Обратные циклы холодильных установок и тепловых насосов.

Холодильные установки отличаются применяемым рабочим телом и принципом действия. Передача теплоты от «холодного» источника «горячему» может осуществляться за счет затраты работы или затраты теплоты.

  10.1. Цикл воздушной холодильной установки, ее холодильный коэффициент.

    В воздушных холодильных установках в качестве рабочего тела используется воздух, передача теплоты от «холодного» источника «горячему» осуществляется за счет затраты работы. Схема ВХУ представлена на рис.10.1, а процессы цикла – на рис.10.2.

Рис. 10.1. Схема ВХУ:

1 – холодильная камера;

2 – компрессор;

3 – теплообменник;

4 – расширительный цилиндр (детандер)

 

 

Процессы:

12 – адиабатное сжатие холодного воздуха в компрессоре 2 с повышением температуры до Т₂ (Т₂>Т₃ – температуры «горячего источника» (ГИ) нагреваемой среды;)

23 – изобарный отвод теплоты  от воздуха к ГИ в теплообменнике 3;

34 – адиабатное расширение воздуха в детандере 4 (Т₄<Т₁ – температуры «холодного источника» (ХИ) охлаждаемой среды)

41 – изобарный подвод  от ХИ в холо-

      Рис. 10.2                   дильной камере 1.

На vp – диаграмме: пл.12561 ~  - работе сжатия в компрессоре;

пл. 34653 ~  - работе расширения в детандере;

пл. 12341~  - затрачиваемой работе за цикл.

На sT – диаграмме: пл. 54165 ~ ; пл. 53265 ~ ; ;

, Дж/кг - хладопроизводительность (количество , получаемой 1 кг рабочего тела от ХИ);

Холодильный коэффициент

.

Так как , то .

Тогда .                                     (10.1)

При Т_ХИ = Т₄ и Т_ГИ = Т₃ к.п.д цикла Карно (на sT – диаграмме процессы 1¢2¢341¢) . <      (

Недостаток: большие габариты ВХУ.

Принципы работы адсорбционных и пароэжекторных холодильных установок.

 

Абсорбция – процесс поглощения массы одной жидкости всей массой другой жидкости. Поглощаемая масса – хладоагент (легкокипящая жидкость), поглощающая масса – абсорбент (жидкость с высокой температурой кипения).

В парогенераторе 1 (рис.10.6) к бинарной жидкости (хладоагент и абсорбент) подводится теплота  (затрачивается теплота вместо затраты работы ), происходит выпаривание хладоагента (ХА). СНП ХА поступает в конденсатор 2, а жидкая фаза абсорбента с некоторой долей неиспарившегося ХА проходит через дроссель 7, после которого понижаются давление и температура, и поступает в абсорбер 5. В конденсаторе 2 ХА полностью конденсируется с отводом  в охлаждающую среду (ГИ). После дросселирования дросселем 3 давление и температура ХА понижаются. В холодильной камере 4 к ХА подводится  от охлаждаемой среды (ХИ), ХА становится ВНП. В абсорбере 5 ХА абсорбируется абсорбентом, теплота абсорбции  отводится в охлаждающую воду. Насосом 6 бинарная жидкость подается в парогенератор 1.

Холодильный коэффициент .                      (10.3)

Недостаток: низкая экономичность.

Преимущество: простота, надежность, малые размеры.