1 bar (-197 C) Sl Područja primjene plinskog i parnog rashladnog procesa Parni rashladni proces s jednostupanjskom kompresijom

Transcript

1 .. ARNI RASHLADNI ROCESI Korištenjem višesteene komresije i eksanzije mogli smo ribližiti Jouleov roces Carnotovu rocesu. eđutim, kod zraka kao radne tvari, roces se odvija daleko u regrijanom odručju. o bar (- C) ` `` s Sl... odručja rimjene linskog i arnog rasladnog rocesa... arni rasladni roces s jednostuanjskom komresijom arni rasladni uređaji rade s radnom tvari kod koje roces ada u zasićeno odručje, a je dovođenje toline kod konstantne temerature i tlaka, dok je odvođenje toline kod konstantne temerature i tlaka. o je moguće jer su u zasićenom odručju izoterme ujedno i izobare. Unutar zasićenog odručja može se i raktički rovesti Carnotov roces kao najbolji između temeratura i. Kondenzator L k Eksander is L e Komresor is Isarivač Sl... Sematski rikaz jednostuanjskog arnog rasladnog uređaja koji radi o Carnotovom rocesu

2 Radna tvar u isarivaču isaruje kod konstantne temerature i tlaka, a kondenzira u kondenzatoru kod konstantne temerature i tlaka. Za,s-dijagram ucrtavamo i, i. Stanje leži na x, isod je na. Stanje leži na x, isod je na. - izentroska komresija - odvođenje toline, radna tvar kondenzira ri konstantnoj temeraturi i tlaku - izentroska eksanzija - dovođenje toline, radna tvar isaruje ri konstantnoj temeraturi i tlaku romjene stanja u kružnom rocesu idu o dvije izentroe i dvije izobare, koje su ujedno i izoterme. ok l H q Sl...,s- dijagram Carnotovog ljevokretnog rocesa u odručju zasićene are q - secifični rasladni učinak odnosi se na kg l - secifični rad s b, l e is l k l is a, x x Sl...,v- dijagram Carnotovog ljevokretnog rocesa u odručju zasićene are v

3 Secifični rasladni učinak q otreban rad za izentrosku komresiju kg radne tvari l k Rad dobiven izentroskom eksanzijom kg radne tvari l e otreban rad l lk le ( ) ( ) q q olina koja se odaje od radne tvari na okolinu (nr. rasladnu vodu) q U,v-dijagramu rad komresije l k je redočen ovršinom a---b-a, a rad dobiven izentroskom eksanzijom l e redočen je ovršinom a---b-a. Ukuni je otreban rad l l k l e redočen ovršinom rotok mase radne tvari otreban da bi se ostvario rasladni učinak je [kg/s], q gdje je izražen u W ili u kw a q u kj/kg ili J/kg, i on je uno manji nego je to kod linski rocesa. Kako nema rekoračenja otrebne temerature ni iznad, ni isod, za rovedbu oisanog rocesa troši se minimalni otreban rad. Oisani arni roces identičan je s Carnotovim, a mu je i faktor lađenja jedak Carnotovom q ε C. vidi se da faktor lađenja ovisi samo o temeraturi a ne o radnoj tvari. l... rigušivanje kondenzata Uotrebom jednostavnog rigušnog ventila sniženje tlaka vrele kaljevine stanja se ostiže uz konstantnu entaliju radne tvari. o znači da se odustaje od iskorištavanja rada eksanzije, ali on je ionako mali, a i trenje u meanizmu eksandera može biti dovoljno da ga oništi. rigušni ventil Kondenzator Komresor Isarivač L Sl... Sematski rikaz jednostanjskog arnog rasladnog uređaja s rigušnim ventilom

4 Rad koji treba utrošiti je veći, dok je rasladni učinak manji. ovršinom a-b---a redočeno je smanjenje rasladnog učinka i ovećanje rada. rigušivanje je neovrativ roces, dakle ovlači za sobom gubitak na radu. l konst Δq q a b c s Sl...,s- dijagram ljevokretnog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom ovršina --b-a- jednaka je ovršini --- (to slijedi iz uvjeta ), a se otreban rad može rikazati i ovršinom Rasladni učinak q jednak je razlici entalija na izlazu i ulazu isarivača q jer je. Što je veća razlika temeratura i, to su gubici uslijed rigušivanja veći.,, q, q s Sl... romjena rasladnog učinka sa smanjenjem temerature isarivanja u,s- dijagramu Rasladni učinak q je manji a rad je veći kod nego kod.u oba slučaja okolišu se redaje ista tolina q. Zato se faktor lađenja smanjuje.

