Пароэжекторная холодильная машина

 

Тепло, возникшее при сгорании топлива в топке парогенератора, передается воде, в результате чего она испаряется с образованием пара. Пар из парогенератора через пароперегреватель поступает в эжектор, отсасывая холодные пары из холодильника, а затем смесь горячих и холодных паров через конденсатор, где конденсируется за счет теплообмена с системой охлаждения, поступает в пароводяной насос-подогреватель. Одновременно с конденсатом в пароводяной насос-подогреватель поступает горячий пар через регулирующий клапан. В пароводяном насосе-подогревателе происходит интенсивное перемешивание пара и воды с последующим получением подогретого конденсата с высокой температурой и давлением, за счет которого конденсат подается в парогенератор. Посредством вакуума конденсат после конденсатора через дроссельный вентиль засасывается в холодильник, где частично испаряется в вакууме. Остальная часть конденсата охлаждается. Эта часть конденсата циркулирует по замкнутому контуру холодной воды 15, проходя через потребителя холода 17. Использование изобретения позволит повысить холодильный коэффициент машины за счет снижения энергозатрат и сократить ее массогабаритные характеристики. 1 ил.

Изобретение относится к области холодильной техники с использованием пароэжекторных холодильных машин и предназначено для холодоснабжения и кондиционирования воздуха автономных стационарных и передвижных объектов.

Известен способ регенеративного подогрева питательной воды в струйном подогревателе, включающий в себя подачу пара в турбогенератор, отбор пара из турбогенератора, отвод в конденсатор, подачу конденсата из конденсатора и пара, отобранного из турбогенератора в струйный аппарат с конденсацией пара в струйном аппарате и нагрева, за счет этого конденсата, с последующей подачей подогретого конденсата в диаэратор и далее в котел-парогенератор (Патент РФ N 2115831. Бюл. N 20 от 20.07.98 г.).

Известно устройство пароводяного насоса-подогревателя (ПНП), предназначенного для применения в различных промышленных технологиях с использованием пара, совмещающего в себе функции подогревателя и насоса одновременно. Применение ПНП позволяет существенно сократить расход электроэнергии на собственные нужды и уменьшить массогабритные характеристики теплообменных аппаратов ("Энергетика Петербурга" /газета/, N 5 (11), от 25.05.99 г.). Однако ранее пароводяной насос-подогреватель в холодильных машинах не применялся.

Известна схема пароэжекторной холодильной машины, включающая в себя парогенератор, эжектор, в который поступает рабочая среда из парогенератора и холодильника, холодильник (испаритель), конденсатор, откуда рабочая среда поступает в парогенератор и холодильник, питательный насос, перед парогенератором, и дроссельный вентиль, перед холодильником, при этом подвод высокотемпературной теплоты (нагрев) осуществляется в парогенераторе, а, подвод, низкотемпературной теплоты (охлаждение) в холодильнике (Чечеткин A.B., Занемонец Н.А. Теплотехника /Учеб. для хим.-техн. вузов. М.: Высшая школа, 1986, стр. 105). Однако на привод питательного насоса требуется подвод электроэнергии, то есть, наличие энергосети или автономного источника электроэнергии.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении холодильного коэффициента пароэжекторной холодильной машины, за счет уменьшения энергозатрат на собственные нужды и снижении массогабаритных характеристик машины.

Для достижения этого технического результата пароэжекторная холодильная машина по схеме Кириллова (ПЭХМ К-1), включающая в себя парогенератор, эжектор, в который поступает рабочая среда из парогенератора и холодильника, холодильник, конденсатор, откуда рабочая среда поступает в парогенератор и холодильник, и дроссельный вентиль, перед холодильником, при этом подвод высокотемпературной теплоты (нагрев) осуществляется в парогенераторе, а, подвод низкотемпературной теплоты (охлаждение) в холодильнике, снабжена после парогенератора пароперегревателем, через который проходят продукты сгорания топлива, пароводяным насосом-подогревателем, расположенным между конденсатором и парогенератором, и линией подачи пара с регулирующим клапаном, соединяющей участок между пароперегревателем и эжектором с пароводяным насосом-подогревателем, причем между пароперегревателем, парогенератором и пароводяным насосом- подогревателем установлены обратные клапаны, при этом линии конденсата, идущие из конденсатора в парогенератор и холодильник выполнены раздельно, а через нижнюю часть холодильника проходит замкнутый контур циркуляции холодной воды с насосом и потребителем холода.

Введение в состав пароэжекторной холодильной машины по схеме Кириллова (ПЭХМ К-1), пароперегревателя, пароводяного насоса- подогревателя, линии подачи пара с регулирующим клапаном, соединяющей участок между пароперегревателем и эжектором с пароводяным насосом-подогревателем, и холодильника, через нижнюю часть которого проходит замкнутый контур холодной воды с потребителем холода, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности использования пара для замены насоса питательной воды и предварительного подогрева конденсата перед парогенератором.

