Струйные (пароэжекторные) холодильные машины

Особенность пароэжекторной холодильной машины состоит в том, что для ее работы используется кинетическая энергия струи рабочего пара. В этих машинах в качестве хладоагента обычно применяют воду. Принципиальная схема пароэжектор­ной холодильной установки приведена на рис. 5.5.

Рис. 5.5. Принципиальная схема паро­эжекторной холодильной машины:

1 – парогенератор; 2 –эжектор; 3 –конден­сатор; 4 – испаритель; 5 – регулирующий вентиль; 6 – питательный насос

Рабочий пар повышенного давления p₁,образующийся в па­рогенераторе с затратой теплоты Q₁,направляется в эжектор, где расширяется до давления p₀. При этом потенциальная энер­гия пара преобразуется в кинетическую энергию струи. В камере смешения струя рабочего пара захва­тывает пар из испарителя и, смешиваясь с ним, посту­пает в диффузор. В диффу­зоре кинетическая энергия рабочего пара затрачива­ется на сжатие смеси пото­ков пара от давления р₀в испарителе до давления р_кв конденсаторе. Пар в кон­денсаторе конденсируется при температуре t_н.к,отда­вая охлаждающей воде теп­лоту Q_к. Образовавшийся конденсат разделяется на два потока: один дросселируется в регулирующем вентиле до давления р₀и поступает в испаритель, где вскипает за счет подвода теплоты Q₀, а другой питательным насосом подается в парогенератор. При этом затрачивается работа l_н. Тепловой баланс пароэжекторной машины

(5.15)

где Q₀, Q₁ – теплота, полученная хладоагентом в испарителе от охлаждаемой среды и подведенная к хладоагенту в паро­генераторе; l_н – работа, затраченная насосом.

Тепловой коэффициент пароэжекторной машины

(5.16)

Применяемая в пароэжекторных холодильных машинах вода безвредна, не взрывоопасна и имеет большую теплоту парооб­разования (r = 2500 кДж/кг).

Отсутствие в пароэжекторных машинах промежуточного теп­лоносителя позволяет получить температуру охлаждаемой воды, равную температуре кипения в испарителе, что повышает теп­ловую эффективность и экономичность холодильной машины. К достоинствам пароэжекторной холодильной машины следует отнести также простоту конструкции и обслуживания в работе. Однако пароэжекторные машины имеют ограниченную область применения: получение холода при положительных температу­рах 0–10 °С.

Но даже и при этих температурах кипения воды в испари­теле нужно поддерживать весьма низкое давление (0,0006–0,0015 МПа), что приводит к значительным расходам рабочего пара, а также вызывает подсос воздуха в установку. Большой удельный объем пара низкого давления требует повышенных размеров оборудования и коммуникаций установки. Пароэжек­торные холодильные машины используются обычно в установ­ках кондиционирования воздуха.