5 Za veličinu gubitaka rigušivanja mjerodavna je i blizina kritične točke. Nr. kod CO, kritična točka leži kod temerature ϑ k o C, što je blizu temerature rasladne vode. Kod neznatnog ovišenja temerature rasladne vode, moglo bi se dogoditi da rasladni učinak otuno iščezne. konst konst konst q q s Sl... romjena rasladnog učinka s ovećanjem temerature kondenzacije u,sdijagramu... Suo usisavanje o je usisavanje suozasićene are. rovodi se da bi se sriječilo skuljanje kaljevite radne tvari u komresoru i tako zaštitio komresor od idrauličkog udara. rigušni ventil Kondenzator Komresor is L Odjeljivač Isarivač Sl... Sematski rikaz jednostuanjskog arnog rasladnog uređaja s rigušnim ventilom i suim usisavanjem

6 Vlažna ara iz isarivača i rigušnog ventila struje u rošireni rostor odjeljivača, a se brzina strujanja znatno smanjuje i ara više ne može sa sobom nositi kaljice, nego se one talože na dno odjeljivača i vraćaju u isarivač kao kaljevina. Ostala ara, oslobođena kaljica, ostaje suozasićena ( x ). Nju usisava komresor i komrimira do tlaka (stanje ). U kondenzatoru se ladi i kondenzira do stanja. Nakon rigušnog ventila stanje radne tvari je. Kada bi se usisavala vlažna ara, komresija bi tekla od stanja. konst, l, ` q a b cd s Sl...,s- dijagram jednostuanjskog arnog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom i suim usisavanjem akvim se ostukom ovećava secifični rasladni učinak, ali se također ovećava i utrošeni meanički rad. ovršina c-'--d-c redstavlja ovećanje rasladnog učinka u odnosu na slučaj kada se usisava vlažna ara '. rednost je što se ovakav roces sa sigurnošću može rimijeniti u realnim rasladnim uređajima. Ako se romatra,s - dijagram, vidi se da je ostalo malo sličnosti s termodinamički najboljim Carnotovim rocesom. Iak, ostala je velika termodinamička rednost arnog rocesa, a to je da se čitav rasladni učinak redaje radnoj tvari ri konstantnoj temeraturi isarivanja, a može se reći da se najveći dio toline redaje okolišu također ri konstantnoj temeraturi kondenzacije.,, is x x Sl...,- dijagram jednostuanjskog arnog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom i suim usisavanjem

7 Secifični rad l Secifični rasladni učinak q (govorimo učinak, iako se ustvari radi o razlici secifični entalija) olina odvedena u kondenzatoru o kg radne tvari q Faktor lađenja rotok radne tvari q ε l [kg/s] q Suim se usisavanjem može rovesti roces i kada je temeratura okoliša viša od kritične temerature kr. o je često slučaj kod korištenja CO, čija je kritična temeratura ϑkr o C ( K), a kad je rasladna voda kondenzatora više temerature. kr U ovom slučaju, kada je > kr, ovećanjem tlaka na kraju komresije ( ) može se ovećati rasladni učinak, ali se i otrebni rad ovećava. Do koje se granice islati ovećanje ε tlaka koje za rezultat ima ovećanje faktora lađenja može se odrediti iz uvjeta, uz konst i konst. K l ` kr q Sl...,s- dijagram nadkritičnog jednosteenog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom i suim usisavanjem s

