Пароэжекторная холодильная установка

 

Изобретение относится к холодильной технике с использованием пароэжекторных холодильных машин и предназначено для холодоснабжения и кондиционирования воздуха автономных стационарных и передвижных объектов. Пар из парогенератора поступает в пароперегреватель, через который проходят продукты сгорания топлива. Пар, проходя через эжекторы, вызывает отсос холодного пара из холодильника, что приводит к образованию вакуума в верхней его части. Паровая смесь, поступившая в конденсатор, конденсируется за счет теплообмена с системой охлаждения. Образовавшийся конденсат поступает в пароводяной насос-подогреватель, куда одновременно с конденсатом поступает паровая смесь из эжектора. В пароводяном насосе-подогревателе происходит интенсивное перемешивание смеси пара и конденсата с получением подогретого конденсата с высокой температурой и давлением. За счет давления происходит подача подогретого конденсата в парогенератор. В результате образовавшегося вакуума в верхней части холодильника часть конденсата после конденсатора через дроссельный вентиль поступает в холодильник, где частично испаряется в вакууме, а остальная часть конденсата охлаждается. Эта часть конденсата циркулирует по замкнутому контуру холодной воды, проходя через потребитель холода. Использование изобретения позволит повысить холодильный коэффициент установки. 1 ил.

Изобретение относится к холодильной технике 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 технологий с использованием пара, совмещающего в себе функции подогревателя и насоса одновременно. Применение ПНП позволяет существенно сократить расход электроэнергии на собственные нужды и уменьшить массогабаритные характеристики теплообменных аппаратов ("Энергетика Петербурга" /газета/, N 5 (11), от 25.05.99 г.). Однако ранее пароводяной насос-подогреватель в комбинированных установках с преобразователями энергии прямого цикла 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 холодильник (Чечеткин А.В., Занемонец Н. А. Теплотехника. /Учебн. 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 установка по схеме Кириллова (ПЭХМ К-3), 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 парогенератором и конденсатором, и двумя линиями подачи пара с регулирующими клапанами и эжекторами, выходящих из пароперегревателя, одна из которых соединяет его с пароводяным насосом-подогревателем, а другая - с конденсатором, при этом между пароперегревателем, парогенератором и пароводяным насосом-подогревателем установлены обратные клапаны, а также холодильником, верхняя часть которого связана с эжекторами, и через дроссельный вентиль - с линией конденсата, поступающего из конденсатора в пароводяной насос-подогреватель, а нижняя часть холодильника имеет замкнутый контур циркуляции холодной воды с насосом, проходящий через потребителя холода, причем линии конденсата, идущие из конденсатора в парогенератор и холодильник, выполнены раздельно.

Введение в состав пароэжекторной холодильной установки по схеме Кириллова (ПЭХМ К-3) пароперегревателя, пароводяного насоса-подогревателя, двух линий подачи пара с регулирующими клапанами и эжекторами, соединяющих пароперегреватель с пароводяным насосом-подогревателем и конденсатором, а также и холодильника, через нижнюю часть которого проходит замкнутый контур холодной воды с потребителем холода, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности создания более высокого вакуума в холодильнике с более низкой температурой рефрижерации, а также использования пара для замены насоса питательной воды и предварительного подогрева конденсата перед парогенератором.

На чертеже изображена пароэжекторная холодильная установка по схеме Кириллова (ПЭХМ К-3).

Пароэжекторная установка (ПЭХМ К-3) включает в себя парогенератор 1, в топке которого сжигается топливо, пароперегреватель 2, через который проходят продукты сгорания топлива, линию подачи пара 3 с регулирующим клапаном 4 и эжектором 5, связывающей пароперегреватель 2 и с пароводяным насосом-подогревателем 6, линию подачи перед 7 с регулирующим клапаном 8 и эжектором 9, связывающую пароперегреватель 2 и конденсатор 10, имеющий систему охлаждения 11. Между пароперегревателем 2, парогенератором 1 и пароводяным насосом-подогревателем 6 установлены обратные клапаны соответственно 12, 13. В состав установки также входит холодильник 14, верхняя часть которого связана с эжекторами 5 и 9, а также с конденсатором 10. Конденсатор 10 связан с холодильником 14 и пароводяным насосом-подогревателем 6 раздельными линиями конденсатора, соответственно линией 15 с дроссельным вентилем 16 и линией 17. Нижняя часть холодильника 14 имеет замкнутый контур холодной воды 18, проходящий через потребителя холода 19 с помощью насоса 20.

Пароэжекторная холодильная установка по схеме Кириллова (ПЭХМ К-3) 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 перегревается пар с повышением давления. Затем перегретый пар поступает в линии подачи пара 3 и 7, регулирование количества которого осуществляется с помощью клапанов 4 и 8. Далее пар, проходя через эжекторы 5 и 9, вызывает отсос холодного пара из холодильника 14, что приводит к образованию вакуума в верхней его части, а образовавшаяся паровая смесь из горячего и холодного пара поступает соответственно в пароводяной насос-подогреватель 6 и конденсатор 10. Паровая смесь, поступившая в конденсатор 10, конденсируется за счет теплообмена с системой охлаждения 11. Образовавшийся конденсат по линии 17 поступает в пароводяной насос-подогреватель 6, куда одновременно с конденсатом поступает паровая смесь из эжектора 5. В пароводяном насосе-подогревателе 6, за счет особой конструкции и эффекта смешивания двухфазных парожидкостных сред, происходит интенсивное перемешивание смеси пара и конденсата с последующим получением подогретого конденсата с высокой температурой и давлением. За счет этого давления происходит подача подогретого конденсата в парогенератор 1. В результате образовавшегося вакуума в верхней части холодильника 14 часть конденсата после конденсатора 10 по линии 15 через дроссельный вентиль 16 поступает в холодильник 14, где частично испаряется в вакууме, а остальная часть конденсата охлаждается. Эта часть конденсата циркулирует по замкнутому контуру холодной воды 18 с помощью насоса 19, проходя через потребителя холода 20. Для регулирования направления движения пара между пароперегревателем 2, парогенератором 1 и пароводяным насосом-подогревателем 6 устанавливаются обратные клапаны 12 и 13.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки: 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 А. В., Занемонец Н.А. Теплотехника. / Учеб. для хим.-техн. вузов/. М.: "Высшая школа". 1986, стр. 105 - прототип.

Формула изобретения

Пароэжекторная холодильная установка, 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 парогенератором и конденсатором, и двумя линиями подачи пара с регулирующими клапанами и эжекторами, выходящими из пароперегревателя, одна из которых соединяет его с пароводяным насосом-подогревателем, а другая - с конденсатором, при этом между пароперегревателем, парогенератором и пароводяным насосом-подогревателем установлены обратные клапаны, а также холодильником, верхняя часть которого связана с эжекторами и через дроссельный вентиль с линией конденсата, поступающего из конденсатора в пароводяной насос-подогреватель, а нижняя часть холодильника имеет замкнутый контур циркуляции холодной воды с насосом, проходящий через потребитель холода, причем линии конденсата, идущие из конденсатора в парогенератор и холодильник, выполнены раздельно.

РИСУНКИ

Рисунок 1