- •1. Искусственный холод и области его применения
- •1.1. Общие сведения [1]
- •1.2. Способы получения низких температур:
- •1.3. Энергетические затраты производства холода
- •2. Общие сведения о системах холодоснабжения, холодильных машинах и установках
- •2.1. Холодильные станции и установки
- •2.2. Классификация холодильных машин (хм)
- •2.3. Достоинства и недостатки хм. Области их применения
- •3. Рабочие вещества холодильных машин и установок
- •3.1. Хладагенты
- •3.2. Хладоносители (хн)
- •4. Принципиальные схемы и циклы одноступенчатых компрессорных холодильных машин
- •4.1. Холодильная машина с дросселированием в области влажного пара и сжатием сухого пара
- •4.3. Компрессионная хм с регенеративным охлаждением жидкого хладагента
- •4.4. Основные показатели хм. Параметры одноступенчатых компрессорных хм
- •4.5. Определение параметров испарения и конденсации в холодильныхмашинах
- •4.6. Методы повышения эффективности циклов холодильных машин
- •5. Циклы и принципиальные схемы паровых многоступенчатых холодильных машин
- •5.1. Причины перехода к многоступенчатым процессам сжатия и дросселирования
- •5.2. Схема и цикл двухступенчатой хм с однократным дросселированием и с неполным промежуточным охлаждением паров ха
- •5.3. Принципиальная схема и процесс работы двухступенчатой компрессорной хм с двухкратным дросселированием и с полным промежуточным охлаждением
- •5.4. Турбокомпрессорная холодильная машина с двумя секциями сжатия и двумя ступенями дросселирования
- •5.5. Каскадные холодильные машины
- •6. Оборудование компрессорных холодильных установок
- •6.1. Компрессоры холодильных машин
- •6.2. Аппараты парожидкостных холодильных машин
- •6.3. Вспомогательное оборудование холодильных машин
- •7. Абсорбционные холодильные установки
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Схема и принцип действия идеальной абсорбционной холодильной установки
- •7.3. Схема и рабочий процесс реальной одноступенчатой водоаммиачной абсорбционной холодильной установки
- •7.4. Схема и процесс работы бромисто-литиевой абсорбционной холодильной установки
- •7.5. Показатели работы абсорбционных холодильных машин
- •8. Основные схемы холодоснабжения технологических цехов от холодильных станций
- •8.1. Схема с непосредственным испарением хладагента в технологических аппаратах (непосредственное охлаждение)
- •8.2. Охлаждение с помощью промежуточных хладоносителей
- •8.3. Смешанная система холодоснабжения
- •8.4. Достоинства и недостатки этих систем
- •9. Схемы обвязки технологических аппаратов
- •9.1. Схема с непосредственным испарением ха
- •9.2. Схема с промежуточным хладоносителем
- •10. Схемы узлов машинного отделения компрессорных холодильных установок
- •10.1. Узел одноступенчатых компрессоров при наличии нескольких температур кипения
- •10.2. Узел конденсатора и регулирующей станции (при одноступенчатом сжатии)
- •10.3. Узел компрессоров холодильных машин двухступенчатого сжатия
- •Литература
7.5. Показатели работы абсорбционных холодильных машин
7.5.1. Энергетическая эффективностьциклов абсорбционных ХМ оценивается по аналогии с компрессорными ХМ:
а) тепловым коэффициентом(то, что в компрессорных ХМ считается холодильным коэффициентом)
, (7.2)
где Q0, - холодопроизводительность абсорбционной ХМ, кВт;
Qг– расход тепла в генераторе (теплота греющей среды), кВт;
Qн– тепловой эквивалент затрат энергии в насосах, кВт.
Так как обычно Qн« Qг, то считаютQн=0. Тогда
(7.3)
это количество единиц получаемого холода на единицу затраченной тепловой энергии в генераторе;
б) удельным расходомзатраченной тепловой энергии
(7.4)
это количество единиц затраченной тепловой энергии на единицу полученного холода.