8 ... Utjecaj otlađivanja radne tvari u kondenzatoru W izlaz vode izlaz kaljevine (kondenzata) ulaz are radne tvari ulaz vode W Δ kondenzacije radne tvari W Δ Δ W W F Sl... Skica kondenzatora i dijagram romjene temeratura radne tvari i rasladnog sredstva u kondenzatoru Slikom je rikazan sematski rikaz kondenzatora. Strujanje vode i radne tvari je rotusmjerno. U kondenzatoru se tolina redaje od radne tvari rasladnoj vodi ili nekoj drugoj tvari (nr. zrak) koja služi za lađenje. Radna tvar kondenzira, a rasladna voda se ugrijava, i to tim više što je njen rotok manji. emeratura kondenzacije mora biti viša od temerature rasladne vode, jer se tolina od radne tvari redaje rasladnoj vodi. retostavka da odma na očetku imamo temeraturu kondenzacije je u redu, jer u cijevi struji ara, ali se čestice na stjenci odma kondenziraju. Δ w W W je romjena temerature vode i kreće se uobičajeno oko K, ali ovisi o rasoloživoj količini vode. Ako je na rasolaganju manji rotok vode, ova će razlika temeratura biti veća. Δ W - razlika temerature kondenzacije i temerature vode na izlazu. Kreće se uobičajeno od do K. što je manji rotok vode, to je viša temeratura kondenzacije, a time je rasladni učinak q manji. Ako je ovršina kondenzatora dovoljno velika, kondenzat će se otladiti za nekoliko stunjeva. otlađivanje može biti u kondenzatoru ili u izmjenjivaču toline u koji radna tvar ide nakon kondenzatora.

9 otlađivanje utječe na ovećanje rasladnog učinka. Izmjenjivač (otlađivač) iz rigušni ventil Odjeljivač Kondenzator Komresor L Isarivač Sl... Sematski rikaz jednostuanjskog arnog rasladnog uređaja s rigušnim ventilom, suim usisavanjem i otlađivanjem radne tvari u izmjenjivaču toline - otlađivaču Usisavanje je suo (stanje leži na liniji x). Stanje ' je otlađena kaljevina na ulazu u rigušni ventil. otladila se ri konstantnom tlaku konst. Linija konstantnog tlaka konst je jako blizu linije x. rad ostaje isti, što se ne vidi tako dobro u,s - dijagramu, kao u, - dijagramu.,, is x x Sl...,- dijagram jednostuanjskog arnog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom, suim usisavanjem i otlađivanjem radne tvari u izmjenjivaču toline - otlađivaču

10 , l, q s Sl...,s- dijagram jednosteenog arnog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom, suim usisavanjem i otlađivanjem radne tvari u izmjenjivaču toline - otlađivaču Secifični rad l Secifični rasladni učinak q ' (govorimo učinak, iako se ustvari radi o razlici secifični entalija) olina odvedena u kondenzatoru o kg radne tvari q k olina odvedena u izmjenjivaču o kg radne tvari q iz ' Ako se otlađivanje zbiva u kondenzatoru, onda je tolina odvedena u kondenzatoru q k ' rotok radne tvari [kg/s] q Odvedena tolina u kondenzatoru k qk [kw] Snaga za ogon komresora (izentroska komresija) l [kw] q Faktor lađenja (rasladni množilac) ε l

11 ... otlađivanje kondenzata ladnom arom radne tvari otlađivanje tekuće radne tvari rije ulaska u rigušni ventil može se rovesti omoću ladne are radne tvari koja izlazi iz isarivača. Kondenzator Komresor otlađivač (izmjenjivač) rigušni ventil Isarivač Sl... Sematski rikaz jednostuanjskog arnog rasladnog uređaja s rigušnim ventilom, suim usisavanjem i otlađivanjem radne tvari u internom izmjenjivaču za rijenos toline od ladne are na izlazu isarivača na kaljevinu koja izlazi iz kondenzatora t, l, t Δ l Δ q s Sl...,s- dijagram jednostuanjskog arnog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom, suim usisavanjem i otlađivanjem radne tvari u internom izmjenjivaču za rijenos toline od ladne are na izlazu isarivača na kaljevinu koja izlazi iz kondenzatora Kondenzatu se odvodi tolina ri tlaku, a ari se dovodi tolina ri tlaku. Stanje je određeno redanom tolinom i vrijedi.

