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2段圧縮冷凍装置

2段圧縮1段膨張冷凍装置
  • 特徴
    • 圧縮に際する所要仕事量が多量
    • 中間冷却用膨張弁、流路に因り中間冷却器を冷却
    • 下記構造に起因し負荷が上昇
      • 低段圧縮機:過熱ガスの過剰熱量を除去
      • 高段圧縮機:乾き飽和蒸気状態の保持
    • 単段圧縮方式に対し下記が優位
      • 圧力比を均等に分散し圧力の上昇を低減
      • 体積･断熱効率の低下を削減
      • 軸動力の負荷を低減
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  • 中間冷却器における熱収支
    • qmro[kg/s]:低段冷媒循環量
      • o(正:out)
    • q'mro[kg/s]:低段冷媒循環量
    • ηcL[kg/s]:低段断熱効率
      • L(正:low)
        算出式:
            q_{mro}\left\{h_{1}+(h'_{2}+h_{2})-h_{3}\right\}-(h_{5}-h_{7})
        =q_{mro}\left\{\left(h_{1}+\frac{h_{2}-h_{1}}{\eta_{cL}}\right)-h_{3}\right\}-(h_{5}-h_{7})
        =q'_{mro}(h_{3}-h_{6})

  • 低･高段におけるピストン押しのけ量
    VroはVrkに対し2～3倍程度
    • 低段
      • Vro[m3/s]:押しのけ量
      • v1:特定圧における比熱比
      • ηvL:体積効率
        算出式:
        V_{ro}=\frac{q_{mro}v_{1}}{\eta_{vL}}
    • 高段
      • Vrk[m3/s]:押しのけ量
      • v3:特定圧における比熱比
      • ηvH:体積効率
        • H(正:high)
          算出式:
          V_{rk}=\frac{q_{mrk}v_{3}}{\eta_{vH}}

  • 総軸動力
    • qmroはqmrkに対し少量
    • v1はv3に対し多量
    • PLはPHに対し低負荷
      算出式:
      P=P_{L}+P_{H}
           =\frac{q_{mro}(h_{2}-h_{1})}{\eta_{cL}\eta_{mL}}+\frac{q_{mrk}(h_{4}-h_{3})}{\eta_{cH}\eta_{mH}}

  • 冷凍能力
    算出式:
    \Phi_{0}=q_{mro}(h_{1}-h_{8})

  • 成績係数
    算出式:
    (COP)_{R}=\frac{\Phi_{0}}{P}

2段圧縮2段膨張冷凍装置
  • 特徴
    • 2段の膨張弁に因り構成
    • 1次膨張弁を経由する冷媒に因り中間冷却器を冷却
+ ...
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コンパウンド圧縮構造を備える2段圧縮冷凍装置
  • 特徴
    構造に起因し中間圧力が最適値に対し変位

  • 設計上におけるピストン押しのけ量の比
    • a:低･高段押しのけ量比、2～3程度
      算出式:
      a=\frac{V_{ro}}{V_{rk}}
  • 各種条件における表記
    算出式:
    \frac{V_{ro}}{V_{rk}}=\frac{\frac{q_{mro}v_{1}}{\eta_{vL}}}{\frac{q_{mrk}v_{3}}{\eta_{vH}}}
             =\frac{q_{mro}}{q_{mrk}}\cdot\frac{v_{1}}{v_{3}}\cdot\frac{\eta_{H}}{\eta_{L}}
             =\frac{h_{3}-h_{6}}{h'_{2}-h_{7}}\cdot\frac{v_{1}}{v_{3}}\cdot\frac{\eta_{H}}{\eta_{L}}
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最終更新：2010年02月16日 11:42
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