Холодильні машини, які використовують зовнішнє тепло, страница 2

у конденсаторі й в абсорбері, де приділяється від розчину теплота, що виділяється в значній кількості, абсорбції.

Практично абсорбційну холодильну машину доповнюють деякими допоміжними апаратами. Основні з них - ректифікатор і теплообмінник. Ректифікатор необхідний для відділення води від аміаку. Пара, що надходить із кип'ятильника в конденсатор, містить не тільки аміак, але й деяка кількість водяних пар, а вода негативно діє на роботу холодильної машини, тому неї відокремлюють від аміаку. Тепл ообменник установлюють для використання тепла гарячого слабкого во-доаммиачного розчину для нагрівання холодного міцного розчину. Ректифікатор і теплообмінник включаються в схему абсорбційної машини, як показано на рис. 4.1.

Розчин з абсорбера надходить у кип'ятильник, пройшовши попередньо теплообмінник, через який

противотоком проходить слабкий гарячий розчин з кип'ятильника. Теплообмінник виконаний у вигляді двухтрубного противоточного апарата. Над кип'ятильником перебуває ректифікатор, що працює в такий спосіб. З теплообмінника частина міцного розчину надходить безпосередньо в кип'ятильник, а більша , частина - у ректифікатор, де він стикається з парами аміаку, що йдуть із кип'ятильника. Внаслідок цього відбувається не тільки теплообмін між парою, що піднімається, і стікаючою рідиною, але й массообмен, тому що із суміші пар виділяються водяні пари, а з розчину - пари аміаку. Завдяки цьому розчин стає бідніше, а пап богаче аміаком.

Тепловий баланс і тепловий коефіцієнт абсорбційної машини. При здійсненні робочого циклу розглянутої абсорбційної машини тепло в її систему підводить у кип'ятильнику, випарнику й насосі як еквівалент його механічної роботи, а приділяється із системи в конденсаторі н абсорбері. За законом збереження енергії рівняння теплового балансу абсорбційної машини представляється в наступному виді:

де : Q_ген – теплота, яка підводиться до кип’ятильника, Вт;

Q_o — теплота, яка забирається випарником від охолоджуваної речовини, Вт

Q_нас – теплота, яка еквівалентна роботі насоса, Вт;

Q – теплота, яка відводиться у конденсаторі, Вт;

Q_абс – теплота, яка відводиться в абсорбері, Вт.

Величина Q_нac у порівнянні з іншими величинами досить незначна, тому нею можна зневажити, і рівняння теплового балансу напишется так:

Економічність абсорбційної холодильної машини визначається її тепловим коефіцієнтом ξ, що являє собою відношення холодопродуктивності Qo до витраченого тепла Q_витр.

Оскільки нехтуємо величиною Q_нас, одержуємо:

В абсорбційних холодильних машинах витрачається більше води, вони більше громіздкі й важкі, чим компресійні машини. До основних достоїнств абсорбційних холодильних машин варто віднести простоту конструкції, надійність всіх елементів машини й можливість використання дешевих джерел теплової енергії й майже безшумну роботу.

Пароежекторні холодильні машини.

Робота пароежекторних холодильних машин, як і абсорбційних, здійснюється в результаті підведення теплоти високого потенціалу від зовнішнього джерела. Холодильний агент здійснює сполучені прямій і зворотний цикли. Найчастіше ним є вода, але можна використати аміак і хладони. Холодильний агент, що циркулює в машині за допомогою ежектора, у якому струмінь пари, що виходить із більшою швидкістю, відводить (ежектує) пару з випарника і стискає холодильний агент до тиску конденсації (рис.4). Активна пара стану 1, що утворилася в генераторі Г при підведенні високопотенціальної теплоти в прямому циклі, надходить в ежектор Э. Проходячи через сопло ежектора, він розширюється й змінює свій стан на 2. У соплі потенційна енергія пари перетвориться в кінетичну енергію струменя, який, витікаючи з великою швидкістю, ежектує пасивну пару стану 9 з випарника И. Після змішання пари станів 1 і 9 у камері змішання ежектора виходить пара стану 3, яка, проходячи дифузор ежектора, де її кінетична енергія перетвориться в потенційну, надходить у конденсатор Кн у стані 4. Процес стиску суміші пари в дифузорі можна розглядати як два процеси: стиск активної пари (процес 2— 11) і стиск пасивної пари (процес 9—10). У конденсаторі пара конденсується (процес 4—5), віддаючи теплоту навколишньому середовищу (воді). Частина конденсату стану 5 у кількості, рівній масовій подачі пасивної пари, надходить через дросельний вентиль ДВ у випарник (процес 5—8), де кипить (процес 8—9), відводячи теплоту від проміжного холодоносія (води), а волога пара стану 9 відводиться в камеру змішання дифузора. Інша частина конденсату в кількості, рівній масовій подачі активної пари, нагнітається насосом Н у генератор (процес 5—6), нагрівається (процес 6—7), і, утворена в результаті кипіння (процес 7—1) пара стану 1 направляється в ежектор Э. Далі процеси повторюються.