Абсорбційна холодильна машина

1. Абсорбційна холодильна машина, що містить послідовно підключені десорбер із лініями слабкоконцентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, конденсатор, підключений своїм входом до лінії пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, а виходом - до входу парорідинного теплообмінника по лінії рідкого холодоагенту високого тиску, сполученого своїм виходом по лінії рідкого холодоагенту високого тиску зі входом випарника, до виходу якого підключений вхід парорідинного теплообмінника по лінії пари холодоагенту низького тиску, сполученого своїм виходом по лінії пари холодоагенту низького тиску зі входом абсорбера, вихід якого по лінії концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу теплообмінника розчинів, сполученого по лінії концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту зі входом десорбера, вихід якого по лінії слабкоконцентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу теплообмінника розчинів, сполученого своїм виходом по лінії слабкоконцентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту зі входом абсорбера, яка відрізняється тим, що на лінії пари холодоагенту низького тиску встановлений термопресор, підключений своїм робочим соплом до виходу парорідинного теплообмінника по лінії пари холодоа 2 (19) 1 3 88715 4 виходом зі входом парорідинного теплообмінника по лінії пари холодоагенту низького тиску, а до рідинної порожнини циркуляційного відокремлю вача рідини підключена приймальна камера струминної помпи. Винахід відноситься до абсорбційних холодильних машин. Відома абсорбційна холодильна машина, що містить послідовно підключені десорбер із лініями слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, конденсатор, підключений своїм входом до лінії пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, а виходом - до входу випарника, сполученого своїм виходом по лінії пари холодоагенту низького тиску зі входом абсорбера, вихід якого по лінії концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу десорбера, вихід якого по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу абсорбера (Бадылькес И. С., Данилов Р. Л. Абсорбционные холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1966. с.12, рис.1). Недоліком існуючої абсорбційної холодильної машини є невисока енергетична ефективність через підвищені витрати тепла на десорбцію, оскільки не використовується тепло нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту, утвореної у процесі десорбції, а також через недостатню інтенсивність абсорбції, зумовлену низьким тиском пари холодоагенту в абсорбері, який дорівнює тиску пари холодоагенту у випарнику, оскільки чим нижче тиск в абсорбері, тим нижче інтенсивність абсорбції. Прототипом винаходу є абсорбційна холодильна машина, що містить послідовно підключені десорбер із лініями слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, конденсатор, підключений своїм входом до лінії пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, а виходом - до входу парорідинного теплообмінника по лінії рідкого холодоагенту високого тиску, сполученого своїм виходом по лінії рідкого холодоагенту високого тиску зі входом випарника, до виходу якого підключений вхід парорідинного теплообмінника по лінії пари холодоагенту низького тиску, сполученого своїм виходом по лінії пари холодоагенту низького тиску зі входом абсорбера, вихід якого по лінії концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу теплообмінника розчинів, сполученого по лінії концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту зі входом десорбера, вихід якого по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу теплообмінника розчинів, сполученого своїм виходом по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту зі входом абсорбера (Бадылькес И. С., Данилов Р. Л. Абсорбционные холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - с.99, рис.42). Недоліком існуючої абсорбційної холодильної машини є невисока енергетична ефективність через недостатню інтенсивність абсорбції, зумовлену низьким тиском пари холодоагенту в абсорбері, який дорівнює тиску пари холодоагенту у випарнику, оскільки чим нижче тиск в абсорбері, тим нижче інтенсивність абсорбції. В основу винаходу поставлено задачу підвищення енергетичної ефективності абсорбційної холодильної машини шляхом збільшення тиску пари холодоагенту в абсорбері понад тиск пари холодоагенту у випарнику, оскільки чим вище тиск в абсорбері, тим вище інтенсивність абсорбції. Для вирішення цієї задачі в абсорбційній холодильній машині, що містить послідовно підключені десорбер із лініями слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, конденсатор, підключений своїм входом до лінії пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, а виходом - до входу парорідинного теплообмінника по лінії рідкого холодоагенту високого тиску, сполученого своїм виходом по лінії рідкого холодоагенту високого тиску зі входом випарника, до виходу якого підключений вхід паро рідинного теплообмінника по лінії пари холодоагенту низького тиску, сполученого своїм виходом по лінії пари холодоагенту низького тиску зі входом абсорбера, вихід якого по лінії концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу теплообмінника розчинів, сполученого по лінії концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту зі входом десорбера, вихід якого по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту підключений до входу теплообмінника розчинів, сполученого своїм виходом по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту зі входом абсорбера, на лінії пари холодоагенту низького тиску встановлений термопресор, підключений своїм робочим соплом до виходу парорідинного теплообмінника по лінії пари холодоагенту низького тиску, а дифузором до входу абсорбера. У названій абсорбційній холодильній машині приймальна камера термопресора підключена до виходу парорідинного теплообмінника по лінії рідкого холодоагенту високого тиску. У названій абсорбційній холодильній машині приймальна камера термопресора підключена до виходу теплообмінника розчинів по лінії слабко 5 концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту. У названій абсорбційній холодильній машині приймальна камера термопресора підключена до виходу теплообмінника-охолоджувача абсорбенту по лінії рідкого абсорбенту, сполученого своїм входом по лінії рідкого абсорбенту з рідинною порожниною відокремлювача рідкого абсорбенту, входом по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту - з виходом абсорбера, а виходом по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту - зі входом теплообмінника розчинів по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту, парова порожнина відокремлювача рідкого абсорбенту своїм виходом підключена до входу конденсатора, а входом - до виходу парового теплообмінника по лінії пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту, сполученого своїм входом по лінії пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту з виходом десорбера, виходом по лінії пари холодоагенту низького тиску - з робочим соплом термопресора, а входом по лінії пари холодоагенту низького тиску - з виходом парорідинного теплообмінника по лінії пари холодоагенту низького тиску. У названій абсорбційній холодильній машині вихід парорідинного теплообмінника по лінії рідкого холодоагенту високого тиску підключений до робочого сопла струминної помпи, сполученої своїм дифузором зі входом випарника, до виходу якого підключена своїм входом парова порожнина циркуляційного відокремлювача рідини, сполучена виходом зі входом парорідинного теплообмінника по лінії пари холодоагенту низького тиску, а до рідинної порожнини циркуляційного відокремлювача рідини підключена приймальна камера струминної помпи. Завдяки встановленню на лінії пари холодоагенту низького тиску термопресора та струминної помпи підвищують тиск пари холодоагенту в абсорбері, відповідно й інтенсивність процесу абсорбції, а в кінцевому рахунку - енергетичну ефективність абсорбційної холодильної машини в цілому. На Фіг.1 зображено схему абсорбційної холодильної машини з термопресором, приймальна камера якого підключена до холодоагенту. На Фіг.2 зображено схему абсорбційної холодильної машини з термопресором, приймальна камера якого підключена до слабко концентрованого розчину та абсорбенту. Установка на Фіг.1 складається з десорбера 1 та підключених до нього ліній слабко концентрованого рідкого розчину холодоагенту та абсорбенту 2, концентрованого рідкого розчину холодоагенту та абсорбенту 3, пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту 4, парового теплообмінника 5, сполученого по лінії 4 пароподібної суміші високого тиску холодоагенту та залишкового абсорбенту своїм входом із виходом десорбера 1, а виходом - із відокремлювачем рідкого абсорбенту, що містить рідинну порожнину 6 та парову порожнину 7, до якої підключений своїм входом конденсатор 8, до виходу з якого по лінії 88715 6 рідкого холодоагенту 9 підключені послідовно парорідинний теплообмінник 10 і робоче сопло 11 струминної помпи, до складу якої входять також приймальна камера 12 та дифузор 13, сполучений зі входом випарника 14, підключеного своїм виходом до циркуляційного відокремлювача рідини, рідинна порожнина 15 якого сполучена з приймальною камерою 12 струминної помпи, а вихід парової порожнини 16 - з лінією пари холодоагенту низького тиску 17, в яку послідовно включені парорідинний теплообмінник 10, паровий теплообмінник 5 і робоче сопло 18 термопресора, до складу якого входять також приймальна камера 19 та дифузор 20, причому приймальна камера 19 сполучена з виходом конденсатора 8 (показано пунктиром) або з виходом парорідинного теплообмінника 10 по лінії 9 рідкого холодоагенту високого тиску, а дифузор 20 по лінії пари холодоагенту проміжного тиску 21 - зі входом абсорбера 22, вхід якого через дросельний клапан 23 підключений по лінії слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту 2 послідовно до теплообмінника розчинів 24 та виходу десорбера 1. Вихід абсорбера 22 по лінії 3 концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту сполучений послідовно з помпою 25, теплообмінником-охолоджувачем абсорбенту 26, теплообмінником розчину 24 та входом десорбера 1. Теплообмінник-охолоджувач абсорбенту 26 підключений своїм входом до рідинної порожнини 6 відокремлювача рідкого абсорбенту, а виходом до лінії 2 слабко концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту і через