На чертеже изображена пароэжекторная холодильная машина по схеме Кириллова (ПЭХМ К-1).

Холодильная машина включает в себя парогенератор 1, в топке которого сжигается топливо, пароперегреватель 2, через который проходят продукты сгорания топлива, эжектор 3, конденсатор 4 с системой охлаждения 5, пароводяной насос-подогреватель 6, линия подачи пара 7 с регулирующим клапаном 8, участок между пароперегревателем 2 и эжектором 3 с пароводяным насосом- подогревателем 6. Между пароперегревателем 2, парогенератором 1 и пароводяным насосом-подогревателем 6 установлены обратные клапаны соответственно 9, 10. Эжектор 3 связан с конденсатором 4, из нижней части которого выходят раздельно линия 11, идущая к парогенератору 1 через пароводяной насос-подогреватель 6, и линия 12, идущая к верхней части холодильника 13 через дроссельный вентиль 14. Верхняя часть холодильника 13, также соединена с эжектором 3, а через нижнюю часть холодильника 13 проходит замкнутый контур холодной воды 15 с насосом 16 и потребителем холода 17.

Пароэжекторная холодильная машина по схеме Кириллова (ПЭХМ К-1) работает следующим образом.

Тепло, возникшее при сгорании топлива в топке парогенератора 1, передается воде, в результате чего она испаряется с образованием пара. Пар из парогенератора 1 поступает в пароперегреватель 2, через который проходят продукты сгорания топлива, где пар перегревается с повышением давления. Затем перегретый пар поступает частично в эжектор 3, что вызывает отсос холодного пара из холодильника 13, и частично в линию 7. Из эжектора 3 смесь горячего и холодного пара поступает в конденсатор 4, где конденсируется за счет теплообмена с системой охлаждения 5. Затем конденсат поступает по двум линиям 11 и 12 соответственно в пароводяной насос-подогреватель 8 и холодильник 13. Одновременно с конденсатом, в пароводяной насос-подогреватель 6 поступает горячий пар по линии 7, через регулирующий клапан 8. В пароводяном насосе-подогревателе 8, за счет особой конструкции и эффекта смешивания двухфазных парожидкостных сред происходит интенсивное перемешивание пара и воды, с последующим получением подогретого конденсата с высокой температурой и давлением. За счет этого давления происходит подача подогретого конденсата в парогенератор 1. В результате образовавшегося, из-за отсоса холодного пара в эжектор 3, вакуума в верхней части холодильника 13, часть конденсата, после конденсатора 4, через дроссельный вентиль 14 по линии 12 засасывается в холодильник 13, где частично испаряется в вакууме, а остальная часть конденсата охлаждается. Эта часть конденсата циркулирует по замкнутому контуру холодной воды 15, с помощью насоса 16, проходя через потребителя холода 17. Для регулирования направления движения пара между пароперегревателем 2 парогенератором 1 и пароводяным насосом- подогревателем 8 устанавливаются обратные клапаны 9 и 10.

Источники информации 1. Патент РФ N 2115831. Бюл. N 20 от 20.07.98 г.

2. "Энергетика Петербурга" (газета), N 5 (11), от 25.05.99 г.

3. Чечеткин A.B., Занемонец Н.А. Теплотехника/Учеб. для хим.-техн. вузов. М.: Высшая школа, 1986, стр.105. прототип.

Формула изобретения

Пароэжекторная холодильная машина, включающая в себя парогенератор, эжектор, в который поступает рабочая среда из парогенератора и холодильника, холодильник, конденсатор, откуда рабочая среда поступает в парогенератор и холодильник, и дроссельный вентиль перед холодильником, при этом подвод высокотемпературной теплоты (нагрев) осуществляется в парогенераторе, а подвод низкотемпературной теплоты (охлаждение)- в холодильнике, отличающаяся тем, что снабжена после парогенератора пароперегревателем, через который проходят продукты сгорания топлива, пароводяным насосом-подогревателем, расположенным между конденсатором и парогенератором, и линией подачи пара с регулирующим клапаном, соединяющей участок между пароперегревателем и эжектором с пароводяным насосом-подогревателем, причем между пароперегревателем, парогенератором и пароводяным насосом-подогревателем установлены обратные клапаны, при этом линии конденсата, идущие из конденсата в парогенератор и холодильник, выполнены раздельно, а через нижнюю часть холодильника проходит замкнутый контур циркуляции холодной воды с насосом и потребителем холода.

РИСУНКИ

Рисунок 1