ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория совмещенных циклов абсорбционной холодильной машины из "Холодильные машины и аппараты" Принцип действия абсорбционной холодильной машины был пояснен в главе I. Рассмотрев далее (глава XIII) рабочие процессы водоаммиачного двигателя и холодильной машины в отдельности, перейдем теперь к хлорин абсорбционной холодильной машины. [c.474] В абсорбционной холодильной машине осуществляются два совмещенных цикла прямой и обратный. Здесь в одном агрегате соединены тепловой двигатель и холодильная машина. Сущность процессов системы совмещенных циклов водоаммиачного раствора может быть выяснена путем сопоставления ее с системой раздельных циклов этого же раствора. [c.474] Выражение (XIV —5) получено путем замены в равенстве (XIV —3) величины АЬд и их значениями, из уравнений (XIV —2) и через термический к. п. д. теплового двигателя 7) . [c.476] Величина = выражает весовое количество рабочего тела в прямом цикле, приходящееся на 1 кг его в обратном цикле, т. е. кратность циркуляции. [c.476] Термодинамическая равноценность абсорбционной машины и системы холодильной машины с тепловым двигателем. Включим теперь в систему теплового водоаммиачного двигателя (рис. 254,й) холодильник М, охлаждаемый водой. Пусть пар охладится в этом аппарате от состояния с до с . В энтропийной диаграмме этот процесс обозначен линией с —с . Тогда адиабатное расширение пара в паровой машине пойдет по линии с —б . Очевидно, что на каждый килограмм пара, поступающего в паровую машину, будет потеряна работа, выражаемая площадью с —с —с1 —с1 в з—Т диаграмме. Теперь процессы расширения пара в паровой машине цикла двигателя и сжатия пара в компрессоре холодильной машины протекают по одной и той же линии между теми же точками, только в противоположном направлении. Следовательно, если количества пара, поступающего в паровую машину и циркулирующего в холодильном цикле, равны, работа расширения пара в паровой машине и сжатие его в компрессоре взаимно исключают друг друга. Если исключить паровую машину 2 и компрессор 9 и пар в состоянии с направить прямо в конденсатор 10 холодильной машины, а пар в состоянии о —в смеситель 7 теплового двигателя, как это показано пунктирными линиями на рис. 254,а, то рассматриваемая система является абсорбционной холодильной машиной. При этом система, состоящая из водоаммиачной холодильной компрессорной машины с циклом 1—2—3—4—5—6—1 и теплового двигателя с циклом с —с й а—Ь—.т—п. [c.476] Чтобы доказать это, составим выражения для холодопроизводительности испарителя Qoк компрессорной и Qoa абсорбционной систем, а также тепла Q ,p, затрачиваемого в тепловом двигателе, и Q, —в кипятильнике абсорбционной машины. [c.477] В испарителях обеих систем испаряется х кг раствора при изменении состояния от точки 5 до 6. Через кипятильник абсорбционной машины, как и через котел, подающий пар в паровую машину, проходит 1 кг раствора, состояние которого меняется от точки а дог . Тепло, подведенное к этим аппаратам извне, должно быть уменьшено на величину тепловой нагрузки теплобменника, в который в обоих случаях поступает (1—х) кг жидкости, меняющей состояние от точки С(, до е. [c.477] Тепловые потоки одноименных аппаратов обеих систем также одинаковы. (Зчевидно, что совместная работа холодильника и конденсатора в абсорбционной машине, по сравнению с их раздельной работой, в системе двигателя и компрессорной мащины принципиально тождественны. [c.477] Из изложенного вытекает следующее положение. Система компрессорной холодильной машины и теплового двигателя без потерь,рабочим телом которой является раствор, термодинамически эквивалентна сизтеме абсорбционной холодильной машины, если а) количество пара, поступающего в паровую машину в цикле двигателя, равно количеству рабочего тела, циркулирующего в обратном цикле б) состояние пара перед поступлением в паровую машину цикла двигателя и выходом из компрессора холодильного цикла одинаково, равно как и состояние пара по выходе его из паровой машины и при входе его в компрессор в) процессы расширения пара в паровой машине двигателя и сжатия в компрессоре холодильного цикла термодинамически тождественны, равно как и процессы получения пара высокого давления и холода. [c.477] Компрессорная машина с тепловым двигателем и абсорбционная машина, изображенные на рис. 254,а, удовлетворяют этим условиям. [c.477] Таким образом, по своему физическому существу абсорбционная холодильная машина может рассматриваться как система совмещенных циклов теплового двигателя и холодильной машины, в которой