Начать с водяной машины – при низком давлении кипятим воду. Вначале она остынет, затем кипеть перестанет – дальше будет холодильник – подвод тепла от охлаждаемого объекта – вода кипит – пар сжимаем до атмосферного давления и сбрасываем, а можно до меньшего давления с конденсатором – работа меньше.

Наиболее распространенный цикл трансформатора теплоты всех видов.

Из испарителя пар рабочего вещества всасывается компрессором, где сжимается до давления конденсации Р2 (1-2). Положение т.1 должно быть таким, чтобы в конце процесса сжатия в компрессоре получался сухой насыщенный пар.

После сжатия рабочее вещество направляется в конденсатор, где оно конденсируется за счет отвода теплоты в окружающую среду (2-3). При этом давление Р2 и температура конденсации остаются постоянными.

В процессе 3-4 – расширение рабочего вещества от давления конденсации до давления кипения Р4 в детандере. После детандера рабочее вещество в состоянии влажного пара поступает в испаритель.

В испарителе рабочее вещество кипит (4-1) за счет подвода теплоты от источника низкой температуры. Температура и давление рабочего вещества в процессе кипения остаются постоянными, т.к. образовавшийся при кипении пар постоянно отсасывается компрессором.

Про компрессор

В области влажного пара технически осуществить процессы сжатия и расширения невозможно (возникновение гидравлических ударов, вызванных попаданием жидкости в компрессор, в быстроходных поршневых компрессорах за время одного хода, составляющего десятые доли секунды, жидкость не успевает испариться). Поэтому от них отказываются и выводят процесс сжатия в область перегретого пара.

Это приводит к увеличению удельной работы сжатия на единицу расхода рабочего агента.

  - работа сжатия увеличивается ↑↑

дополнительно в испарителе забирается  

Если рассматривать действительный процесс сжатия в компрессоре, то параметры точки 2 определяются с учетом адиабатического КПД компрессора  :

эта формула выводиться из:

При этом эксергия подводимая к компрессору будет равна:

Внутренние потери эксергии в компрессоре составят:

Для справки:

Также необходимо учитывать, что работа, подведенная к компрессору, получена от электродвигателя. Эксергия подведенная в виде электрической энергии к установке, которую можно измерить на зажимах электродвигателя компрессора:

Тогда эксергия подведенная к компрессору будет равна:

Электромеханические потери эксергии в компрессоре:

Про дроссель

Применяют дросселирование. Детандер заменен дроссельным вентилем, это сильно упрощает схему (для малых ТТ детандеры очень сложны в изготовлении и дорогие), но приводит к увеличению удельного расхода работы на трансформацию тепла (от детандера нет возврата работы).

Также дросселирование уменьшает количество тепла, подводимого в испарителе, на единицу рабочего агента.

- холодопроизводительность снижается ↓

Потери эксергии при дросселировании: