Спосіб роботи ежекторної холодильної машини радченко

1. Спосіб роботи ежекторної холодильної машини, що включає послідовні процеси випаровування рідини при високому тиску, розширення утвореної пари високого тиску, ежектування пари низького тиску, підвищення тиску сумарної пари до проміжного тиску, конденсації пари при проміжному тиску, переохолодження утвореної рідини при проміжному тиску з наступним її розширенням до низького тиску, випаровування рідини при низькому тиску з підведенням до неї тепла від зовнішнього теплоносія, який відрізняється тим, що пару низького тиску ежектують у насиченому стані, для чого її попередньо відокремлюють з парорідинної суміші низького тиску, утвореної в результаті неповного випаровування рідини при низькому тиску з підведенням до неї тепла від зовнішнього теплоносія, а рідину проміжного тиску переохолоджують із відведенням від неї тепла на випаровування рідини низького тиску, відокремленої з парорідинної суміші низького тиску. 2. Спосіб роботи ежекторної холодильної машини за п. 1, який відрізняється тим, що рідину промі C2 2 (19) 1 3 90165 4 проміжному тиску, розширення утвореної рідини ку, випаровування рідини при низькому тиску з від проміжного тиску до низького тиску, випаровупідведенням до неї тепла від зовнішнього тепловання рідини при низькому тиску з підведенням до носія, пару низького тиску ежектують у насиченому неї тепла від зовнішнього теплоносія (Захаров стані, для чого її попередньо відокремлюють з Ю.В. Судовые установки кондиционирования возпарорідинної суміші низького тиску, утвореної в духа и холодильные машины. - СПб.: Судостроерезультаті неповного випаровування рідини при ние, 1994. - с.443, рис. 14.10). низькому тиску з підведенням до неї тепла від зоНедоліком існуючого способу роботи ежекторвнішнього теплоносія, а рідину проміжного тиску ної холодильної машини є недостатньо висока переохолоджують із відведенням від неї тепла на енергетична ефективність через низькі коефіцієнвипаровування рідини низького тиску, відокремлети ежекції при ежектуванні пари низького тиску ної з парорідинної суміші низького тиску. У назва(коефіцієнт ежекції - відношення кількості ежектоному способі рідину проміжного тиску переохолованої пари низького тиску до кількості пари високоджують із відведенням від неї тепла на го тиску, тобто силової пари), обумовлені, в свою випаровування частини рідини низького тиску, вічергу, низьким тиском ежектованої пари та тим, докремленої з парорідинної суміші низького тиску. що ежектована пара знаходиться не в насиченому У названому способі рідину проміжного тиску стані, а в перегрітому стані, який має місце при переохолоджують із відведенням від неї тепла на повному випаровуванні рідини при низькому тиску, випаровування рідини низького тиску, утвореної а також через енергетичні втрати при розширенні розширенням частини рідини проміжного тиску. рідини проміжного тиску до низького тиску у проУ названому способі рідину низького тиску, віцесі її дроселювання (так звані дросельні втрати), докремлену з парорідинної суміші низького тиску, тобто без використання енергії розширення, обуежектують у процесі розширення переохолодженої мовлені, в свою чергу, відсутністю переохолорідини проміжного тиску з наступним неповним дження рідини перед її розширенням. випаровуванням сумарної рідини при низькому Прототипом винаходу є спосіб роботи ежектотиску з відведенням тепла від зовнішнього теплорної холодильної машини, що включає послідовні носія. процеси випаровування рідини при високому тисУ названому способі тиск ежектованої насичеку, розширення утвореної пари високого тиску, ної пари попередньо підвищують шляхом перегріежектування нею пари низького тиску, підвищення ву насиченої пари підведенням до неї тепла від тиску сумарної пари до проміжному тиску, конденсумарної пари проміжному тиску, розширення песації пари при проміжному тиску, переохолодженрегрітої пари з підвищенням швидкості до швидконя утвореної рідини при проміжному тиску з настусті, близької швидкості звуку, упорскування рідини, пним її розширенням до низького тиску, здросельованої від проміжного тиску, в дозвуковий випаровування рідини при низькому тиску з підвепотік прискореної перегрітої пари та її неповного денням до неї тепла від зовнішнього теплоносія випаровування з одночасним підвищенням тиску (Захаров Ю.