процессы расширения и сжатия паров рабочего тела взаимно исключают друг друга. Прямой круговой процесс этой системы совершается без расширения паров рабочего тела, а обратный—без их сжатия. В этом и заключается своеобразие циклов холодильного и теплового двигателя абсорбционной машины. [c.477] Следовательно, эффективность работы абсорбционной машины определяется коэффициентом полезного действия и холодильным коэффициентом ее сов-меш,енных циклов. [c.478] Отношение действительного теплового коэффициента к его величине в идеальной системе является мерой термодинамического совершенства всех холодильных машин, работающих с помощью теплового двигателя, независимо от характера их рабочих процессов. [c.478] Выражения (XIV—7 и 8) справедливы для компрессорной машины, получающей энергию от тепловой станции, а также для пароструйной и абсорбционной машин. Значения коэффициентов у всех этих систем отличаются друг ог друга, поэтому при одинаковых для всех систем Со их термодинамическое совершенство неодинаково. [c.478] Сравнение системы совмещенных циклов абсорбционной машины с раздельными циклами на том же растворе. Сравним вначале совмещенные циклы абсорбционной машины с раздельными циклами компрессорной машины и двигателя, работающих на растворе. При работе совмещенными циклами отсутствуют паровая машина и компрессор. Это несомненное преимущество системы абсорбционной машины. Однако для достижения условий, при которых возможно исключить паровую машину и компрессор, необходимо, во-первых, чтобы давления в кипятильнике и водоаммиачном конденсаторе были равны давлениям конденсатора и испарителя холодильной машины, во-вторых, ко 1-центрации раствора в холодильном цикле и пара, поступающего в паровук машину, должны быть одинаковыми и, в-третьих, необходимо потерять часть работы в цикле двигателя для получения одинакового состояния пара перед паровой машиной и по выходе из компрессора. Это приводит к тому, что цик. 1 теплового двигателя абсорбционной машины осуществляется в интервале давлений холодильного цикла, поэтому он мало экономичен. Как известно, современная теплотехника стремится к работе с возможно большим приближением температуры рабочего тела к температуре источника для уменьшения необратимых потерь тепла, что не соблюдается в абсорбционной машине. [c.478] При выборе давлений в кипятильнике и водоаммиачном конденсаторе прямого цикла не по принципу наиболее эффективной работы, а в соответствии с условиями холодильного цикла, нельзя поднять внутреннюю температуру в кипятильнике выше определенной величины, что вызывает необратимые потери тепла при высокой температуре греющего источника. Вместе с тем при таком выборе давлений не используются все возможности регенерации тепла в цикле теплового двигателя, рабочим телом которого является раствор. При свободном выборе давлений и любом греющем источнике возможен регенеративный цикл теплового двигателя с превышением температур . [c.478] В обычных условиях работы абсорбционной машины цикл с превышением температуры удается осуществить сравнительно редко. За счет обратной подачи в абсорбере возможен сравнительно небольшой подогрев раствора. Вследствие этого коэффициент полезного действия совмещенного цикла теплового двигателя абсорбционной машины, как правило, очень низок. Если в цикле, изображенном на рис. 254,а, повысить давление р или понизить давление р , то возможность осуществления регенеративного цикла с превышением температур уменьшится, и коэффициент полезного действия цикла начнет падать. Давления р и Рд зависят от температур конденсации и кипения в испарителе в холодильном цикле. [c.478] Совмещение циклов в абсорбционной машине ограничивает условия не только прямого, но и обратного цикла. Концентрация рабочего тела в обратном совмещенном цикле должна быть равна концентрации пара в двигателе, в то время как в системе с раздельными циклами она может быть любой. [c.479] На рис. 255,а в энтропийной диаграмме показаны процессы абсорбционной машины, в которой концентрация пара, образованного в кипятильнике, увеличивается с помощью специальных устройств. Пар состояния с, полученный в кипятильнике, движется в противоток кипящему раствору,в результате чего он охлаждается по линии с —с до состояния с . [c.479] выделенное в этом процессе, отдается обратно кипящему раствору, и пар, отделенный от жидкости, поступает в дефлегматор в состоянии Ь при температуре 4. Однако несмотря на то, что тепло, отнятое от пара, возвращается кипятильнику, процесс охлаждения пара связан с потерями. [c.479] Вернуться к основной статье