7.5.2. Термодинамическая эффективностьабсорбционной ХМ оценивается эксергетическим КПД установки:
, (7.5)
где удельный расход энергии в реальной абсорбционной ХМ;
удельный расход тепла в идеальной абсорбционной ХМ, работающей в тех же внешних условиях что и реальная ХМ. Здесь
Qв– расход теплоты высокого потенциала (в генераторе);
Qнрасход теплоты в испарителе (холодопроизводительность).
Чтобы получить формулу для расчета воспользуемся уравнением теплового баланса для идеальной абсорбционной холодильной машины:
, (7.6)
где QниQв – количество подведенной теплоты в испарителе и генераторе;
QаиQк– количество тепла отведенного в абсорбере и конденсаторе.
Для идеальной ХМ по аналогии можно записать и эксергетический баланс (для реальной машины такого баланса не существует):
Ен+Ев=Еа+Ек (7.7)
Выразим эксергии через коэффициенты работоспособности тепловых потоков
, (7.8)
где коэффициент работоспособности любого i-го теплового потока определяется соотношением (см. формулу 1.2):
. (7.9)
Подставляя соотношения (7.9) в равенство (7.8) получим
. (7.10)
Так как То.сТс, то, практически, сомножитель.
Учитывая, что , то из (7.10) можно получить:
. (7.11)
Эта формула позволяет анализировать качественное влияние значений температур Тн,ТсиТвна экономичность абсорбционной установки
На рис.7.4 приведены в качестве иллюстрации зависимости удельного расхода энергии от внешних условий работы.
Зависимости удельного расхода энергии в форме тепла для идеальной абсорбционной холодильной установки (штриховые линии) и для действительной одноступенчатой аммиачной абсорбционной холодильной установки с регенерацией тепла (рис.7.2)(сплошные линии) на рис.7.4а получены при трех значениях температурt0=4, -10 и -30C. Под температурой генерацииtгпонимается температура слабого раствора на выходе из генератора. Все кривые относятся к одной и той же температуре конденсации и абсорбцииtк=tаб=30C.
На рис.7.4б приведены зависимости удельного расхода тепла от температуры охлаждения tспри тех же температурах испаренияt0=4, -10 и -30Cи температуре генерацииtг=120C.
Все зависимости имеют форму гипербол.
Рис.7.4. Зависимость удельного расхода теплоты в абсорбционных водоаммиачных холодильных идеальных (штриховые линии) и реальных(сплошные линии) установках от температур:
а) генерации tг и испаренияt0, при температуре охлажденияtс=tк=tаб=30C;
б) охлаждения tси испаренияt0, при температуре генерацииtг=120C.
Как видно из рис.7.4а, при повышении температуры генерации tг удельный расход энергиисначала сильно снижается, затем это снижение слабеет и зависимость переходит в почти горизонтальную прямую.
Таким образом все поле режимов можно условно разделить на две области: сильных зависимостей эа=f1(tг) и эа=f2(tc) и слабых зависимостей тех же величин. Линиюa-bможно считать границей устойчивой работы установки. При сильных зависимостях режимы неустойчивы, т.к. малые изменения температурtг иtсвлекут за собой сильное изменение удельного расхода.
При устойчивом режиме изменение указанных температур не сказывается существенно на производительности и удельном расходе энергии установки.
Расчетные параметры следует выбирать у линии a-bв области устойчивой работы установки.
Контрольные вопросы
1. Каким основным преимуществом перед компрессорными ХМ обладают абсорбционные холодильные агрегаты?
2. Какое устройство в абсорбционных ХМ используется для повышения давления паров ХА?
3. Какой компонент бинарной смеси используемой в работе абсорбционной ХМ, является хладагентом, а какой – абсорбентом?
4. Как получают холод в абсорбционных холодильных машинах?
5. Почему абсорбционная водоаммиачная ХМ конструктивно сложнее бромисто-литиевого агрегата?
6. Холод каких температур получают в водоаммиачной и бромисто-литиевой абсорбционных ХМ?
7. Что представляет собой тепловой коэффициент абсорбционной холодильной машины?
8. Чем определяется устойчивость и неустойчивость режима работы абсорбционного холодильного агрегата?