В. Судовые установки кондициониропарорідинної суміші, розділення парорідинної сувания воздуха и холодильные машины. - СПб.: міші на насичену пару, яку потім ежектують, і рідиСудостроение, 1994. - с.441, рис. 14.9). ну, яку упорскують у дозвуковий потік прискореної Недоліком існуючого способу роботи ежекторперегрітої пари або змішують із рідиною низького ної холодильної машини є недостатньо висока тиску, відокремленою з парорідинної суміші низьенергетична ефективність через низькі коефіцієнкого тиску, утвореної в результаті неповного випати ежекції при ежектуванні пари низького тиску ровування рідини при низькому тиску з підведен(коефіцієнт ежекції - відношення кількості ежектоням до неї тепла від зовнішнього теплоносія. ваної пари низького тиску до кількості пари високоУ названому способі частину пари високого го тиску, тобто силової пари), обумовлені, в свою тиску розширюють із підвищенням її швидкості чергу, низьким тиском ежектованої пари та тим, понад звукову, до прискореної понадзвукової пари що ежектована пара знаходиться не в насиченому підводять переохолоджену рідину проміжного тисстані, а в перегрітому стані, який має місце при ку, в потоці якої пару конденсують із підвищенням повному випаровуванню рідини при низькому тистиску сумарного потоку рідини до високого тиску, а ку та додатковому перегріві утвореної пари в рерідину випаровують при високому тиску. зультаті підведення до неї тепла в процесі переоЗавдяки ежектуванню пари в насиченому стані холодження рідини при проміжному тиску. та при підвищеному її тиску підвищують коефіцієнВ основу винаходу поставлено задачу підвити ежекції і, як наслідок, енергетичну ефективність щення енергетичної ефективності ежекторної хохолодильної машини, а завдяки використанню лодильної машини шляхом збільшення коефіцієненергії розширення переохолодженої рідини протів ежекції завдяки ежектуванню пари у міжного тиску на ежектування рідини низького тиснасиченому стані та при підвищеному її тиску. ку скорочують дросельні втрати і додатково підДля вирішення цієї задачі у способі роботи вищують енергетичну ефективність холодильної ежекторної холодильної машини, що включає посмашини. лідовні процеси випаровування рідини при висоЗавдяки підвищенню тиску рідини від проміжкому тиску, розширення утвореної пари високого ного тиску до високого тиску в конденсаційному тиску, ежектування нею пари низького тиску, підтермопресорі вдається обійтися без помпи, яка вищення тиску сумарної пари до проміжному тисспоживає електричну енергію, і додатково підвику, конденсації пари при проміжному тиску, переощити енергетичну ефективність холодильної махолодження утвореної рідини при проміжному шини. тиску з наступним її розширенням до низького тис 5 90165 6 На Фіг.1 зображено схему ежекторної холодипо лінії пари низького тиску 21 зі входом теплообльної машини, в якій реалізується запропонований мінника 9, до виходу якого по лінії пари низького спосіб роботи з ежектуванням пари в насиченому тиску 21 підключений робочим соплом 22 термопстані. ресор, що містить також приймальну камеру 23 та На Фіг.2 зображено схему ежекторної холодидифузор 24, причому приймальна камера 23 спольної машини, в якій реалізується запропонований лучена через дросельний клапан 25 з виходом спосіб роботи з ежектуванням пари в насиченому рідинного теплообмінника 14 або з виходом констані та при підвищеному тиску. денсатора 10. Дифузор 24 термопресора підклюНа Фіг.3 зображено схему ежекторної холодичений до парової порожнини 19 відокремлювача льної машини, в якій реалізується запропонований рідини, рідинна порожнина 20 якого через дросеспосіб роботи з ежектуванням пари в насиченому льний клапан 26 сполучена з рідинною порожнистані та при підвищеному тиску, а також підвищенною 15 циркуляційного відокремлювача рідини, а ням тиску рідини до високого тиску шляхом кончерез дросельний клапан 21 -з приймальною каденсації пари, прискореної понад звукову швидмерою 23 термопресора. кість, у потоці переохолодженої рідини проміжного Установка на Фіг.3 складається з тих же елетиску. ментів, що і на Фіг.2, за винятком помпи 12, яка Установка на Фіг.1 складається з генератора виконана у вигляді конденсаційного термопресора, пари 1, вихід якого сполучений