12 Rasladni se učinak ovećao za Δ q, ali na račun većeg otroška rada. Za ovećanje Δ q otreban je dodatni rad Δ l. Za ovakav ti otlađivača, u teoretskom se slučaju ari može ovećati temeratura do. Rasladni je učinak q. otreban je rad l olina odvedena u kondenzatoru q Izmijenjena tolina u izmjenjivaču q iz q Faktor lađenja ε l ovećan je rasladni učinak za Δ q, ali je ovećan i otreban rad za Δ l. Za svaki romatrani slučaj (različite temerature i i različite radne tvari) treba odrediti da li je termodinamski ovoljniji ovakav roces ili roces s usisom suozasićene are. x x Sl...,- dijagram jednostuanjskog arnog rasladnog rocesa s rigušnim ventilom, suim usisavanjem i otlađivanjem radne tvari u internom izmjenjivaču za rijenos toline od ladne are na izlazu isarivača na kaljevinu koja izlazi iz kondenzatora eoretski se može ara zagrijati do, a ritom se kondenzat oladi do neke temerature koja je viša od. o je stoga što je secifični tolinski kaacitet kondenzata viši od secifičnog tolinskog kaaciteta are.

13 ... arni rasladni roces s jednostuanjskom komresijom i isarivanjem na dvije temerature ( rigušna ventila) Kod manji komercijalni uređaja može se ojaviti otreba za lađenjem na više temeratura. Ako je jednosteena komresija oravdana, rimjenjuju se uređaji s dva ili više rigušni ventila. Kod uređaja s dva rigušna ventila, jedan dio radne tvari se rigušuje od tlaka na tlak m u rigušnom ventilu V I, a drugi od tlaka na tlak u rigušnom ventilu V II. Radna tvar iz V I ulazi u isarivač I I, gdje reuzima tolinu m. Iz isarivača I I izlazi ara stanja. Ova se ara rigušuje u ventilu za održavanje konstantnog tlaka VK na tlak (stanje ) i miješa sa arom tlaka koja izlazi iz isarivača I II u kojem je reuzela tolinu. Komresor siše regrijanu aru tlaka nastalu miješanjem are i i komrimira ju u jednom stunju do tlaka (stanje ). U kondenzatoru se radna tvar oladi i kondenzira do stanja, s kojim ulazi u rigušne ventile. V I K VK I I m K L V rigušni ventil NV neovratni ventil VK- ventil za održavanje konstantnog tlaka K - komresor K - kondenzator I - isarivač m V II I II NV Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s jednosteenom komresijom i isarivanjem na dvije temerature Secifični rasladni učinci q m q rotok radne tvari kroz V I Ukuni je rotok radne tvari kroz komresor m I [kg/s], rotok radne tvari kroz V II qm I [kg/s] II II [kg/s] q Entalija are koju siše komresor slijedi iz tolinske bilance mješališta:

14 , a je I II I II I II [kw] [kw] m Faktor lađenja ε - ne može se izračunati sa secifičnim rasladnim učincima i radom komresora. Snaga za ogon komresora ( ) Učinak odveden u kondezatoru ( ) m, m, m, konst konst s Sl...,s- dijagram rasladnog rocesa s jednostuanjskom komresijom i isarivanjem na dvije temerature, m m, m, Sl...,- dijagram rasladnog rocesa s jednostuanjskom komresijom i isarivanjem na dvije temerature Ovakav roces se koristi kod manji uređaja, i za o mogućnosti manji m gubici rigušivanja (od do ) bili reveliki. m, jer bi kod veći

