Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Абсорбционная и пароэжекторная холодильные машины


Из теплоиспользующих холодильных машин широкое применение имеют абсорбционные и пароэжекторные.

В абсорбционной холодильной машине (рис. 4) рабочее вещество не однокомпонентное, как в парокомпрессионной холодильной машине, а двухкомпонентное — например, водоаммиачный раствор, в котором аммиак является хладагентом, а вода абсорбентом (поглотителем).

 

Рис. 4. Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины: АБ — абсорбер; Н — насос; Г — генератор; остальные обозначения см. на рис. 3

В генераторе (кипятильнике) при подводе к нему теплоты Q1 раствор выпаривается. Пар с высокой концентрацией легкокипящего компонента (аммиака) поступает в конденсатор, а оставшаяся жидкость (слабый раствор, близкий по концентрации к воде) — в абсорбер. Сконденсированная в конденсаторе жидкость направляется в испаритель. Образующийся здесь за счет теплоты Q0, отбираемой от охлаждаемой среды, пар подводится к абсорберу, в котором он поглощается слабым раствором, поступившим из генератора. Этот процесс, называемый абсорбцией, сопровождается выделением теплоты Qа, которая отводится из аппарата с помощью холодной воды. Крепкий, насыщенный поглощенным паром, раствор из абсорбера насосом перекачивается в генератор.

Помимо водоаммиачного раствора, в абсорбционных холодильных машинах широко применяют раствор бромистого лития, в котором хладагентом является вода, а абсорбентом — бромистый литий.

Энергетическую эффективность абсорбционной холодильной машины оценивают тепловым коэффициентом:

где Lн - тепловой эквивалент работы насоса.

Таким образом, в этой машине роль компрессора выполняют генератоp, абсорбер и насос. Основное количество энергии, необходимое для ее работы, подводится к генератору в виде теплоты Q1. Количество электроэнергии, необходимое для привода насоса, незначительно. По сравнению с парокомпрессионными, абсорбционные холодильные машины более надежны в эксплуатации, но существенно уступают им по металлоемкости и энергетическим затратам. При одинаковой подведенной теплоте Q0 теплота Q1 будет существенно дольше теплового эквивалента работы компрессора L (см. формулу для определения холодильного коэффициента e). Учитывая это, абсорбционные холодильные машины целесообразно применять на предприятиях, где имеется дешевая тепловая энергия для обогрева генератора.



В пароэжекторной холодильной машине (рис. 5) рабочим веществом обычно служит вода.

 

Рис. 5. Принципиальная схема пароэжекторной холодильной машины: КП — кипятильник. Э — эжектор, С — сопло эжектора; СМ — камера смешения эжектора, остальные обозначении см. на рис. 3, 4

В кипятильнике (котле) вода кипит при подводе теплоты Q1. Образующийся пар высокого давления поступает в эжектор (пароструйный аппарат). При истечении из сопла эжектора он развивает большую скорость, в результате чего его потенциальная энергии превращается в кинетическую энергию струи, засасывающую пар низкого давления из испарителя. После смешения рабочий пар из кипятильника и холодный пар из испарителя в эжекторе сжимаются и направляются в конденсатор. Пар конденсируется при отводе теплоты Qкд с помощью охлаждающей воды. Из конденсатора часть воды через регулирующий вентиль поступает в испаритель, а другая часть насосом подается в кипятильник.

Пароэжекторную холодильную машину, работающую на воде, широко используют в центральных системах кондиционировании 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 Lн значительно меньше теплоты Q1 и ею можно пренебречь. Если в качестве источника Q1 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:

 

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. 6) 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 Тх, а другой — нагревается и имеет температуру Тг. При этом к первому спаю подводится из окружающей среды теплота Q0, а от второго отводится теплота Q1.

 

Рис. 6. Принципиальная схема термоэлемента:

1 – холодный спай; 2 – горячий спай; 3 – источник постоянного тока; 4 – полупроводники

 

Количество подводимой теплоты (теплота Пельте) можно представить как

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 Тгх=20…60°С. Однако по энергетической эффективности термоэлектрические охлаждающие устройства существенно уступают парокомпрессионным холодильным машинам, из-за чего они не нашли широкого 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.



 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Парокомпрессионная холодильная машина | 

Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 714; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.