лінією пари високопідключеного своїм робочим соплом 28 до виходу го тиску 2 з робочим соплом 3 ежектора, що місгенератора пари 1 лінією пари високого тиску 2, тить приймальну камеру 4 та дифузор 5, причому приймальною камерою 29 - виходу рідинного тепприймальна камера 4 сполучена з паровою поролообмінника 14, а дифузором 30 - до входу генежниною 6 циркуляційного відокремлювача рідини, ратора пари 1. до якої також підключений своїм виходом випарСпосіб роботи ежекторної холодильної машиник 7, дифузор 5 ежектора сполучений лінією пари ни на Фіг.1 здійснюється таким чином. проміжного тиску 8 зі входом теплообмінника 9, У генераторі пари 1 за рахунок підведення тевихід якого по лінії пари проміжного тиску 8 підкпла від гріючого середовища, наприклад водяної лючений до входу конденсатора 10, вихід якого по пари, нагрітих води або газів, нагрівають і випаролінії рідини проміжного тиску 11 сполучений зі вують рідину високого тиску, утворену пару висовходом помпи 12, підключеної своїм виходом по кого тиску направляють лінією 2 в робоче сопло 3 лінії рідини високого тиску 13 до входу теплообежектора, де її розширюють із підвищенням швидмінника 9, вихід якого по лінії рідини високого тискості і за рахунок її енергії ежектують (підсмоктуку 13 сполучений зі входом генератора пари 1. ють) у приймальну камеру 4 насичену пару низькоВихід конденсатора 10 по лінії рідини проміжного го тиску з парової порожнини 6 циркуляційного тиску 11 сполучений також зі входом рідинного відокремлювача рідини, в дифузорі 5 тиск сумартеплообмінника 14, розміщеного в рідинній порожної пари підвищують до проміжного тиску і поданині 15 циркуляційного відокремлювача рідини, а ють пару проміжного тиску лінією 8 до теплообмінвихід рідинного теплообмінника 14 підключений до ника 9, де її охолоджують, відводячи тепло на робочого сопла 16 струминної циркуляційної помнагрів рідини високого тиску в лінії 13 на вході гепи, приймальна камера 17 якої сполучена з рідиннератора пари 1. Охолоджену в теплообміннику 9 ною порожниною 15 циркуляційного відокремлюпару проміжного тиску конденсують у конденсаторі вана рідини, а дифузор 18 - зі входом випарника 7. 10, відводячи тепло конденсації охолоджуючим Установка на Фіг.2 складається з генератора середовищем (наприклад водою), утворену рідину пари 1, вихід якого сполучений лінією пари високо(конденсат) проміжного тиску відводять з конденго тиску 2 із робочим соплом 3 ежектора, що міссатора 10 лінією 11 і розділяють на дві частини: тить приймальну камеру 4 та дифузор 5, причому одну частину стискають помпою 12 до високого приймальна камера 4 підключена до парової потиску, нагрівають у теплообміннику 9, охолоджуюрожнини 19 відокремлювача рідини, що містить чи в ньому пару проміжного тиску, та подають в також рідинну порожнину 20. Дифузор 5 ежектора генератор пари 1 лінією 13, а другу - переохолосполучений лінією пари проміжного тиску 8 зі входжують в рідинному теплообміннику 14, розміщедом теплообмінника 9, вихід якого по лінії пари ному в рідинній порожнині 15 циркуляційного відопроміжного тиску 8 підключений до входу конденкремлювача рідини, і подають у робоче сопло 16 сатора 10, вихід якого по лінії рідини проміжного струминної циркуляційної помпи, де її розширюють тиску 11 сполучений зі входом помпи 12, підклюзі збільшенням швидкості і за рахунок її енергії ченої своїм виходом по лінії рідини високого тиску ежектують у приймальній камері 17 рідину з рідин13 до входу генератора пари 1. Вихід конденсатоної порожнини 15 циркуляційного відокремлювача ра 10 по лінії рідини проміжного тиску 11 сполучерідини, підвищують тиск сумарної рідини в дифуний також зі входом рідинного теплообмінника 14, зорі 18 і направляють у випарник, де її неповністю розміщеного в рідинній порожнині 15 циркуляційвипаровують, охолоджуючи теплоносій, тобто виного відокремлювача рідини, а вихід рідинного робляючи холод. Парорідинну суміш подають із теплообмінника 14 підключений до робочого сопла випарника 7 у парову порожнину 6 циркуляційного 16 струминної циркуляційної помпи, приймальна відокремлювача рідини, де її розділяють на рідина камера 17 якої сполучена з рідинною порожниною та насичену пару, яку й ежектують у приймальну 15 циркуляційного відокремлювача рідини, а дикамеру 4 ежектора. фузор 18 - зі