Принцип действия пароэжекторных холодильных машин

Способ получения холода без совершения механической работы состоит в эжекции пара из испарителя. В такой установке хладагентом является вода, поэтому температура в холодильной камере не может быть ниже 0° С. Пароэжекторные установки находят применение в промышленности, там, где имеются пар высокого и среднего давления и дешевая вода для охлаждения. Эти установки используются также на судах, поскольку небольшое число движущихся частей упрощает их обслуживание и ремонт.

В пароэжекторной холодильной машине (ПЭХМ) пар высокого давления (Pkm), генерируемый в котле Km с помощью источника с температурой th поступает в сопло эжектора Э. При расширении в нем пара получаемая кинетическая энергия расходуется на подсос пара низкого давления Ри, выходящего из испарителя И, и на сжатие образовавшейся смеси в диффузоре эжектора до давления Рк, т.е. до давления конденсации пара в конденсаторе К. Расширение пара в сопле и затем сжатие смеси в диффузоре эжектора до давления Рк, т.е. до давления конденсации пара в конденсаторе К. Расширение пара в сопле и затем сжатие смеси в диффузоре эжектора связано с высокими энергетическими потерями. В конденсаторе К пар с давлением Рк, охлаждается внешним источником с температурой tw и конденсируется. Часть конденсата насосом Н подается в котел Кm для генерации пара высокого давления, часть дросселируется в регулирующем вентиле РВ и направляется в испаритель для охлаждения охлаждаемой среды, имеющей температуру ts. Пары, выходящие из испарителя, опять подсасываются эжектором.

Пароэжекторная холодильная машина

Рабочим веществом ПЭХМ преимущественно является вода, в последнее время стали применяться хладоны. Вода как холодильный агент обладает высокими термодинамическими, эксплуатационными и экономическими показателями. Относительными недостатками её является высокий удельный объем и то, что возможность получения низких температур (-100С) связана с созданием глубокого вакуума в испарителе (-0,001 МПа). Эжектор как нагнетатель имеет высокие энергетические потери и соответственно низкий КПД.

Газовые холодильные машины по принципу получения низких температур делятся на два типа: машины, в которых эффект охлаждения получается вследствие расширения газа с отдачей внешней полезной работы в расширительной машине – детандере, и машины, в которых эффект охлаждения получается в результате расширения без отдачи полезной работы – в вихревой трубе.

В газовой холодильной машине в отличие от паровой холодильной машины работа детандера лишь несколько меньше работы компрессора, а удельная холодопроизводительность, в основном, определяется работой детандера. Поэтому при замене в газовой холодильной машине детандера дроссельным вентилем, не только значительно возрастает работа цикла вследствие потери работы детандера, но уменьшается и удельная холодопроизводительность, так как в этом случае холодопроизводительность определяется только эффектом дросселирования, который для газов очень мал.

Газовая холодильная машина состоит из следующих основных элементов: компрессора К; промежуточного холодильника ПХ; детандера Д и теплообменного аппарата ТО. На рис. 14 показаны схема и цикл газовой холодильной машины.

Рис. 14. Схема газовой холодильной машины