15 ... arni rasladni rocesi s višestuanjskom komresijom emeratura isarivanja mijenja se kao osljedica romjenjive temerature lađenja, dok se temeratura kondenzacije mijenja kao osljedica romjenjive temerature rasladne vode. ovećanjem razlike temeratura isarivanja i kondenzacije raste razlika tlakova, što ima za osljedicu ovećanje rada komresije. ri ovećanju razlike tlakova i rastu i gubici rigušivanja što dodatno smanjuje secifični rasladni učinak q. Dakle, ovećanjem razlike temeratura isarivanja i kondenzacije faktor lađenja se naglo smanjuje. Veći komresijski omjer x razlog je i smanjenju volumetrijskog stunja dobave komresora λ. Kako je dobava komresora V λvt, gdje je V t teoretska dobava komresora, komresor će usisavati sve manji volumen are, odnosno sve manju masu radne tvari. U tom slučaju za isti rasladni učinak, komresor treba biti veći, a udio gubitaka u odnosu na q raste. Veći komresijski omjer ima također za osljedicu višu temeraturu are na izlazu iz komresora, što može rouzročiti robleme s odmazivanjem. Uobičajeno se dvostuanjska komresija rimjenjuje kad je: komresijski omjer x > (rijelaz na dvostuanjsku komresiju ovisi i o rimijenjenoj radnoj tvari, a se treba razmotriti i drugi kriterij, a to je:) temeratura na kraju komresije ϑ > o C Dvostuanjskom se komresijom ostvaruje i ušteda na radu, ali to nije glavni razlog za njenu rimjenu.... Dvostuanjska komresija s ladnjakom are V K m m H K II r K I K kondenzator K I komresor I st. K II komresor II st I - isarivač OD odjeljivač V rigušni ventil H ladnjak are otlađivač OD I Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s dvostuanjskom komresijom i ladnjakom are između stunjeva

16 m konst, m, m Δl, q Sl...,s- dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i lađenjem are između stunjeva emeratura radne tvari stanja ovisi o temeraturi rasladne vode koja rotječe kroz ladnjak are. lak m može se odabrati u skladu s temeraturom rasoložive rasladne vode, ili u skladu sa zatjevom da ušteda na radu bude maksimalna. Ako se oštuje zatjev Δ l Δl max, vrijedi m x. U tom slučaju treba i ladilo kojim ladimo radnu tvar od stanja do stanja biti ogodne temerature. s, m m, m, Sl...,- dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i lađenjem are između stunjeva Rad komresije l l l ( ) ( ) I II

17 olina odvedena u kondenzatoru q olina odvedena u otlađivaču q olina odvedena u ladnjaku are q r Secifični rasladni učinak q rotok radne tvari za ostvarivanje rasladnog učinka je Snaga za izentrosku komresiju l [kw] Stvarno otrebna snaga : e [kw] η is olina odvedena u kondenzatoru q [kw] olina odvedena u međuladnjaku r qr [kw] olina odvedena u otlađivaču q [kw] q [kg/s] Faktor lađenja q ε - kroz cijeli uređaj je isti rotok radne tvari. l... Dvostuanjska komresija s međuladnjakom - odjeljivačem ara radne tvari koja dolazi iz isarivača komrimira se u niskotlačnom komresoru od tlaka na tlak m (od stanja na stanje ). kg/s are koja izlazi iz komresora rvog stunja ladi se u međuladnjaku (odjeljivaču) ri tlaku m na temeraturu zasićenja m. o se događa na račun isarivanja tekuće faze radne tvari stanja. U komresor drugog stunja ulazi kg/s suozasićene are. je veće od za, tj. za količinu radne tvari koja je isarila da bi se oladila ara iz rvog stunja od stanja do stanja. Na izlazu iz komresora drugog stunja ara je tlaka i temerature. Nakon kondenzacije i otlađivanja stanje kaljevine je. Jedan mali dio kaljevine ( ) rigušuje se u V II na tlak m i odlazi u međuladnjak (odjeljivač), dok se glavnina kaljevine rigušuje u V I na tlak i odlazi sa stanjem u odjeljivač (isarivač). lak m se određuje tako da se osigura najveća ušteda na radu, a je m. Rad niskotlačnog komresora (komresora rvog stunja) li ln Rad visokotlačnog komresora (komresora drugog stunja) lii lv Secifični rasladni učinak q olina odvedena u kondenzatoru q olina odvedena u otlađivaču q