входом випарника 7, підключеного Спосіб роботи ежекторної холодильної машисвоїм виходом до парової порожнини 6 циркуляни на Фіг.2 здійснюється таким чином. ційного відокремлювача рідини, сполученої також 7 90165 8 У генераторі пари 1 за рахунок підведення тевідводять із рідинного теплообмінника 14 через пла від гріючого середовища, наприклад водяної дросельний клапан 25, і не повністю випаровують пари, нагрітих води або газів, нагрівають і випароіз одночасним підвищенням тиску парорідинної вують рідину високого тиску, утворену пару висосуміші в дифузорі 23 термопресора. Парорідинну кого тиску направляють лінією 2 в робоче сопло 3 суміш направляють у парову порожнину 19 відоежектора, де її розширюють із підвищенням швидкремлювача рідини, де її розділяють на насичену кості і за рахунок її енергії ежектують (підсмоктупару, яку ежектують у приймальну камеру 4 ежекють) у приймальну камеру 4 насичену пару з паротора, та рідину, частину якої відводять з рідинної вої порожнини 19 відокремлювача рідини, в порожнини 20 через дросельний клапан 26 у рідифузорі 5 тиск сумарної пари підвищують до динну порожнину 15 циркуляційного відокремлюпроміжного тиску і подають пару проміжного тиску вача рідини, а частину - через дросельний клапан лінією 8 до теплообмінника 9, де її охолоджують, 27 подають у приймальну камеру 23 термопресовідводячи тепло на нагрів пари низького тиску в ра. лінії 21 на вході робочого сопла 22 термопресора. Спосіб роботи ежекторної холодильної машиОхолоджену в теплообміннику 9 пару проміжного ни на Фіг.3 здійснюється таким же чином, як і на тиску конденсують у конденсаторі 10, відводячи Фіг.2, за винятком того, що частину пари високого тепло конденсації охолоджуючим середовищем тиску подають із лінії 2 на виході генератора пари (наприклад водою), утворену рідину (конденсат) 1 в робоче сопло 28 конденсаційного термопресопроміжного тиску відводять з конденсатора 10 ліра, де її розширюють із підвищенням швидкості нією 11 і розділяють на дві частини: одну частину понад звукову, у приймальній камері 29 до прискостискають помпою 12 до високого тиску і подають реної понадзвукової пари підводять переохолов генератор пари 1 лінією 13, а другу - переохолоджену рідину проміжного тиску від рідинного тепджують у рідинному теплообміннику 14, розміщелообмінника 14, в потоці якої пару конденсують із ному в рідинній порожнині 15 циркуляційного відопідвищенням тиску сумарного потоку рідини в дикремлювача рідини, і подають у робоче сопло 16 фузорі 30 до високого тиску, після чого рідину виструминної циркуляційної помпи, де її розширюють паровують при високому тиску в генераторі пари 1. зі збільшенням швидкості і за рахунок її енергії Частину рідини проміжного тиску відбирають із ежектують у приймальній камері 17 рідину з рідинлінії 11 і через дросельний клапан 31 подають у ної порожнини 15 циркуляційного відокремлювача рідинну порожнину 15 циркуляційного відокремлюрідини, підвищують тиск сумарної рідини в дифувача рідини, щоб забезпечити достатню її кількість зорі 18 і направляють у випарник, де її неповністю для випаровування з відведенням тепла від рідини випаровують, охолоджуючи теплоносій, тобто випроміжного тиску, яку охолоджують у рідинному робляючи холод. Парорідинну суміш подають із теплообміннику 14, розміщеному в рідинній поровипарника 7 у парову порожнину 6 циркуляційного жнині 15, і подають у приймальну камеру 29 конвідокремлювача рідини, де її розділяють на рідина денсаційного термопресора, застосування якого та насичену пару, яку відводять лінією 21, перегрідозволяє обійтися без помпи, яка споживає електвають 1 теплообміннику 9, відводячи тепло від ричну енергію. охолоджуваної пари проміжного тиску в лінії 8, і Застосування запропонованого способу робоподають у робоче сопло 22 термопресора, де її ти дозволяє збільшити коефіцієнти ежекції, виклюрозширюють із підвищенням швидкості до швидчити витрати електричної енергії на роботу помпи кості, близької швидкості звуку. У приймальній і, як наслідок, підвищити енергетичну ефективність камері 23 термопресора в дозвуковий потік присхолодильної машини на 15...20%. кореної перегрітої пари упорскують рідину, яку 9 90165 10 11 Комп’ютерна верстка В. Мацело 90165 Підписне 12 Тираж 26 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