Пароэжекторная холодильная машина.

В пароэжекторной холодильной машине (рис. 6) рабочим веществом обычно служит вода.

В генераторе (котле) Г вода кипит при подводе теплоты Q_Г. Образующийся пар высокого давления поступает в эжектор (пароструйный насос) Э. При истечении из сопла эжектора он развивает большую скорость, в результате чего его потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию струи, засасывающую пар низкого давления из испарителя.

Рис. 6. Принципиальная схема пароэжекторной холодильной машины:

Г-генератор(кипятильник); Э - эжектор; остальные обозначения см. на рис. 4, 5.

После смешения рабочий пар из генератора Г и холодный пар из испарителя И в эжекторе Э сжимаются и направляются в конденсатор КД. Пар конденсируется при отводе теплоты Q_КД с помощью охлаждающей воды. Из конденсатора часть воды через регулирующий вентиль поступает в испаритель, а другая часть насосом Н подается в генератор Г.

Пароэжекторную холодильную машину, работающую на воде, широко используют в центральных системах кондиционирования воздуха., где хладоносителем также является вода со сравнительно высокой температурой (10...12°С). Однако и при такой температуре давление кипения рабочего вещества (воды в испарителе) будет значительно ниже атмосферного. При этом возможен подсос воздуха из атмосферы в машину, что нарушает ее работу.

Энергетическую эффективность пароэжекторной машины, как и абсорбционной, оценивают тепловым коэффициентом

Работа насоса L_Н значительно меньше теплоты Q_Г и ею можно пренебречь. Если в качестве источника Q_Г есть возможность использовать теплоту как отход другого производства, то пароэжекторные холодильные машины могут быть вполне энергетически выгодны.

В абсорбционной и пароэжекторной холодильных машинах совмещены прямой и обратный циклы. Поэтому тепловой коэффициент можно представить в виде произведения термического КПД прямого цикла и холодильного коэффициента обратного цикла: =_т 

Термоэлектрическая холодильная машина

Термоэлектрическую холодильную машину уместнее называть охлаждающим устройством из-за весьма специфической конструкции.

В термоэлектрическом охлаждающем устройстве низкую температуру получают с помощью полупроводниковых термоэлементов, соединенных последовательно в батарею.

Термоэлемент (рис. 7) состоит из двух с различной проводимостью полупроводников - электронного (-) и дырочного (+). Они последовательно соединяются металлическими пластинами, образующими спаи. При прохождении постоянного электрического тока один из спаев охлаждается и имеет температуру Т_Х а другой - нагревается и имеет температуру Т_Г. При этом к первому спаю подводится из окружающей среды теплота Q₀ ,а от второго отводится теплота Q_Г

Рис. 7. Принципиальная схема термоэлемента: 1 - холодный спай; 2 - горячий спай; 3 - источник постоянного тока; 4 - полупроводники

Количество подводимой теплоты (теплота Пельтье) можно представить

Q₀=еT_ХI

где е - коэффициент, зависящий от свойств полупроводниковых материалов;

I - сила тока.

При изготовлении термоэлектрических охлаждающих устройств используют соединения висмута, сурьмы, селена и другие достаточно дорогие полупроводниковые материалы.

Применяя современные термоэлементы, можно получить разность температур T_Г - Т_Х=20... 60 ºС. Однако по энергетической эффективности термоэлектрические охлаждающие устройства существенно уступают парокомпрессионным холодильным машинам, из-за чего они не нашли широкого промышленного применения. Вместе с тем благодаря высокой надежности, конструктивной простоте, компактности, бесшумности, долговечности термоэлектрические охлаждающие устройства используют там, где предпочтение отдают указанным качествам, - в установках специального назначения, охлаждаемых барах-холодильниках, транспортных холодильниках небольшой емкости, водоохладителях, кондиционерах специального назначения.