15.Физический и практический смысл применения в холодильной машине смеси холодильных агентов.

.

Если Ти повышается, то повышается и .

А-b –характер изменения воды, охлаждённой в испарителе(монохладагент)

5’-с-d- кипение двухкомпонентного раздельно кипящего холодильного агента.

5-1- процесс кипения однокомпонентного хладагента

5’-с-d-1- процесс кипения двухкомпонентного раздельнокпищегохладоагента

Это приводит к повышению средней температуры в испарителе и к понижению разницы температур между температурой хладагента и средней температурой охлаждаемой среды. Анализ графика показывает, что при организации Испарителя нужно ограничивать значение ta-tb,т.е степень охлаждения охлаждаемой среды. При повышении разницы ta-tb увеличивается средняя температура в испарителе, и ухудшаются термодинамические показатели цикла и машины в целом.

16. Термоэлектрическое охлаждение. Конструкция и физические процессы, происходящие в термоэлектрической батарее.

Пельтье в 1834 году обнаружил, что при пропускании тока по замкнутой цепи, состоящей из двух различных проводников, один из спаев охлаждается (холодный спай), другой нагревается (горячий спай).

Можно сделать реверсивную машину: переключение тока при изменении места холодных и горячих точек.

Термоэлектрическая батарея представляет собой цепь, соединение элементов в которую осуществляется с помощью медных пластин. Она представляет собой набор последовательно соединенных полупроводниковых элементов с электронной (n) и дырочной (p) проводимостью.

Горячий спай нужно охлаждать. Температура в камере ≈+8⁰С.

E – ЭДС. Чем больше напряжение, тем больше перепад температур.

.

При прохождении тока через проводники с сопротивлением на проводниках выделяется теплота. Она пропорциональна квадрату силы тока ( ).

В точке 1 эффект нулевой.

Применение этого эффекта эффективно только при малых значениях тока, то есть когда холодопроизводительность невелика. Увеличить можно за счет увеличения количества полупроводников.

17. Теплоиспользующие холодильные машины.

Теплоиспользующая холодильная машина – холодильная машина в которой холодильный цикл осуществляется за счет подвода теплоты.

Абсорбционная холодильная машина – теплоиспользующая холодильная машина с применением абсорбции и десорбции.

Пароэжекторная холодильная машина – теплоиспользующая холодильная машина с применением эжекции холодильного агента.

Теплоиспользующие холодильные машины нашли широкое применение в различных отраслях промышленности. К ним относятся пароэжекторные (ПЭХМ), абсорбционные (АХМ) и сорбционные холодильные машины. Основным отличием перечисленных типов машин от парокомпрессорных и газовых холодильных машин является принцип получения в них холода за счет использования теплоты греющих источников. Для привода насосов в ПЭХМ и АХМ необходимо небольшое количество электроэнергии, которое практически не учитывают в их тепловых балансах. В ПЭХМ и АХМ искусственный холод вырабатывается с помощью системы совмещенных прямого и обратного циклов.

В ПЭХМ совмещены пароэнергетическая установка с двигателем-эжектором и чиллер со струйным компрессором-эжектором. Пароэнергетическая установка включает в себя парогенератор, эжектор, конденсатор, насос и другое холодильное оборудование. В состав чиллера входят эжектор, конденсатор, дроссельный (регулирующий) вентиль и испаритель.

В теоретической схеме АХМ функцию пароэнергетической установки выполняют генератор, расширительная машина (турбина), абсорбер, насос и растворный детандер. Функцию холодильной машины выполняют испаритель, компрессор, конденсатор и детандер. В действительной схеме АХМ расширительная машина в прямом цикле и компрессор — в обратном взаимно исключают друг друга, а детандеры заменяются на дроссельные вентили. В результате получается единый контур теплоиспользующей машины — АХМ с совмещенными прямым и обратным циклами. Одним из основных процессов АХМ является абсорбция, которая в общем виде представляет собой поглощение газа (пара) жидким поглотителем (абсорбентом). В абсорбционных процессах участвуют две фазы — жидкая и газовая, и происходит переход вещества из газовой фазы в жидкую. Таким образом, абсорбционные процессы являются одним из видов процессов массо-передачи. В абсорбционных холодильных машинах абсорбция пара хладагента сопровождается выделением теплоты, следовательно, в данном случае происходит одновременный массо и теплоперенос.

Аналогично теплопереносу массоперенос является сложным процессом, состоящим из процессов переноса вещества в пределах каждой из фаз и переноса вещества через границу раздела фаз. Поэтому при протекании абсорбционных процессов поверхность соприкосновения фаз должна быть как можно большей, что реализуется в конструкциях абсорбционных аппаратов.

Движущей силой процесса переноса вещества является отклонение системы от равновесия. Применительно к АХМ в паровой фазе ею является разность давлений пара хладагента в общем объеме и непосредственно у поверхности соприкосновения фаз, в жидкой фазе — разность концентраций хладагента у поверхности контакта фаз и в общем объеме абсорбента.

Вследствие разности давлений молекулы пара подлетают к поверхности соприкосновения фаз и захватываются (притягиваются) абсорбентом. Это происходит в результате того, что в растворе между молекулами абсорбента и хладагента всегда имеет место физическое взаимодействие, выражающееся во взаимном притяжении молекул. На поверхности абсорбента пар хладагента превращается в жидкость с выделением теплоты фазового перехода. И далее жидкий хладагент в результате наличия градиента концентраций растворяется в абсорбенте с выделением теплоты растворения. Таким образом, теплота абсорбции на 1 кг хладагента в основном включает в себя удельную теплоту конденсации хладагента и дифференциальную теплоту растворения хладагента в абсорбенте.

При абсорбции чистых компонентов, что имеет место в АХМ, сопротивление переносу массы преимущественно определяется сопротивлением жидкой фазы, зависящим, как правило, от молекулярной и конвективной диффузий хладагента в абсорбенте.

Эффективность применения теплоиспользующих холодильных камер в значительной степени зависит от стоимости теплоты греющих источников, требуемых температурных потенциалов и практически всегда является высокой при использовании вторичных энергетических ресурсов (ВЭР), а также при одновременной выработке холода и теплоты.