Детандерный регенеративный замкнутый цикл ГХМ

В отличие от нерегенеративной ГХМ в регенеративный цикл включен регенеративный теплообменник, в котором происходит теплообмен между прямым теплым потоком и обратным холодным потоком рабочего вещества (см.рисунок 6.2.).

Работа такой газовой холодильной машины отличается тем, что после промежуточного охладителя предварительно охлажденный газ состояния 3 направляется в регенеративный теплообменник, в котором еще больше охлаждается в процессе 3-4 за счет теплообмена с холодным обратным потоком, идущим из теплообменного аппарата. В тоже время обратный холодный поток в регенеративном теплообменнике нагревается в процессе 6-1 за счет теплообмена с прямым теплым потоком.

Удельная холодопроизводительность цикла:

q_о = Пл. г56вг = h₆ – h₅ = с_р(Т₆ – Т₅)

Удельная теплота, отведенная от хладагента в промежуточном охладителе:

q = Пл. б32аб = h₂ – h₃ = с_р(Т₂ – Т₃)

Работа цикла:

l_ц = q – q_o = Пл. б32аб – Пл. г56вг = (h₂ – h₃) – (h₆ – h₅)

или

l_ц = с_р(Т₂ – Т₃) – с_р(Т₆ – Т₅)

Работу цикла так же можно найти из теплового баланса холодильной машины, который имеет вид:

q_o + q_рт.п. + l_с = q + q_рт.от. + l_р

где q_рт.от - удельная теплота, отведенная от теплого прямого потока в регенеративном теплообменнике, q_рт.от. = (h₃ - h₄), Дж/кг;

q_рт.п. – теплота, подвенная к холодному потоку в регенеративном теплообменнике, q_рт.п. = (h₁ – h₆).

l_ц = q + q_рт.от. - q_o - q_т.п. = (h₂ – h₃) + (h₃ - h₄) – (h₆ – h₅) – (h₁ – h₆) =

= (h₂ – h₁) – (h₄ – h₅)

В цикле 1234561 (h₂ – h₁) = l_с - удельная работа, затраченная на сжатие хладагента в компрессоре в процессе 1 - 2, (h₄ – h₅), = l_р – полезная работа, полученная при расширении газа в детандере в процессе 4 - 5. Тогда:

l_ц = l_с - l_р

Холодильный коэффициент цикла: