Цикл пароэжекторной холодильной установки

Принципиальная схема пароэжекторной холодильной установки представлена на рис. 7.7. Из испарителя 1 пар холодильного агента поступает в камеру смешения эжектора 2. Сюда же одновременно подается пар из котла 6. Полученная смесь сжимается в диффузоре эжектора. Поступая в конденсатор 3, она конденсируется с отдачей теплоты парообразования. Затем часть жидкости дросселируется в дроссельном вентиле 4, где происходит падение давления и температуры. Другая ее часть с помощью питательного насоса 5 направляется в котел 6, где вновь с помощью подведенной извне теплоты q превращается в пар. Холодильный коэффициент в данном случае определяется по формуле (7.2).

Тепловой насос

Тепловыми насосами называют устройства, с помощью которых теплота, забираемая от источника с низкой температурой, посредством затраченной извне работы отдается потребителю при более высокой температуре. Работа теплового насоса в принципе не отличается от работы холодильной установки. Рассмотрим его принципиальную схему (рис. 7.8).

В компрессоре 1 холодильный агент сжимается с повышением температуры. В конденсаторе 2 парообразное рабочее тело конденсируется. Выделяющаяся при этом теплота q передается жидкости, циркулирующей в отопительной системе. В дроссельном вентиле 3 конденсат рабочего тела дросселируется с понижением его давления и температуры. В испарителе -^температура хладагента повышается за счет подвода удельного количества теплоты q₂.

Эффективность работы теплового насоса характеризуется отопительным коэффициентом ср, который определяется по формуле

где #1 — удельное количество теплоты, отданное рабочим телом потребителю в конденсаторе 2 ;q₂— удельное количество теплоты, принятой рабочим телом в испарителе 4; I — удельное количество работы, затраченной на привод компрессора.

Рис. 7.8. Принципиальная схема теплового насоса

При использовании в качестве холодильного агента паров жидкости, кипящей при низких температурах (аммиак, углекислота, фрео- ны и др.), цикл теплового насоса не отличается от цикла парокомпрессионной холодильной установки, изображенного на рис. 7.5. Из рассмотрения этого цикла следует, что

Так как энтальпия рабочего тела в результате дросселирования не изменяется, то

Тогда

Отсюда

Отопительный коэффициент в случае, если бы тепловой насос работал по обратному обратимому циклу Карно, был бы равен

Например, при отоплении здания зимой при температуре низшего источника (речная вода) Т₂ = 280 К и температуре рабочего тела в отопительной системе Т_{ = 360 К (р = 360/(360 - 280) = 4,5. Следовательно, тепловой насос передает в отопительную систему количество теплоты в 4,5 раза больше, чем количество затрачиваемой в компрессоре работы. Таким образом, при указанных значениях Т и Т₂ он теоретически мог бы передать потребителю количество теплоты в 4,5 раза больше, чем при обычном электрообогреве при той же затраченной электроэнергии.

ЧАСТЬ II