ОСНОВНЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ТРАНСОРМАЦИИ ТЕПЛОТЫ

В холодильных установках осуществляется искусственное охлаждение тел, температура которых ниже тем­пературы окружающей среды.

В настоящее время искусственный холод широко применя­ется в промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, а также в быту.

Применение искусственного холода способствует обеспече­нию и усовершенствованию технологических процессов, повы­шению качества продукции, эффективному развитию ряда веду­щих отраслей экономики, возникновению новых отраслей техники и улучшению условий труда и бытовых усло­вий населения. Приведем несколько примеров использования искусственного холода в промышленности:

1) металлургическая промышленность – охлаждение и осушка дутьевого воздуха для повышения выхода металла при выплавке чугуна и стали;

2) металлообрабатывающая промышленность – получение кислорода и инертных газов для сварки и резки металлов, тер­мическая обработка металлов;

3) химическая промышленность – регулирование направле­ний и скорости химических реакций, ожижение газов;

4) нефтяная промышленность – очистка масла от парафина и других легкозастывающих компонентов.

Искусственный холод широко используется также в газовой, горной, пищевой, ме­дицинской, парфюмерной промышленности, энергетике, авиации и космонавтике, научно-исследовательских лабо­раториях, спортивных сооружениях, для кондиционирования воздуха в зданиях различного назначения и т. д.

В теплонасосных установках используется теплота окру­жающей среды или других низкопотенциальных сред для целей теплоснабжения.

Одним из средств теплоснабжения являются тепловые насосы, которые в настоящее время пока еще не получили широкого распространения. Теплоснаб­жение от тепловых насосов не может конкурировать с тепло­фикацией, и только в тех случаях, когда централизованное теплоснабжение экономически нецелесообразно, например, в районах с низкой плотностью теплопотребления, применение теплонасосных установок может оказаться выгоднее, чем работа местных котельных или отопительных печей.

Источниками низкопотенциальной теплоты в теплонасосных установках служат естественная среда (воздух, вода, грунт) или промышленные отходы теплоты.

Основным условием, благоприятствующим использованию тепловых насосов, является сравнительно небольшой перепад между температурами теплоприемника Т_ви теплоотдатчика Т_н. Поэтому при использовании промышленных отходов теплоты тепловые насосы, при прочих равных условиях, расходуют мень­шее количество механической энергии, чем при использовании теплоты окружающей среды.

Установки для трансформации теплоты различаются по сле­дующим признакам: а) по принципу работы; б) по виду цикла; в) по характеру трансформации; г) по периодичности.

По принципу работы трансформаторы подразделяются на: компрессионные (паровые и газовые), сорбционные, струй­ные, термоэлектрические и магнитные установки.

По виду осуществляемого процесса различают трансформаторы теплоты, работающие по замкнутому циклу и по разомкнутому процессу.

В первой группе трансформаторов рабочий агент циркули­рует в замкнутом контуре (паровые компрессионные, абсорбци­онные и некоторые газовые и струйные эжекторные установки). Во второй группе агент при работе полностью или частично выводится из установки (в виде полезного продукта или от­хода). Взамен отведенного в установку подается такое же коли­чество рабочего агента извне.

По разомкнутому процессу работают установки для ожиже­ния и замораживания газов и в ряде случаев – газовые ком­прессионные и струйные установки.

По характеру трансформации различают повысительные и расщепительные установки.

В установках, работающих по повысительной схеме, подве­денная низкопотенциальная теплота преобразуется в высокопо­тенциальную. По этой схеме работает большинство холодиль­ных, теплонасосных и комбинированных установок (см. рис. 5.1). В расщепительных схемах поток теплоты среднего потенциала расщепляется на два потока теплоты — низкого и повышенного потенциала. Работа установки осуществляется за счет энергии теплового потока среднего потенциала. По расщепительной схеме работают струйные вихревые установки и некоторые типы компрессионных и абсорбционных установок.

По периодичности работы различают трансформа­торы теплоты непрерывного и периодического действия.

Установки периодического действия применяются для неко­торых типов трансформаторов теплоты (абсорбционные установки) небольшой производительности. Они могут быть выпол­нены с меньшим числом элементов оборудования благодаря возможности совмещения функций отдельных элементов уста­новки в одном аппарате.