дросельний клапан 23 - до входу абсорбера 22. Установка на Фіг.2 складається з тих же елементів, що і на Фіг.1, з тією відмінністю, що приймальна камера 19 термопресора підключена до виходу теплообмінника розчинів 24 по лінії 2 слабко концентрованого розчину холодоагенту і абсорбенту та до теплообмінника-охолоджувача абсорбенту 26 і рідинної порожнини 6 відокремлювача рідкого абсорбенту. Робота абсорбційної холодильної машини на Фіг.1 здійснюється так. У десорбері 1 за рахунок підведення тепла від зовнішнього гріючого середовища, наприклад водяної пари, нагрітих води або газів, нагрівають концентрований розчин холодоагенту та абсорбенту, що надходить до десорбера 1 лінією 3, і випаровують холодоагент з нагрітого концентрованого розчину, тобто проводять десорбцію холодоагенту з концентрованого розчину холодоагенту та абсорбенту. При цьому концентрація розчину холодоагенту та абсорбенту зменшується і утворюється, з одного боку, слабко концентрований розчин холодоагенту та абсорбенту, який відводиться від десорбера лінією 2, а з іншого, - пароподібна суміш високого тиску холодоагенту та залишкового { абсорбенту, який виноситься з розчину у процесі випаровування холодоагенту. Пароподібну суміш відводять від десорбера 1 лінією 4, охолоджують у паровому теплообміннику 5, конденсуючи абсорбент, який має вищу за холодоагент температуру конденсації. При цьому теплоту, відведену від пароподібної суміші, підводять до пари холодоагенту низького тиску в лінії 17 парового теплообмінника 7 5. Сконденсований рідкий абсорбент відокремлюють від пари холодоагенту у відокремлювачі рідкого абсорбенту, в рідинній порожнині 6 якого 7 накопичується рідкий абсорбент, а в паровій порожнині 7 - пара холодоагенту, яку потім конденсують у конденсаторі 8 з відведенням тепла конденсації охолоджуючим середовищем (водою). Сконденсований рідкий холодоагент направляють лінією рідкого холодоагенту високого тиску 9 в парорідинний теплообмінник 10, де його охолоджують, перегріваючи пару холодоагенту низького тиску в лінії 17. Охолоджений рідкий холодоагент високого тиску розширюють у соплі 11 струминної помпи, підсмоктуючи в її приймальну камеру 12 рідкий холодоагент низького тиску із рідинної порожнини 15 циркуляційного відокремлювача рідини, підвищують тиск холодоагенту в дифузорі 13 і подають у випарник 14, де його не повністю випаровують, охолоджуючи холодоносій, тобто виробляючи холод. Парорідинну суміш холодоагенту з випарника 14 розділяють на пару та рідину у циркуляційному відокремлювачі рідини, з парової порожнини 16 якого пару холодоагенту відводять лінією пари холодоагенту низького тиску 17 до парорідинного теплообмінника 10, де її перегрівають. Подальший перегрів пари холодоагенту низького тиску здійснюють у паровому теплообміннику 5. Перегріту пару подають у робоче сопло 18 термопресора, де її швидкість збільшують до швидкості, близької звуковій, і в потік прискореної перегрітої пари упорскують рідкий холодоагент, який подають у приймальну камеру 19 з конденсатора 8 (показано пунктиром) у насиченому стані або з паро рідинного теплообмінника 10 у переохолодженому стані. Завдяки миттєвому скипанню рідкого холодоагенту в потоці прискореної перегрітої пари тиск пари на виході з дифузора 20 термопресора підвищується (понад величину тиску перегрітої пари на вході робочого сопла 18) до проміжно 88715 8 го тиску пари у лінії 21 на вході в абсорбер 22 і в самому абсорбері 22, до якого подають також слабко концентрований розчин холодоагенту та абсорбенту, який відводять із десорбера 1 лінією 2, охолоджують в теплообміннику розчинів 24 і дроселюють (розширюють) у дросельному клапані 23. В абсорбері 22 слабко концентрований розчин холодоагенту та абсорбенту абсорбує (поглинає) пару холодоагенту при підвищеному проміжному тиску, що надходить із дифузора 22 термопресора. При цьому виділяється тепло абсорбції, яке відводиться охолоджуючим середовищем, наприклад водою. В результаті абсорбції утворюється охолоджений концентрований розчин холодоагенту та абсорбенту, який послідовно стискають помпою 25, нагрівають спочатку у теплообмінникуохолоджувачі абсорбенту 26, а потім у теплообміннику розчинів 24, охолоджуючи слабко концентрований розчин холодоагенту та абсорбенту в лінії 2, і подають лінією 3 до десорбера 1. Робота абсорбційної холодильної машини на Фіг.2 здійснюється таким же чином, як і на Фіг. 1, з тією різницею, що в термопресорі в потік прискореної перегрітої пари холодоагенту упорскують рідкий абсорбент, який подають у приймальну камеру 19 термопресора з виходу теплообмінникаохолоджувача абсорбенту 26, а також слабко концентрований розчин холодоагенту та абсорбенту із виходу теплообмінника розчинів 24 (показано пунктиром). Завдяки миттєвому скипанню рідкого абсорбенту або його розчину в потоці прискореної перегрітої пари холодоагенту тиск пари на виході з дифузора 20 термопресора, в лінії 21 і в абсорбері 22 підвищується до проміжного тиску. Завдяки підвищенню тиску пари холодоагенту термопресором та струминною помпою зростає при більшому тиску інтенсивність процесу абсорбції та енергетична ефективність абсорбційної холодильної машини. 9 Комп’ютерна верстка Н. Лиcенко 88715 Підписне 10 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