18 K K II V II L V m m m HO V I K I OD L N I Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom - odjeljivačem m, m, m, q Sl...,s- dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom - odjeljivačem s, m, m, Sl...,- dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom - odjeljivačem

19 Za ostvarivanje rasladnog učinka treba rotok kroz rigušni ventil V I biti q [kg/s] Bilanca mase za međuladnjak (odjeljivač) glasi ' Iz bilance toline u međuladnjaku (odjeljivaču) i bilance mase slijedi rotok [kg/s] [kg/s] otrebna snaga za izentrosku komresiju: ( ) ( ) V N II I [kw] olina odvedena u kondenzatoru ( ) ]kw] olina odvedena u otlađivaču ( ) iz ]kw] Faktor lađenja ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ε

20 ... Dvostuanjska komresija s međuladnjakom odjeljivačem: rigušivanje duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanje umjereno otlađenog kondenzata u V II K K II L V m m K I L N V II m HO V I OD I Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom odjeljivačem, rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanjem umjereno otlađenog kondenzata u V II m, m, m, q s Sl...,s- dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom odjeljivačem, rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanjem umjereno otlađenog kondenzata u V II

21 , m, m, Sl..., - dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom odjeljivačem, rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanjem umjereno otlađenog kondenzata u V II Rad niskotlačnog komresora (komresora rvog stunja) li ln Rad visokotlačnog komresora (komresora drugog stunja) lii lv Secifični rasladni učinak q olina odvedena u kondenzatoru q k olina odvedena u izmjenjivaču otlađivaču q olina odvedena kaljevini u međuladnjaku (odvajaču) q m Za ostvarivanje rasladnog učinka treba rotok kroz rigušni ventil biti [kg/s] q Bilanca mase za međuladnjak (odjeljivač) glasi ' Iz bilance toline u međuladnjaku (odjeljivaču) i bilance mase slijedi rotok [kg/s] otrebno je u međuladnjak dovoditi više radne tvari stanja nego za retodni slučaj, a njenim isarivanjem se ladi ara iz komresora rvog stunja od stanja do stanja, i kaljevina od stanja do stanja.

22 rotok mase radne tvari kroz drugi stuanj komresora [kg/s] otrebna snaga za izentrosku komresiju: ( ) ( ) V N II I [kw] olina odvedena u kondenzatoru ( ) [kw] olina odvedena u otlađivaču ( ) [kw] Faktor lađenja ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ε Vidi se da je faktor lađenja veći nego je to bilo za slučaj dvosteene komresije s jednosteenim rigušivanjem i međuladnjakom, bez dubokog otlađivanja kondenzata (slučaj ).

23 ... Dvostuanjska komresija s međuladnjakom odjeljivačem: rigušivanje duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanje duboko otlađenog kondenzata u V II K K II HO m V L V m m K I V I V II L N OD I Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom odjeljivačem, rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V II m, m, m, q Sl...,s- dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom odjeljivačem, rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V II s

24 , m, m, Sl...,- dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom i međuladnjakom odjeljivačem, rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V I i rigušivanjem duboko otlađenog kondenzata u V II Rad niskotlačnog komresora (komresora rvog stunja) li ln Rad visokotlačnog komresora (komresora drugog stunja) lii lv Secifični rasladni učinak q olina odvedena u kondenzatoru q k olina odvedena u otlađivaču q iz olina odvedena kaljevini u međuladnjaku (odvajaču) q m Za ostvarivanje rasladnog učinka treba rotok kroz rigušni ventil biti [kg/s] q Bilanca mase za međuladnjak (odjeljivač) glasi ' Iz bilance toline u međuladnjaku (odjeljivaču) Iz bilance mase slijedi rotok [kg/s] otrebno je u međuladnjak dovoditi više radne tvari stanja nego za retodni slučaj, a njenim isarivanjem se ladi ara iz komresora rvog stunja od stanja do stanja, i kaljevina od stanja do stanja.

