Парокомпресорна установка

Корисна модель відноситься до області холодильної техніки, зокрема до і конструкції парокомпресорної холодильної установки. Найбільш близькою по технічній суті до заявленої установки і обраної нами як прототип є парокомпресорна установка, яка описана в книзі «Холодильні установки», кн. 2, за редакцією І.Г. Чумака, Київ.: Либідь, 1995 - с.13 мал.8. Ця конструкція містить віддільник рідини, підігрівач, компресор, охолоджувач, ресивер, випарник. Підігрів і випаровування рідини в підігрівачі відбувається за рахунок теплообміну із зовнішнім теплоносієм з поверненням пари робочого середовища у віддільник рідини. Недолік відомої конструкції полягає в тому, що вона не забезпечує високої енергетичної і економічної ефективності парокомпресорної установки, тому що при зміні параметрів технологічного режиму, а саме при наближенні до параметрів конденсації робочого середовища на вході в компресор, з'являється небезпека попадання рідини в компресор, що може привести до гідроудара. У системі захисту від гідроудара, для повернення рідини в технологічний цикл випаровуванням в підігрівачі, джерелом тепла служить зовнішній теплоносій, що само по собі вимагає істотних енергетичних і, як наслідок, економічних витрат. Крім того, від теплообміну із зовнішнім теплоносієм збільшується навантаження на компресор, а також і на охолоджувач (конденсатор), що негативно впливає на продуктивність всієї установки. У основу корисної моделі поставлене завдання створення парокомпресоної установки, в якої шляхом використання теплової енергії робочої речовини на нагнітанні компресора, було б забезпечено повернення рідкої сепарованої робочої речовини в технологічний процес, зниження температури робочої речовини в нагнітальному трубопроводі компресора і захист парокомпресорної установки від гідроудара і, як наслідок, збільшення його продуктивності, зниження теплового навантаження на охолоджувач, що веде до підвищення енергетичної і економічної ефективності роботи парокомпресорної установки. Поставлене завдання досягається тим, що в парокомпресорної установці, що містить зв'язані паровими і рідинними трубопроводами віддільник рідини, компресор, охолоджувач и ресивер, згідно корисної моделі парокомпресорна установка, додатково забезпечена струменевим термонасосом, входи якого пов'язані з нагнітальним трубопроводом компресора і рідинним трубопроводом віддільника рідини, а вихід пов'язаний з нагнітальним трубопроводом компресора або з проміжним його ступенем. При використанні струменевого термонасоса сепарована рідка фаза робочої речовини розпилюється безпосередньо в потік робочого середовища нагнітального трубопроводу або перед проміжним ступенем компресора, де скипаючи, відбирає тепло у потоку нагнітання, знижуючи його температуру, об'єм, зменшуючи опір на нагнітанні компресора. У струменевому термонасосі здійснюється перетворення теплової енергії (ентальпії) пари робочої речовини на нагнітанні компресора в кінетичну енергію робочого струменя і після стрибка конденсації - перетворення в потенційну енергію стислої рідини з тиском що перевищує первинний тиск робочого і инжектируемого потоків, що необхідне для здійснення процесу. При розпилюванні рідини із струменевого термонасоса в нагнітальному трубопроводі або на вході в проміжний ступінь компресора відбувається її інтенсивне випаровування, що знижує тиск і температуру основного потоку і, тим самим збільшується продуктивність парокомпрессорної установки. Дана пропозиція є такою, що енергозберігає оскільки дозволяє корисно і ефективно використовувати енергію самої парокомпресорної установки і відмовитися від значних витрат на забезпечення зовнішнього теплоносія. Використання сукупності всіх істотних ознак, включаючи відмінні, дозволить підвищити енергетичну і економічну ефективність роботи парокомпресорної установки. На фіг.1 представлена принципова схема парокомпресорної установки із струменевим термонасосом, сполученим з нагнітальним трубопроводом, а на фіг.2 сполученим з проміжним ступенем компресора. Парокомпресорна установка містить віддільник рідини 1, струменевий термонасос 2, вхід і вихід якого пов'язані з нагнітальним трубопроводом після компресора 3 і перед охолоджувачем 4. Крім того, є ресивер 5. Парокомпресорна установка (фіг.1) працює таким чином. Робоча речовина у вигляді насиченої пари низького тиску з краплинною рідиною потрапляє у віддільника рідини 1, де волога відділяється і поступає в струменевий термонасос 2 як інжектіруєма рідина. Основний потік пари низького тиску робочої речовини стискається до високого тиску в компресорі 3. Після цього потік розділяється, основна частина проходить по нагнітальному трубопроводу, а інша частина відгалужується під дією перепаду тиску, що створюється струменевим термонасосом 2, поступає як робоча речовина в струменевий термонасос 2, де в процесі збільшення швидкості потоку і змішування з інжектіруємим середовищем збільшується тиск на виході термонасоса 2, після інжекції і підвищення тиску розпилюється в нагнітальний трубопровід, після змішування з потоком нагнітання охолоджує його, зменшує в об'ємі, що знижує опір і тиск на нагнітанні і збільшує об'ємну продуктивність компресора 3, знижує теплове навантаження на охолоджувач 4. Далі пари робочого середовища охолоджуються в охолоджувачі 4, після чого накопичуються в ресивері 5. Парокомпресорна установка (фіг.2) працює таким чином. Робоча речовина у вигляді насиченої пари низького тиску з краплинною рідиною потрапляє у віддільника рідини 1, де волога відділяється і поступає в струменевий термонасос 2 як інжектіруєма рідина. Основний потік пари низького тиску робочої речовини стискається до високого тиску в компресорі 3. Після цього потік розділяється, основна частина проходить по нагнітальному трубопроводу, а інша частина відгалужується під дією перепаду тиску, що створюється струменевим термонасосом 2, поступає як робоча речовина в струменевий термонасос, де в процесі збільшення швидкості потоку і змішування з інжектіруємим середовищем збільшується тиск на виході термонасоса 2, після інжекції і підвищення тиску розпилюється у вхідний потік проміжного ступеня компресора 3, після змішування з потоком нагнітання попереднього ступеня охолоджує його, зменшує в об'ємі, що знижує опір і тиск на нагнітанні і збільшує об'ємну продуктивність компресора 3, знижує теплове навантаження на охолоджувач 4. Далі пари робочого середовища охолоджуються в охолоджувачі 4, після чого накопичуються в ресивері 5. Використання пропонованої установки в порівнянні з тими, що існують дозволить заощадити витрати на забезпечення зовнішнього джерела тепла, збільшити продуктивність компресора і понизити теплове навантаження на охолоджувач.