КОМПРЕССОРНЫЕ ТЕПЛОИСПОЛЬЗУЮЩИЕ ХОЛОДИЛЬНЫЕ МАШИНЫ И ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ
Реальным воплощением теплоиспользующей холодильной машины или теплового насоса как понижающих термотрансформаторов является соединение компрессорной холодильной машины (теплового насоса) и теплового двигателя, при условии передачи всей механической работы, произведенной тепловым двигателем на привод компрессора холодильной машины и использовании единого рабочего вещества.
Несмотря на очевидность создания компрессорных теплоиспользующих холодильных машин (тепловых насосов), они появились последними из всех теплоиспользующих машин.
Первая теплоиспользующая компрессорная холодильная машина была запатентована Р. Велюмьером в 1918 году в США под названием «Метод и аппарат для преобразования тепла». В основе создания нового метода преобразования тепла лежала идея соединения в одной машине прямого и обратного термодинамических циклов при использовании любого газа как единого рабочего вещества.
Схемное решение, цикл, а также результаты теоретических и экспериментальных исследований действительной компрессорной теплоиспользующей холодильной машины были опубликованы в 1952 году Ф. М.Чистяковым и А. Е.Плотниковым. С тех пор в отечественной литературе цикл компрессорной теплоиспользующей машины носит название цикла Чистякова-Плотникова. За рубежом компрессорные теплоиспользующие холодильные машины стали предметом научных исследований значительно позже.
Особенность компрессорной теплоиспользующей холодильной машины, предложенной и экспериментально изученной Чистяковым и Плотниковым, состояла в следующем:
• впервые в тепловых двигателях были использованы рабочие вещества, характерные для холодильных машин, например, R-717, вещества HFC - и HCFC-типа, что дало возможность существенно снизить температурный уровень источника энергии в прямом цикле (ниже 100°С);
• впервые изучен агрегат «турбина-компрессор» на базе турбо - техники (рис.20.3б).
Силовой контур (прямой цикл) |
4 = 6 холодильный контур (обратный цикл) |
А) |
Б) |
Т |
||
11 |
I T 1 „ <— |
2 3 5 |
Г |
^ t' -> |
|
7 8~s |
Тс Тхол |
Рис.20.1. Теоретическая компрессорная теплоиспользующая холодильная машина: а) схема; б) цикл-образец |
Последующие всесторонние исследования компрессорных теплоиспользующих холодильных машин проводились на кафедре холодильных машин ОТИПХП (ОГАХ): термодинамический анализ схем и циклов; рациональный выбор рабочих веществ; создание и совершенствование агрегатов «турбина-компрессор».