ПАРОЭЖЕКТОРНАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ УСТАНОВКА

Относится к аппаратам струйного типа, которые подразделяются на эжекторные и вихревые.

Схема эжекторной установки приведена на рис. 4.9. Основным ее элементом является эжектор 1, в котором происходит сжатие инжектируемой среды.

Процессы, протекающие в па­роструйном компрессоре, пред­ставлены в sh-диаграмме, приве­денной на рис. 4.10. Для идеаль­ного компрессора потерями на трение при расширении, сжатии и смешении пренебрегают (см. рис. 4.10, а). Точка 1 характе­ризует начальное состояние рабо­чего пара (рр, Тр). Начальные же параметры инжектируемого пара (рн, Тн) характеризуются точкой 2 диаграммы. Расширение рабочего пара до достижения давления р2 в сопле рассматри­вается как адиабатное (линия 1—2'). Расширение инжектируе­мого пара до достижения дав­ления р''2 характеризуется линией 2—2". После смешения состояние смеси характеризуется точкой 4. Тогда сжатие в диффузоре до заданных параметров рс и Тс харак­теризуется на диаграмме точкой 3 (линия 4—3).

В реальном пароструйном эжекторе имеются потери энергии, которые в основном вызваны преобразованием кинетической энер­гии обоих потоков при их смешении в теплоту и трением. При этом теплота усваивается паром, в результате чего его энтальпия воз­растает (см. рис. 4.10, б). На этом рисунке линией 1—2' показано действительное расширение пара в сопле, а 2—2" инжектируемого пара при входе в камеру смешения. Точка с характеризует состояние пара после смешения, а 4— в действительном состоянии и, наконец, ήад= (4--d)/(4--g)—процесс в диффузоре. Точка 3 отвечает состоянию смеси на выходе из реального компрессора с теплосодер­жанием hc. Как видим, значение hc больше, чем у идеального ком­прессора (точка е).

Потери кинетической энергии в сопле, камере смешения и диф­фузоре приводят к тому, что в реальном компрессоре инжектируется меньше хладоагента, чем в идеальном.

Энтальпия пара на выходе из реального компрессора может быть найдена из выражения

Струйные аппараты холодильных установок классифицируются на компрессоры и эжекторы. В струйном компрессоре степень повы­шения давления 1,2≤рс/рн≤2,5; в струйном эжекторе рс/рн> 2,5.

Струйные эжекторы применяются в пароэжекторных холодиль­ных установках, так как в испарителе необходимо поддерживать глубокий вакуум.

В таких холодильных установках хладоагентом служит вода, перемещаемая по системе хладоснабжения струйным аппаратом — паровым эжектором. Пароэжекторные холодильные установки в отличие от компрессионных расходуют не механическую (привод компрессора электрический), а тепловую энергию. Такая замена энергоносителя имеет принципиальное значение для топливно-энергетического баланса промышленного предприятия—потребителя' холода, так как в качестве энергоносителя для систем производства холода может быть использована бросовая теплота ВЭР или в крайнем случае пар из отборов турбин.

Принципиальная схема централизованного снабжения холодом промышленного предприятия с помощью пароэжекторной холо­дильной установки приведена на рис. 4.9. Рабочий водяной пар поступает по трубопроводу 7 в сопло эжектора 1, смешивается с паром из испарителя 4 и направляется в конденсатор 2. Конденсат через дроссельный вентиль 3 подается в испаритель 4, а его избыток (от поступающего в эжектор свежего пара) перекачивается по трубопроводу 8 в систему производства рабочего пара. Такие холо­дильные установки ввиду физических особенностей воды применя­ются с положительными температурами испарения и конденсации (соответственно Тн и Тв), что, однако, вполне удовлетворяет многие промышленные технологии. Они просты по конструкции, не имеют движущихся частей и, что самое главное, в них может быть исполь­зован пар из отборов или котлов-утилизаторов (утилизационный принцип по отношению к паро- или газотурбинному циклу).

Давление пара в испарителе, исходя из свойств воды, должно быть очень низким, так как для получения температуры 0 °С давле­ние составляет всего 0,623 кПа. Холодильный коэффициент такой установки может быть представлен как отношение количества теп­лоты qo, полученной хладоагентом в испарителе от рассола, к теп­лоте, затраченной в установке. Если расход теплоты в эжекторе обозначить через q1, то холодильный коэффициент: