Парокомпресорна холодильна машина

Винахід відноситься до галузі холодильної техніки, зокрема до парокомпресорних холодильних машин. Відома парокомпресорна холодильна машина, що містить послідовно по холодоагенту розташовані компресор із механічним приводом, конденсатор, дросельний пристрій, випарник [Захаров Ю.В. С удовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины. - Л.: С удостроение, 1979. - С.406, рис.143]. Недоліком існуючої холодильної машини (низька енергетична ефективність, оскільки теплота, яка відводиться від перегрітої пари холодоагенту в конденсаторі, не використовується, а скидається в довкілля з охолоджуючою водою або повітрям. Прототипом винаходу є парокомпресорна холодильна машина, що містить послідовно по холодоагенту розташовані компресор із механічним приводом, охолоджувач, конденсатор, дросельний пристрій, випарник [Курылев E.С., Оносовский В.В., Румянцев Ю.Д. Холодильные установки. - С-Пб.; Политехника, 2004. - С.298, рис.8.14]. Хоча в існуючій холодильній машині теплота, яка відводиться; від перегрітої пари холодоагенту в охолоджувачі, й використовується для нагріву води в разі потреби в теплій воді, але ця теплота не використовується в самій холодильній машині, тобто енергетична ефективність її лишається низькою. До того ж при відсутності потреби в теплій воді ця теплота скидається в довкілля. В основу винаходу поставлено задачу підвищення енергетичної ефективності парокомпресорної холодильної машини за рахунок використання теплоти, яка відводиться від перегрітої пари холодоагенту в о холоджувачі, безпосередньо в холодильній машині для приводу компресора із відповідним зменшенням споживання компресором механічної енергії від основного приводу. Для вирішення цієї задачі в парокомпресорній холодильній машині, що містить послідовно по холодоагенту розташовані компресор із механічним приводом, охолоджувач, конденсатор, дросельний пристрій, випарник, охолоджувач виконаний у вигляді термодесорбційного компримуючого акумулятора, наприклад водню високого тиску, сполученого по водню із входом детандера, який також приводить компресор, а до виходу детандера підключено термоадсорбційний акумулятор водню низького тиску. Завдяки застосуванню термодесорбційного компримуючого акумулятора водню високого тиску, в якому теплота, відведена від перегрітої пари холодоагенту, використовується для десорбції (виділення) водню високого тиску, який в свою чергу розширюється в детандері з отриманням механічної енергії, що застосовується для приводу компресора, підвищується енергетична ефективність холодильної машини. Водень низького тиску після додаткового детандера адсорбується (поглинається) в термоадсорбційному акумуляторі завдяки відводу від нього теплоти, наприклад у довкілля. На Фіг. зображена запропонована парокомпресорна холодильна машина. Парокомпресорна холодильна машина складається з послідовно по холодоагенту розташованих компресора із механічним приводом 1, охолоджувача холодоагенту - термодесорбційного компримуючого акумулятора водню 2, конденсатора 3, дросельного пристрою 4, випарника 5, детандера 6 та термоадсорбційного акумулятора водню 7. Парокомпресорна холодильна машина працює наступним чином. Перегріта пара холодоагенту після компресора 1 спочатку охолоджується в охолоджувачі - термодесорбційному компримуючому акумуляторі водню високого тиску 2. При цьому теплота, відведена від перегрітої пари холодоагенту в о холоджувачі термодесорбційному компримуючому акумуляторі водню 2, використовується для десорбції (виділення) водню високого тиску. Остаточне о холодження та конденсація пари холодоагенту здійснюється в конденсаторі 3, після чого конденсат холодоагенту розширюється в дросельному пристрої 4 з відповідним зниженням тиску та температури. Холодоагент низького тиску кипить у випарнику 5, відводячи теплоту від о холоджуваного середовища. Утворена у випарнику 5 пара холодоагенту стискається компресором 1 і цикл по холодоагенту повторюється. Водень високого тиску, який виділяється з термодесорбційного компримуючого акумулятора водню 2, розширюється в детандері 6 з отриманням механічної енергії, яка також використовується для приводу компресора 1. Водень низького тиску після детандера 6 адсорбується (поглинається) в термоадсорбційному акумуляторі водню 7. Водневий контур працює циклічно, коли акумулятори 2 і 7 виконують по черзі функцію то десорбера, то адсорбера, що забезпечується відповідним переключенням напрямку руху водню [Тимошевский Б.Г., Тимофеев В.И., Сирота А.А., Гаврилков А.В. Глубокая утилизация вторичных энергоресурсов с помощью гидридных систем // Судостроительная промышленность. - 1990. - Вып.13. - С.15-20]. Завдяки використанню теплоти, відведеної від перегрітої пари холодоагенту в охолоджувачі термодесорбційному компримуючому акумуляторі водню 2, отримують подвійний енергетичний ефект. По-перше, в термодесорбційному компримуючому акумуляторі водню 2 виділяється водень високого тиску, механічна енергія від розширення якого в детандері 6 застосовується для приводу компресора 1, тобто має місце додаткове виробництво механічної енергії. По-друге, завдяки відведенню теплоти від перегрітої пари для десорбції водню в охолоджувачі - термодесорбційному компримуючому акумуляторі водню 2 зменшується теплове навантаження на конденсатор 3, а значить і енергетичні витрати на відведення теплоти в конденсаторі 3. В результаті підвищується енергетична ефективність холодильної машини.