Основные величины, характеризующие действительный цикл 1 – 2 – 4' –5 – 0 – 1 с неохлаждаемым компрессором ис учетом ранее принятых обозначений определяют по следующим соотношениям:
; 
; 
; 
; 
,
где lд – действительная удельная работа сжатия в компрессоре, кДж/кг;
Nд – действительная мощность на привод компрессора, кВт;
h м – механический кпд компрессора.
Цикл холодильной машины с регенеративным теплообменником
 |
Охладить рабочее вещество перед дроссельным вентилем, чтобы сократить необратимые потери, можно холодным паром, идущим из испарителя. Принципиальная схема такой холодильной машины и ее действительный цикл с неохлаждаемым компрессором в диаграмме р – i показаны на рис. 3.12. В этой холодильной машине пар рабочего вещества в состоянии 7 направляется в регенеративный теплообменник, где охлаждает жидкое рабочее вещество, которое идет из конденсатора. В результате теплообмена пар нагревается – процесс 7 – 8, а жидкость охлаждается – процесс 4 – 5, вследствие чего повышается удельная массовая холодопроизводительность цикла на величину ∆q0 = i6' – i6.
Однако при этом увеличивается и работа, затраченная в компрессоре, так как повышение температуры всасывания приводит к увеличению удельной работы на величину ∆ℓк. Поэтому эффективность этого цикла будет зависеть от соотношения ∆q0/∆ℓк, т.е. от термодинамических свойств рабочих веществ.
Действительный холодильный коэффициент такой холодильной машины будет
,
где 
увеличение мощности, затраченной на привод компрессора из-за повышения температуры всасывания.
Регенеративный цикл применяют для высокомолекулярных рабочих веществ, к которым относятся хладоны (фреоны), так как уже указывалось эти вещества имеют относительно большие внутренние необратимые потери, связанные с дросселированием. Применение этого цикла для низкомолекулярных рабочих веществ, например, для аммиака, который имеет относительно большие внешние необратимые потери, связанные с перегревом, ведет к понижению холодильного коэффициента. Поэтому для аммиачных холодильных машин схему с регенеративным теплообменником не применяют.
Для хладоновых холодильных машин наличие регенеративного теплообменника наряду с возможным увеличением холодильного коэффициента имеет ряд других дополнительных преимуществ.
При наличии регенеративного теплообменника теплопередающая поверхность испарителя работает эффективно, так как она вся смочена жидкостью.
Регенеративный теплообменник способствует также улучшению циркуляции масла в холодильной машине. Из испарителя рабочее вещество отбирается в состоянии сухого насыщенного пара (или влажного насыщенного пара со степенью сухости 0,95…0,98), поэтому вместе с паром из испарителя выходят капельки жидкого рабочего вещества, в котором растворено масло. В теплообменнике жидкое рабочее вещество испаряется, а масло по всасывающему трубопроводу возвращается в компрессор. Если удаления масла из испарителя не организовать, то его концентрация в испарителе будет постоянно расти, что отрицательно сказывается на эффективности холодильной машины. С другой стороны, будет уменьшаться количество масла в маслосистеме компрессора, что при отсутствии или неисправности автоматической защиты может привести к серьезной аварии.
Кроме того, регенеративный теплообменник защищает поршневой компрессор от гидравлического удара, т.е. от попадания жидкого рабочего вещества в цилиндр компрессора, также приводящего к аварии. Установлено, что перегрев рабочего вещества на всасывании ведет также к повышению объемных и энергетических коэффициентов компрессоров объемного принципа действия.
И, наконец, регенеративный теплообменник имеет возможность обеспечивать значительно большее переохлаждение жидкости по сравнению с тем, которое может быть достигнуто водой, что полностью устраняет возможность парообразования перед регулирующим вентилем.