора повышает термодинамическую и экономическую
эффективность машины. Двухступенчатые машины прекрасно себя зареко-
мендовали при получении температур в диапазоне –25 ÷ –60 °С.
        Для получения более низких значений приходится устраивать три
ступени или использовать каскадную схему. Она представляет собой две
или более обычные ступени ПХУ, соединенные последовательно конден-
сатором-испарителем. В этом теплообменнике тепло конденсации хлада-
гента нижней ступени отбирается кипящим хладагентом верхней ступени.
В ступенях используются разные хладагенты. Для более низких ступеней
применяют вещества с меньшими значениями критических параметров ркр
и Ткр. При необходимости получения совсем низких, криогенных темпера-
тур, характерных, например, для жидкого гелия (3–4 К, или ≈ –270 °С)
приходится использовать до шести ступеней.

       По своим физическим свойствам наилучшим хладагентом
для промышленных установок является аммиак (по маркировке
холодильщиков, R717). При температуре 30 °С рs = 11,7 бар —
довольно небольшое, значит, расход металла на трубопроводы
и другие элементы конструкции невелик. При давлении 1 бар
ts = –33 °С, т. е. для получения таких температур не требуется
разрежение в испарителе, что тоже удобно. Теплота парообра-
зования аммиака r ≅ 1200 кДж/кг больше, чем у всех других
хладагентов — значит, его нужно немного. Но из-за токсично-
сти он представляет опасность при авариях, к тому же он кор-
розионно-активен по отношению к цветным металлам.