Парокомпресорна холодильна машина з ежектором

1. Парокомпресорна холодильна машина з ежектором, що містить послідовно підключені компресор, конденсатор, ежектор, сполучений приймальною камерою з виходом випарника по лінії пари низького тиску, а дифузором - з паровою порожниною відокремлювача рідини на нагнітанні ежектора, підключеною до компресора, рідинна порожнина якого сполучена зі входом випарника, яка відрізняється тим, що на лінії пари низького тиску встановлений термопресор, дифузор якого підключений до приймальної камери ежектора, а робоче сопло - до виходу з парового теплообмінника, сполученого по лінії пари високого тиску своїм входом із виходом компресора, а виходом - зі входом конденсатора, вихід якого підключений до входу парорідинного теплообмінника по лінії рідини, вихід якого по лінії рідини сполучений із робочим соплом ежектора та приймальною камерою термопресора, вихід парорідинного теплообмінника по лінії пари низького тиску підключений до входу парового теплообмінника, а вхід парорідин C2 2 (11) 1 3 тор, сполучений приймальною камерою з виходом випарника по лінії пари низького тиску, а дифузором - з паровою порожниною відокремлювача рідини на нагнітанні ежектора, підключеною до компресора, рідинна порожнина якого сполучена зі входом випарника [Сутырина Т.М. Использование энергии расширения холодильного агента в струйном насосе // Холодильная техника. - 1961. № 4. -С. 19-24]. Недоліком існуючої парокомпресорної холодильної машини з ежектором є недостатньо висока енергетична ефективність через значні витрати потужності компресора на стискання пари, обумовлені низьким тиском пари на його вході, які в свою чергу - низьким тиском пари у приймальній камері ежектора, рівним тиску пари на виході з випарника. В основу винаходу поставлено задачу підвищення енергетичної ефективності парокомпресорної холодильної машини з ежектором шляхом підвищення тиску пари у приймальній камері ежектора, відповідно, - на вході компресора і, як наслідок, зменшення витрат потужності компресора на стискання пари. Для вирішення цієї задачі в парокомпресорній холодильній машині з ежектором, що містить послідовно підключені компресор, конденсатор, ежектор, сполучений приймальною камерою з виходом випарника по лінії пари низького тиску, а дифузором - з паровою порожниною відокремлювача рідини на нагнітанні ежектора, підключеною до компресора, рідинна порожнина якого сполучена зі входом випарника, на лінії пари низького тиску встановлений термопресор, дифузор якого підключений до приймальної камери ежектора, а робоче сопло - до виходу з парового теплообмінника, сполученого по лінії пари високого тиску своїм входом із виходом компресора, а виходом - зі входом конденсатора, вихід якого підключений до входу парорідинного теплообмінника по лінії рідини, вихід якого по лінії рідини сполучений із робочим соплом ежектора та приймальною камерою термопресора, вихід парорідинного теплообмінника по лінії пари низького тиску підключений до входу парового теплообмінника, а вхід парорідинного теплообмінника по лінії пари низького тиску до виходу випарника. У названій парокомпресорній холодильній машині з ежектором за п.1 рідинна порожнина відокремлювача рідини на нагнітанні ежектора підключена до робочого сопла циркуляційної струминної помпи, приймальна камера якої сполучена з рідинною порожниною циркуляційного відокремлювача рідини, а дифузор - зі входом випарника, до виходу якого підключена парова порожнина циркуляційного відокремлювача рідини, сполучена також зі входом парорідинного теплообмінника по лінії пари низького тиску. У названій парокомпресорній холодильній машині з ежектором за пп.1, 2 рідинна порожнина відокремлювача рідини на нагнітанні ежектора підключена до входу рідинного теплообмінника, встановленого в рідинній порожнині циркуляційного відокремлювача рідини, вихід якого сполучений 88714 4 із робочим соплом циркуляційної струминної помпи. У названій парокомпресорній холодильній машині з ежектором за пп. 1-3 приймальна камера ежектора підключена до парової порожнини відокремлювана рідини на всмоктуванні ежектора, сполученої також з дифузором термопресора, робоче сопло ежектора підключене до виходу теплообмінника, встановленого в рідинній порожнині відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора, вхід теплообмінника сполучений з виходом парорідинного теплообмінника по лінії рідини, а рідинна порожнина відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора підключена до рідинної порожнини циркуляційного відокремлювача рідини. Завдяки встановленню на лінії пари низького тиску термопресора, а також парового і парорідинного теплообмінників, відокремлювачів рідини та циркуляційної струминної помпи, які забезпечують ефективну роботу термопресора з максимальним підвищенням в ньому тиску пари, а отже і тиску пари відповідно у приймальній камері ежектора та на вході компресора, зменшують витрати потужності компресора на стискання пари і, як наслідок, підвищують енергетичну ефективність парокомпресорної холодильної машини. На рисунку зображено схему парокомпресорної холодильної машини з ежектором. Установка на рисунку складається з компресора 1, парового теплообмінника 2, сполученого своїм виходом по лінії пари високого тиску 3 зі входом конденсатора 4, вихід якого підключений по лінії рідини 5 до входу парорідинного теплообмінника 6, вихід якого по лінії рідини сполучений послідовно з теплообмінником 7, розміщеним у рідинній порожнині 8 відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора, та робочим соплом 9 ежектора, до складу якого входять також приймальна