25 rotok mase radne tvari kroz drugi stuanj komresora, uz otrebna snaga za izentrosku komresiju: ( ) ( ) V N II I [kw] olina odvedena u kondenzatoru ( ) kw] olina odvedena u izmjenjivaču otlađivaču ( ) ]kw] Faktor lađenja ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ε

26 ... Dvostuanjska komresija s rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom - odjeljivačem L V m m L N K K II K I V I m HO V II OD I Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s dvostuanjskom komresijom, rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom odjeljivačem m, m, m x m -xm, q Sl..., s - dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom, rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom odjeljivačem s, m, m, Sl..., - dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom, rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom odjeljivačem

27 Rad niskotlačnog komresora (komresora rvog stunja) li ln Rad visokotlačnog komresora (komresora drugog stunja) lii lv Secifični rasladni učinak q olina odvedena u kondenzatoru q olina odvedena u izmjenjivaču otlađivaču q Za ostvarivanje rasladnog učinka treba rotok kroz rigušni ventil V II biti [kg/s] q Iz bilance toline u međuladnjaku (odjeljivaču) slijedi rotok mase radne tvari kroz drugi stuanj komresora [kg/s] otrebna snaga za izentrosku komresiju: ( ) ( ) I II N olina odvedena u kondenzatoru ( ) V [kw] olina odvedena u otlađivaču ( ) [kw] [kw] Faktor lađenja ε ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

28 ... Dvostuanjska komresija s rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom odjeljivačem, s isarivanjem na dvije temerature L V m m L N K K II K I V I HO m m V II m m I II O I I Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s dvostuanjskom komresijom, rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom odjeljivačem, s isarivanjem na dvije temerature U isarivaču I I isarivanje se odvija ri tlaku i temeraturi, a u isarivaču I II isarivanje se odvija ri tlaku m i temeraturi m. lak m se sada ne odabire o kriteriju najmanjeg utroška rada, već o otrebnoj temeraturi isarivanja m. m, m, m q m, q s Sl..., s - dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom, rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom odjeljivačem, s isarivanjem na dvije temerature

29 , m, m, Sl..., - dijagram rasladnog rocesa s dvostuanjskom komresijom, rigušivanjem u dva rigušna ventila i međuladnjakom odjeljivačem, s isarivanjem na dvije temerature Rad niskotlačnog komresora (komresora rvog stunja) li ln Rad visokotlačnog komresora (komresora drugog stunja) lii lv Secifični rasladni učinak o kg radne tvari koja dolazi u isarivač I I q Secifični rasladni učinak o kg radne tvari koja dolazi u isarivač I II q m olina odvedena u kondenzatoru q olina odvedena u izmjenjivaču otlađivaču q Za ostvarivanje rasladnog učinka treba rotok kroz rigušni ventil V II (isarivač I I ) biti [kg/s] q Iz bilance toline i mase u međuladnjaku (odjeljivaču) slijedi rotok mase radne tvari kroz drugi stuanj komresora m [kg/s] Za ostvarivanje rasladnog učinka m m [kg/s]. m treba u HO doteći kroz V I o je više od masenog rotoka kaljevite radne tvari kroz isarivač I II ( m m [kg/s] ) x

30 otrebna snaga za izentrosku komresiju: ( ) ( ) I II N olina odvedena u kondenzatoru ( ) V [kw] olina odvedena u otlađivaču ( ) [kw] [kw] Kod određivanja faktora lađenja treba voditi računa da je za ostvarivanje i m otrebno utrošiti različitu komenzacijsku energiju (meanički rad), a bi faktor lađenja trebalo odrediti za svaki od ti učinaka osebno. Kada se u donji izraz uvrsti dobije se faktor lađenja ε m II za slučaj da se samo isarivaču I II dovodi tolina, a uvrštenjem m dobije se faktor lađenja ε II za slučaj da se samo isarivaču I I dovodi tolina. Bez obzira na somenuti nedostatak, donji izraz može dobro oslužiti za međusobnu usoredbu slični rocesa, kao omjer koji okazuje koliko se ukuno troši energije za rad rocesa. Faktor lađenja ε m ( ) ( ) ( ) ( ) m m Ovako izračunat faktor lađenja ne može se koristiti za usoredbu rocesa i radni tvari, jer ovisi o konkretnim vrijednostima i m, ali može oslužiti za usoređivanje razni mogućnosti rješenja za neki konkretan slučaj s isarivanjem kod dvije temerature.

