Лекция №13 Холодильные машины, работающие с затратой тепловой энергии.

Абсорбционные и пароэжекторные холодильные машины работают за счет использования тепловой энергии различных источников. В них могут быть использованы также и вторичные энергоресурсы: отработавший пар турбины, охлаждающая двигатели вода и т.д. В абссорбционных и пароэжекторных холодильных машинах осуществляются два совмещенных цикла: прямой и обратный, при этом в одном агрегате соединены тепловой двигатель и холодильная машина.

Пароэжекторные холодильные машины (пэм)

В ПЭМ холодильный цикл осуществляется в результате затраты тепловой энергии, превращающейся в кинетическую энергию струи рабочего пара. Холодильными агентами могут служить вода, аммиак, R12 и др. Принцип действия водяных и хладоновых установок одинаковы.

В судовых условиях можно применять хладоновые ПЭХМ. По сравнению с водяными они более просты и компактны, так как не имеют дополнительных устройств для поддержания глубокого вакуума в испарителе и конденсаторе, с их помощью можно получить низкие температуры, они более экономичные.

Греющей средой в нашем парогенераторе могут служить отходящие от двигателя газы.

Прямой цикл, в котором подводимая теплота превращается в механическую энергию, состоит из парогенератора, эжектора, (роль двигателя), конденсатора и насоса.

Перегретый пар хладона из парогенератора ПГ (m_р) подводится к эжектору Э , где расширяясь подсасывает при давлении р₀ пар из испарителя И, и сжимает его до давления в конденсаторе р_к. В конденсаторе КН рабочий пар из генератора и холодильный пар из испарителя конденсируется, передавая теплоту охлаждающей забортной воде. Из конденсатора часть жидкого хладона через регулирующий клапан РК перетекает в испаритель, а часть его насосом ПН подается в парогенератор ПГ.

Рис.22 Принципиальная (а) схема, теоретические (б), и действительные (в) циклы хладоновой пароэжекторной холодильной машины в T-S диаграмме

1 - Паровая коробка, 2 – сопло, 3 – смесительная камера, 4 - диффузор

Рис.23 Главный эжектор

Обратный цикл для получения холода состоит из эжектора (роль компрессора), конденсатора, регулирующего клапана, и испарителя.

В теоретическом цикле (1-2) расширение рабочего пара в сопле Э от р_р до р₀ в испарителе. (3-4) сжатие смеси рабочего и холодного пара в диффузоре Э от р₀ до р_к в конденсаторе адиабатно (S=const). (2-3) и (9-3) – смешение в эжекторе горячего пара 2 и холодного 9 при р₀=const, (4-5) – конденсация паров в конденсаторе, (5-6) – подогрев жидкого хладона в ПН, (6-7) – нагрев в ПГ, (7-1) – парообразование в ПГ, (5-8)- дросселирование жидкого хладона в РК, (8-9) – испарение.

Удельная массовая холодопроизводительность в обратном цикле:

q₀ = i₉ - i₈.

Эффективность работы теплоиспользующих холодильных машин оценивается тепловым коэффициентом:

, (24)

q₀- удельная массовая холодопроизводительность, q_ПГ – удельное количество подведенной теплоты.

ξ_{водяных ПЭХМ} = 0,2 ξ_{хладоновых} = 0,5