камера 10 і дифузор 11, підключений до парової порожнини 12 відокремлювача рідини на нагнітанні ежектора, сполученої також зі входом компресора 1. Приймальна камера 10 ежектора підключена до парової порожнини 13 відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора, сполученої також із дифузором 14 термопресора, приймальна камера 15 якого підключена до виходу парорідинного теплообмінника 6 по лінії рідини 5, а робоче сопло 16 - до виходу парового теплообмінника 2 по лінії пари низького тиску 17, сполученого своїм входом по лінії пари низького тиску 17 з виходом парорідинного теплообмінника 6 по лінії пари низького тиску 17, вхід якого по лінії пари низького тиску 17 підключений до парової порожнини 18 циркуляційного відокремлювача рідини, сполученої також із виходом випарника 19. В рідинній порожнині 20 циркуляційного відокремлювача рідини розміщений рідинний теплообмінник 21, підключений своїм входом до рідинної порожнини 22 відокремлювача рідини на нагнітанні ежектора, а виходом - до робочого сопла циркуляційної струминної помпи 23, приймальна камера 24 якої підключена до рідинної порожнини 20 циркуляційного відокремлювача рідини, а дифузор 25 - до входу випарника 19. Рідинні порожнини 8 відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора та 20 циркуляційного відо 5 кремлювача рідини сполучені між собою дросельним клапаном 26. Робота парокомпресорної холодильної машини з ежектором на рисунку здійснюється наступним чином. Компресором 1 стискають пару від тиску на його вході до високого тиску і подають до парового теплообмінника 2, де її охолоджують, відводячи тепло на нагрів пари низького тиску, що проходить через паровий теплообмінник 2 лінією пари низького тиску 17. Охолоджену пару подають лінією пари високого тиску З в конденсатор 4, де її конденсують, відводячи тепло конденсації зовнішнім охолоджуючим середовищем. Сконденсовану рідину направляють лінією 5 в парорідинний теплообмінник 6, де її охолоджують, відводячи тепло на нагрів пари низького тиску, що проходить через парорідинний теплообмінник 6 лінією пари низького тиску 17. Охолоджену рідину додатково охолоджують у теплообміннику 7, розміщеному в рідинній порожнині 8 відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора, відводячи тепло на випаровування рідини в рідинній порожнині 8, та подають у робоче сопло 9 ежектора, де її розширюють зі збільшенням швидкості, відповідно і кінетичної енергії, за рахунок якої у приймальній камері 10 ежектора підсмоктують (ежектують) пару з парової порожнини 13 відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора. Тиск парорідинної суміші (суміші рідини та ежектованої пари) підвищують у дифузорі 11 ежектора і направляють у парову порожнину 12 відокремлювана рідини на нагнітанні ежектора, де її розділяють на пару, яку всмоктують компресором 1, та рідину, яку відводять з рідинної порожнини 22 відокремлювана рідини на нагнітанні ежектора до рідинного теплообмінника 21, розміщеного в рідинній порожнині 20 циркуляційного відокремлювана рідини, де її переохолоджують, відводячи тепло на випаровування рідини в рідинній порожнині 20, та подають у робоче сопло 23 циркуляційної струминної помпи, в якому її розширюють зі збільшенням швидкості, відповідно і кінетичної енергії, за рахунок якої у приймальній камері 24 підсмоктують (ежектують) рідину з рідинної порожнини 20 циркуляційного відокремлювача 88714 6 рідини, підвищують тиск сумарного потоку рідини (рідини з робочого сопла 23 та ежектованої рідини) у дифузорі 25 циркуляційної струминної помпи і направляють його у випарник 19, де рідину неповністю випаровують, охолоджуючи зовнішнє середовище, тобто виробляючи холод. Неповне випаровування рідини забезпечує його високу інтенсивність із інтенсивною теплопередачею у випарнику 19 між киплячою рідиною та зовнішнім середовищем. Утворену у випарнику 19 парорідинну суміш направляють у парову порожнину 18 циркуляційного відокремлювача рідини, де її розділяють на рідину, яка накопичується в його рідинній порожнині 20, та пару низького тиску, яку відводять від парової порожнини 18 лінією 17 пари низького тиску, перегрівають спочатку в парорідинному теплообміннику 6, потім у паровому теплообміннику 2 і подають у робоче сопло 16 термопресора, в якому її розширюють із підвищенням швидкості до близької швидкості звуку. У приймальній камері 15 в прискорений дозвуковий потік пари упорскують і випаровують рідину, яку подають з виходу парорідинного теплообмінника 6. У результаті випаровування рідини у прискореному дозвуковому потоці пари тиск сумарної парорідинної суміші на виході з дифузора 14 термопресора збільшують понад тиск пари на вході його робочого сопла 16. З дифузора 14 термопресора парорідинну суміш направляють у парову порожнину 13 відокремлювача рідини на всмоктуванні ежектора, де її розділяють на пару, яку відсмоктують у приймальну камеру 10 ежектора, та рідину, яку частково випаровують на поверхні теплообмінника 7, а решту відводять з рідинної порожнини 8 відокремлювана рідини на всмоктуванні ежектора в рідинну порожнину 20 циркуляційного відокремлювана рідини, попередньо зменшивши її тиск шляхом дроселювання в дросельному клапані 26. Застосування запропонованої парокомпресорної холодильної машини з ежектором дозволяє збільшити тиск пари на вході компресора, відповідно зменшити витрати потужності компресора на стискання пари приблизно на 10% і, як наслідок, підвищити енергетичну ефективність парокомпресорної холодильної машини. 7 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 88714 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601