разное

ЭЖЕКТОРНЫЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ

Эжекторные холодильные машины (рис.21.1) представляют частный случай компрессорных теплоиспользующих холодильных машин, в которых механический компрессор и механическая турбина заменены одним элементом - эжектором, который может быть описан как соединение пароструйного компрессора и пароструйной турбины.

Первым исследователем эжекторных холодильных машин, использующих воду (R-718) в качестве рабочего вещества, был М. Лебланк (Франция). Исследования, начатые им в 1875 году, успеш­но завершились созданием реального эжектора в 1903 году и действи­тельной эжекторной холодильной машины в 1908 году. В 1928 году фирма «La Роїаіге» (Франция) начала выпуск пароводяных эжектор - ых холодильных машин крупной производительности.

Основной недостаток пароводяных эжекторных машин основан на термодинамических свойствах воды: процесс конденсации и кипения рабочего вещества (в испарителе) происходит при давле­ниях ниже ОД МПа, следовательно существует необходимость под­держивать вакуум в этих аппаратах. Кроме того, ограничен и уровень производства холода только зоной положительных температур.

Исследования по использованию рабочих веществ HFC и HCFC-типа для эжекторных холодильных машин начались в ОТИПХП (ОГАХ) еще в 1950-ые годы под руководством В. С.Марты - новского и продолжаются поныне. Цель исследований заключается в создании эжекторных холодильных машин (тепловых насосов), рабо­тающих при повышенных давлениях, с расширением температурного диапазона производства холода. Аналогичные исследования проводят­ся и в других научных центрах в мире, несмотря на это, комплексный термодинамический анализ эжекторных машин (в отличие от анализа эжектора) не создан.

Вся теория, изложенная ранее для анализа компрессорной теплоиспользующей холодильной машины (теплового насоса), в основном, остается справедливой и для анализа эжекторных холо­дильных машин (тепловых насосов), однако специфика процессов, происходящих в эжекторе, требует их учета как при расчете машины, так и при термодинамическом анализе.

Эжектор, струйный аппарат, в котором происходит смешение и обмен энергией двух потоков разных давлений и образованием смешанного потока промежуточного давления. При этом величина промежуточного давления зависит как от расходов потоков рабочего вещества, находящихся при высоком и низком давлении, так и от конструкции и связанной с ней эффективностью самого эжектора

Эжектор в холодильной технике называют пароструйным компрессором.

Эжекторы нашли широкое применение как вспомогательные аппараты энергетических установок. Эжекторы не имеют масштаб­ного фактора, т. е. известны конструкции эжекторов, длина которых составляет десятки метров - рис.21.2. Широко применяются также эжекторы, длина которых не превышает десятков сантиметров.

Эжекторные холодильные машины (тепловые насосы), вне за­висимости от производительности и используемого рабочего вещест­ва, обладают существенным недостатком - низкой эффективностью, связанной с большими необратимостями в процессах, протекающих в эжекторе. Кроме того, эжектор (как и рассмотренная ранее вихревая

Труба) требует высокой частоты обработки внутренних поверхностей, что делает его изготовление весьма дорогостоящим.

Эжектор обладает существенным преимуществом перед меха­ническими турбиной и компрессором - он не имеет движущихся частей, следовательно, надежен и долговечен в эксплуатации. Кроме того, эжекторные машины, вне зависимости от используемого рабо­чего вещества, не требуют смазки.

К сожалению, следует отметить, что все позитивные аспекты использования эжекторов не могут нейтрализовать негативные, в свя­зи с чем термодинамические и, тем более, термоэкономические харак­теристики эжекторных холодильных машин (тепловых насосов) нас­только низкие, что применение этого типа теплоиспользующих машин должно быть оправдано какими-либо другими специфическими целя­ми и задачами.

Одной из рациональных областей применения эжекторных пароводяных холодильных машин в 1950-70-ых годах стали системы кондиционирования воздуха на подводных лодках. Понятно, что для таких уникальных условий эксплуатации (при обеспечении 100% экс­плуатационной надежности, 100% экологической чистоте применяв - мого рабочего вещества и т. д.) вопросы термодинамической и термоэкономической эффективности не являются определяющими в выборе типа холодильной машины.