201141. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés kompresszoros hűtőberendezések energiafelhasználásának csökkentésére
1 HU 201141 B 2 a 3-7. ábrák a találmány szerinti berendezés néhány változatát mutatják be. Az 1. ábrán vázlatosan látható berendezés egy egyszerű egyfokozatű hűtőberendezés, amelynél a C kondenzátorból, G folyadékgyűjtő tartályból, E elpárologtatóból és K kompresszorból álló körfolyam ki van egészítve a találmány szerinti eljárás megvalósításához szükséges 1 folyadéktartállyal, 5 kiegyenlítő tartállyal és A adagolószeleppel. Az 1 folyadéktartály 1/a gőztere egy 2 gőzelvezető záróelemen át egy D dugattyús kompresszor szívócsonkjára van kötve, a D dugattyús kompresszor nyomócsonkja pedig a hűtőkörfolyamba a K kompresszor és a C kondenzátor közötti nyomóvezetékbe. Az 1 folyadéktartály 1/b folyadéktere egy 3 bevezető záróelemen keresztül a G folyadékgyűjtő tartállyal van összekötve, egy 4 elvezető záróelemen át pedig az 5 kiegyenlítőtartállyal. Az 1. ábrán további szerelvények is láthatók, ezek funkciójára az eljárás ismertetése után térünk ki. A berendezésben keringő hűtőközeg állapotváltozásai az 1/a ábrán látható lg p - h diagramról olvashatók le. A hűtőközeg az eljárás során a következő állapotváltozáson megy keresztül: A 3 bevezető záróelem kinyitása után az 1 folyadéktartály feltöltődik, ezután a 3 bevezető záróelemet lezárjuk. Eközben a 2 gőzelvezető záróelem és a 4 elvezető záróelem zárt állapotban van. Ezután megnyitjuk a 2 gőz elvezető záróelemet és a D dugattyús kompresszor szívóhatására az 1 tartály nyomása a kezdeti p-ről p0 értékre csökken. A hűtőközeg folyadék állapotjelzői az alsó határgörbe III - III’ szakaszán olvashatók le a pillanatnyi ps szívónyomásnak megfelelően. Az elszívott gőz ps szívónyomással változó kompressziómunkája az 1/a ábrán leolvasható módon számítható. Valójában a D dugattyús kompresszor az 1 folyadéktartályba bezárt hűtőközeget p nyomásról p0 nyomásra expandáltatja. de az igen nagyszámú (a lökettérfogatnak megfelelő) gőzadagok miatt a differenciális nyomásváltozás fojtással is helyettesíthető. Ha az alsó határgörbén izentrópikus nyomáscsökkentéssel számolnánk, némileg kedvezőbb eredményt kapnánk. Legyen az 1 tartályba töltött hűtőközeg kezdeti mennyisége 1 kg. A kezdetben III állapotú 1 kg hűtőközeg III' állapotra való lehűtésének elméleti kompressziós energiaigénye: n I W = I nifi • xí • Wi (kJ) i=I Valóságos esetben, ha az indikált hatásfok a nyomásviszony következő függvénye: Gin = 1 - 0,04 — Pi n 1 I Wind = I ------ mn • Xi ■ Wi (kJ) i=l i)in A p0 nyomáson (t0 hőmérsékleten) folyadékállapotban maradó hűtőközeg: n mf = 1 - Z mn ■ xí (kg) i=l A q0 hűtőteljesítményt kifejtő K kompresszor elméleti energiaszükséglete: Wk = mf ■ Wn = mf (hu - hí) (kJ) Valóságos energiaszükséglete: Wk Wki = ------------- (kJ) t) in A K kompresszor hűtőteljesítménye: q0 = mf • r0 Az elméleti fajlagos hűtőteljesítmény: qo £ = ----------------------------rnf • Wn + 8 W Az indikált qo Ei = ----------------------------mf • Wn + £ Wind Legyen a hűtőberendezés a következő adatokkal jellemezhető: hűtőközeg: R 717 (ammónia) kondenzációs hőmérséklet: t = 35 °C elpárolgási hőmérséklet: t0 =- 15 °C A konkrét számítás a következő eredményt adja: W = 18,88 kJ Wind = 21,84 kJ Wk = 212.74 kJ Wki = 276,28 kJ 8 = 4,69 Ei = 3,65 A 2. ábrán egy általánosan használatos (technika állásához tartozó) hűtőberendezés vázlata látható. A szokásos kialakítástól ez azzal a lényeget nem változtató kiegészítéssel tér el, hogy az F fojtószelep és az E elpárologtató közé egy L folyadékleválasztó tartály van iktatva, amelyhez egy D dugattyús kompresszor szívócsonkja csatlakozik. A folyadék lehűtésének energiaszükséglete így elkülönítve számítható. A D dugattyús kompresszor nyomócsonkja a hűtőkörfolyamnak a K kompresszor és a C kondenzátor közötti nyomóvezetékéhez csatlakozik. így a fojtáskor keletkező gőz kompresszióját a K kompresszortól független D dugattyús kompresszor végzi. A hűtőközeg állapotváltozásai a 2/a ábrán látható lg p - h diagramból olvashatók le. A 2/a ábra alapján és az előzőekben megadott hűtőberendezésre vonatkozó jellemzőkkel a következő értékek adódnak: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
