Многоступенчатая парожидкостная компрессионная холодильная установка
Обоснование применения: при проектировании задается величина теплоподъема DТ = ТВ – ТН. РК зависит от ТВ, Р0 зависит от ТН. Если степень повышения давления l = РК / Р0 большая, то применяются многоступенчатые схемы.
Двухступенчатые схемы ТТ различают с одно- и двукратным дросселированием.
1) двухступенчатая схема с однократным дросселированием:
ПХ – промежуточный холодильник.
Уравнение энергетического баланса:
Qн + Nкм1 + Nкм2 = Qв + Qок + Qпх
Преимущество: простота схемы.
Недостаток: большие потери в дросселе.
2) двухступенчатая схема с двукратным дросселированием:
В схеме с двукратным дросселированием предусмотрен промежуточный сосуд (сепаратор), обозначеный на схеме ПС.
Функции промежуточного сосуда:
1) сепарирует сухой насыщенный пар для КМ2;
2) служит конденсатором нижнего контура;
3) выполняет функцию охладителя конденсата для нижнего контура.
Уравнение энергетического баланса:
1) возможность выработки холода на двух температурных уровнях;
2) при необходимости второй испаритель можно отключить.
Данная схема применяется, если: 10 £ Рк / Ро <100
Пароэжекторная холодильная установка.
Пароэжекторные холодильные машины
Пароэжекторные холодильные машины (ПЭХМ) относятся к группе теплоиспользующих холодильных машин, так как они потребляют извне не механическую, а энергию, передаваемую в форме теплоты. Для привода насосов ПЭХМ потребляют и некоторое количество электроэнергии. Пароэжекторная машина представляет собой систему совмещенных неразделимых процессов прямого и обратного циклов, т. е. в ней совмещены пароэнергетическая установка с двигателем — эжектором и холодильная машина со струйным компрессором — эжектором. Пароэнергетическая установка включает в себя парогенератор, эжектор, конденсатор и насос. В состав холодильной машины входят эжектор, конденсатор, дроссельный (регулирующий), вентиль и испаритель.
Рабочим веществом пароэжекторных машин служит чаще всего вода, а в последнее время и хладоны. Использование воды в качестве рабочего вещества целесообразно вследствие ее безвредности и относительной дешевизны. Однако применить воду в компрессорных машинах невозможно из-за очень больших значений удельного объема сухого насыщенного пара при низких температурах. Так, например, при поддержании в испарителе температуры насыщения 0°С (р = 0,00061 МПа) компрессору пришлось бы отсасывать водяной пар, имеющий удельный объем 226 м3/кг (для сравнения сухой насыщенный пар хладона R12 имеет объем 0,05566 м3/кг), что можно было бы осуществить лишь при огромных размерах цилиндров или колес в центробежной машине. Это ведет к большим потерям энергии, а также увеличивает стоимость машины. Отсасывание водяного пара из испарителя паровым эжектором позволило создать относительно компактную машину.
Недостатком этих машин является их низкая энергетическая эффективность из-за значительных потерь в эжекторе, а также необходимость поддержания глубокого вакуума в испарителе и конденсаторе.
Наиболее широко пароэжекторные машины используются для кондиционирования воздуха на промышленных предприятиях, весьма перспективны они и для кондиционирования воздуха на судах, где особенно при работе главной энергетической установки появляется большое количество вторичных энергоресурсов (выпускных газов, охлаждающей двигатели горячей воды).
Абсорбционная холодильная установка.
Абсорбционная холодильная машина (также абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина, абсорбционный чиллер или АБХМ) — промышленная холодильная установка, предназначена для отбора и удаления избыточного тепла и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов при работе различного рода производственного оборудования, технологических устройств, инструмента, оснастки, а также технологических процессов, связанных с повышенными тепловыми нагрузками. В качестве хладагента в них используется вода в растворе бромида лития (LiBr).
Абсорбционные холодильные машины выпускаются известными производителями климатического оборудования: Carrier, Trane, Thermax, York, Century, Broad, ShuangLiang.
К абсорбционным холодильным машинам относятся так же аммиачный холодильные установки абсорбционного принципа действия.
Принцип действия
На представленной схеме чиллер состоит из двух камер.
Верхняя — генератор (AT). Это горячая камера с относительно высоким давлением.
Нижняя — испаритель (VD) и абсорбер (AB). Это холодная камера с очень низким давлением (2мБар).
Под действием тепла (HM) в генераторе из раствора бромида лития выделяются пары воды (хладагента), которые переносятся в конденсатор. Водяной пар конденсируется, отдавая тепло воде охлаждающего контура KüW. Охлажденная вода по линии 5 поступает в испаритель, где при низком давлении закипает при температуре +6 °C и забирает тепло от охлаждаемого контура чиллер-фанкойл (KW). Насос VD прокачивает воду на форсунки, что способствует более интенсивному теплообмену. В других типах АБХМ охлаждаемый контур не обрызгается, а погружается в ванну хладагента.
Оставшийся концентрированный раствор бромида лития по линии 1-2 через растворный теплообменник/гидравлический затвор WT1 переходит в абсорбер. Для улучшения абсорбции раствор разбрызгивается форсунками и поглощает водяной пар из испарителя. Процесс абсорбции связан с выделением тепла, которая отводится охлаждающим контуром KüW в адсорбере АВ. Полученный раствор воды и бромида лития перекачивается по линии 3-4 в генератор через регулятор/теплообменник WT1, и цикл повторяется снова.
Преимущества
По сравнению с компрессионными чиллерами, АБХМ обладают следующими преимуществами:
Минимальное потребление электроэнергии. Электроэнергия требуется для работы насосов и автоматики.
Минимальный уровень шума.
Экологически безопасны. Хладагентом является обычная вода.
Утилизируют тепловую энергию сбрасываемой горячей воды, дымовых газов или производственных процессов.
37.1
Недостатки
Абсорбционные чиллеры, по сравнению с компрессионными чиллерами отличает:
Более высокая цена оборудования, примерно в 2 раза выше чем для обычного чиллера.
Необходимость наличия дешевого (бесплатного) источника тепловой энергии с достаточно высокой температурой, так как обладают КПД не более 66 %.