Эжекторные машины на рабочих веществах HFC — и HCFC-типа
Использование в эжекторной машине рабочих веществ HFC - и HCFC-типа значительно упрощает эксплуатацию машины, так как
Если в машине предусмотрено секционное разделение конденсатора для регулирования холодопроизводительности, то каждая секция конденсатора с соответствующим ему эжектором также будут называться главными.
Выбором рабочего вещества можно гарантировать работу всех аппаратов при избыточном давлении. Кроме того, появляется возможность производить холод отрицательных температур. Схема эжекторной машины, использующей рабочие вещества HFC - и HCFC-типа, не отличается от схемы простейшей машины, изображенной на рис.21.1, так как использование системы регенеративного теплообмена (рис.21.9) еще не является общепринятой практикой.
Первые исследования эжекторных холодильных машин на рабочих веществах HFC - и HCFC-типа (в частности, на R-142b) были проведены на кафедре холодильных машин ОТИПХП (ОГАХ) в начале 1950-ых годов С. З.Жаданом.
В середине 1950-ых годов научная группа под руководством И. С.Бадылькеса исследовала возможность расширения температурного уровня производства холода в эжекторных холодильных машинах вплоть до Тхол - -100°С. Серия экспериментов, проведенных на R-ll, R-21, R-22, R-13, R-14 и других рабочих веществах HFC - и HCFC-типа доказала термодинамическую неэффективность низкотемпературных эжекторных холодильных машин. Позже И. С.Бадылькес предложил использовать эжекторную машину в качестве верхнего каскада каскадной холодильной машины. Создание таких гибридных машин не способствовало повышению величины СОР каскадной холодильной машины в целом, поэтому было отмечено, что рациональное применение таких машин возможно только для частных условий эксплуатации.
В отличие от других теплоиспользующих машин, эжекторные машины являются работоспособными при использовании достаточно низких температур греющего источника Тгор. Исследования, проведенные в области определения рациональных областей применения этих машин доказывают, что прежде всего эжекторные холодильные машины и тепловые насосы могут быть рекомендованы для тех условий эксплуатации, где греющий источник является чрезвычайно дешевым или даже даровым. Первая эжекторная холодильная машина, в которой солнечная энергия была использована в качестве греющего источника для генератора, была создана в Одессе в конце 1950-ых годов. Для использования солнечной энергии, являющейся возобновляемым и даровым источником энергии, требуется применение солнечных коллекторов, стоимость которых напрямую зависит от эффективности и географического района применения, в связи с чем следует тщательно проводить анализ возможности использования солнечной энергии в качестве первичной (глава 24).
Следует отметить, что эжектор как самостоятельный элемент, нашел применение в некоторых специальных типах холодильных машин (например, в машине Бадылькеса, в абсорбционно-эжекторных абсорбционных машинах, системе кондиционирования воздуха с использованием вихревой трубы и т. д.), для которых низкая эффективность процессов в эжекторе компенсируется эксплуатационной надежностью, возможностью осуществления процессов расширения и сжатия в немеханическом компрессоре, длительным сроком эксплуатации и т. д.
АБСОРБЦИОННЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ
Абсорбционные машины относятся к классу теплоиспользующих. Рабочим веществом абсорбционных машин является смесь «агент-абсорбент» (глава 6).
Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы насчитывают более чем 100-летнюю историю. К первым исследователям этих машин одновременно причисляют многих ученых. Так, например, Р. Мольер и Ф. Меркель (Германия) в начале 1920-ых годов начали серию масштабных работ по изучению свойств различных смесей «агент-абсорбент». Ф. Бошнякович (начало 1930-ых годов, Германия) заложил основы термодинамики смеси, его исследования легли в основу создания и совершенствования термодинамического анализа абсорбционных машин. Работы этих выдающихся ученых в значительной мере предопределили дальнейшее развитие абсорбционной техники. Однако с появлением рабочих веществ HFC - и HCFC-типа в 1930-ых годах существовали предсказания об исчезновение абсорбционной техники. Благодаря работам Э. Альтенкирха (1930-ые годы, Германия) в области развития теории создания схемно-цикловых решений абсорбционных машин, стало понятно, что потенциал абсорбционных машин намного превышает потенциал компрессорных, кроме того, существуют области применения абсорбционных машин, где компрессорные машины использоваться не могут.
Возобновление интереса к абсорбционным машинам произошло в 1950-60-ые годы, когда вышли в свет фундаментальные труды Ф. Бошняковича («Техническая термодинамика», издание второе, 1944 год, было переведено на многие языки, в том числе и на русский), Э. Альтенкирха и В. Нибергалла (Германия), а также Л. М.Розенфельда, Б. М.Блиера и И. С.Бадылькеса. Впервые Л. М.Розенфельд в 1955 году опубликовал уравнения состояния смеси NH3-H20, немного позже под
его руководством были созданы первые в СССР программы автоматизированного расчета абсорбционной холодильной машины на смеси H20-LiBr. К концу 1970-ых годов окончательно сформировались европейские научные школы в изучении абсорбционных машин. Кроме научной группы Ф. Бошняковича, наиболее выделяются по значимости проводимых исследований научные группы П. Ле Гоффа и М. Фейда (Франция), а также Г. Алефельда (Германия), ученики которого в 1990- ых годах формируют свои научных школы, например, Ф. Циглер в Германии и Р. Радемахар в США, однако спустя годы в работах всех научных групп прослеживается влияние хода мыслей основателей.
Особое внимание следует уделить работам Б. А.Минкуса, который не только сформировал научную школу специалистов-«абсорб - ционщиков» в ОТИПХП (ОГАХ), но и на протяжении более 50-ти лет (с начала 1950-ых годов) был одним из выдающихся ученых СССР, кто работал в области создания схемно-цикловых решений абсорбционных машин. Им созданы первые классификации абсорбционных машин, которые дали возможность сделать направленным создание эффективных схем и циклов.
Научные школы Л. М.Розенфельда и Б. М.Блиера пошли по пути экспериментального исследования абсорбционных машин.
Абсорбционная техника продолжает разрастаться и разделяться на отдельные научные направления и школы, которые в настоящее время определяют «политику» в области исследования абсорбционных холодильных машин и тепловых насосов.
В середине 1990-х годов во многих научных школах по абсорбционной технике вновь возник интерес к термодинамическому анализу этих сложных машин*.