31 ... rostuanjska komresija s međuladnjacima odjeljivačima s isarivanjem na jednoj, dvije ili tri temerature L V m L S L N m m m K V I K III HO m V II K II m HO m m I III m m m K I V III m m I II OD I I Sl... Sematski rikaz rasladnog uređaja s trostuanjskom komresijom i međuladnjacima odjeljivačima, s isarivanjem na tri temerature Ovaj način rada koristi se uglavnom kod amonijačni uređaja, za temerature isarivanja oko o C. oguće je lađenje na tri temerature, m i m (temerature zasićenja za tlakove, m i m ), ali ne moraju se sve mogućnosti iskoristiti. Ako je cilj jedino lađenje na temeraturi, treba razmotriti i druga rješenja, kao što su kaskadni rasladni uređaji. m, m, m m, m m q m, q Sl..., s - dijagram rasladnog rocesa s trostuanjskom komresijom i međuladnjacima odjeljivačima, isarivanje na tri temerature s

32 , m, m m, m, Sl..., - dijagram rasladnog rocesa s trosteenom komresijom, trosteenim rigušivanjem i međuladnjakom odjeljivačem, isarivanje na tri temerature... Kaskadni rasladni rocesi Za niske temerature lađenja (nr. do o C) već je jako sužen izbor uobičajeni radni tvari. Neke su radne tvari ri tim temeraturama već blizu ledišta (NH na o C, Ra na o C). Secifični volumen are radne tvari je vrlo velik, a su otrebni veliki komresori. L II L I II K II I II K I K I I I K II I II V II R ili R Sl... Sematski rikaz kaskadnog rasladnog uređaja s jednosteenim rocesima u ojedinoj kaskadi Rješenje za ovakve slučajeve lađenja su dva rasladna kruga s dvije različite radne tvari od koji je jedna ogodna za rimjenu u odručju viši, a druga u odručju niži temeratura. Kondenzator rasladnog kruga niže temerature (donje kaskade) je ujedno isarivač rasladnog kruga više temerature (gornje kaskade). olina odvedena u kondenzatoru V I R ili R I

33 donje kaskade dovodi se isarivaču gornje kaskade i redstavlja tolinu isarivanja II za gornju kaskadu. Vrijedi dakle I II. Kondenzator i isarivač izvedeni su kao jedan izmjenjivač toline. ojedini stunjevi kaskadnog rasladnog uređaja mogu biti i rasladni rocesi s dvosteenom komresijom i dvosteenim rigušivanjem. Za rimjer rikazan na slici, kao radna tvar gornje kaskade, za temerature do o C odabran je amonijak R (to može biti i R za temerature isarivanja koje se kreću oko o C), a kao radna tvar donje kaskade, za ostizanje temeratura koje se kreću oko o C etan R (mogu se koristiti još i etilen R do temeratura isarivanja o C, kisik R do o C, dušik R do temeratura isarivanja oko - o C). emeratura kondenzacije donje kaskade mora biti nešto viša (za Δ IK ) od temerature isarivanja gornje kaskade, da bi se u izmjenjivaču toline ostvario rijelaz toline. II II I II I I I K II KV I KN I KV KN II I II K I I I HO II HO I II I izii II I IZ II II II II II I I I V II V II V I V I R R Sl... Sematski rikaz kaskadnog rasladnog uređaja s dvosteenim rocesima u ojedinom stunju ok Δ II II II II Δ IK II II, II mii, mii II, II II I II II I I I, I II I Δ I I I I, I I I R R s s Sl..., s - dijagram kaskadnog rasladnog rocesa s dvosteenim rocesima u ojedinom stunju u vrijedi ( ) ( ). R I I R II II