Схема узла подачи ХА в испарительную систему. Способы подачи ХА в охлаждающие приборы

Схема подачи ХА должна обеспечивать: 1) надежную защиту КМ от влажного хода и полную безопасность от гидравлического удара; 2) раздачу ХА по охлаждающим приборам в соответствии с изменением тепловой нагрузки; 3) возможность поддержание заданного температурного режима в охлаждаемых объектах; 4) устранение влияния гидростатического давления столба жидкого ХА; 5) малую емкость системы по ХА; 6) возможность быстрого удаления масла и загрязнений с внутренней поверхности охлаждающих приборов и инея с их наружной поверхности; 7) максимальную интенсивность теплообмена от охлаждающих приборов к кипящему в них ХА.

Для увеличения интенсивности теплоотдачи необходимо чтобы большая часть поверхности батарей омывалась жидким ХА или влажным паром (батареи должны работать влажным ходом). По способу подачи системы делятся на насосные и безнасосные. К безнасосным относят схемы с подачей ХА в охлаждающие приборы под действием разности давлений конденсации и кипения. К насосным (насосно-циркуляционным) относят схемы подачи ХА в охлаждающие приборы под напором создаваемым насосом. На рисунке h – кавитационный запас. Преимущества насосной схемы: 1) высокое значение кратности циркуляции, практически освобождает от необходимости вмешиваться в раздачу жидкости по охлаждающим приборам при изменении тепловой нагрузки на них; 2) процесс теплоотдачи в батареях интенсифицирован так как большая часть внутренней поверхности батарей омывается жидким ХА; 3) меньшая емкость системы по ХА; 4) схема менее опасна по гидравлическому удару так как жидкость из ресивера откачивается насосом; 5) легче удаляется загрязнение и смазочное масло из испарительной системы. Недостатками является возрастание капитальных затрат на насос и эксплуатационных затрат на электроэнергию. Чаще всего безнасосные схемы используются в малых хладоновых установках и в агрегатированных аммиачных ХМ. Насосные схемы применяют в аммиачных ХУ. Подача ХА в охлаждающие приборы может быть верхняя и нижняя. В аммиачных ХУ с безнасосным способом подачи применяют нижнюю подачу. В насосных схемах может быть использована и нижняя и верхняя подача. Гидравлическое сопротивление змеевиковых батарей с нижней подачей в 3-4 раза выше, чем с верхней. При верхней подачи значительно меньше тепловая инерционность, появляется возможность регулирование температуры объектов путем прекращения подачи ХА в батарею, а также лучше удаляется смазочное масло и загрязнения. Это достоинство может быть реализовано если трубы батареи и парожидкостной трубопровод от батарей к ЦР смонтирован с уклоном в сторону движения ХА, а ЦР расположен ниже батарей.

3 Схема, принцип действия, изображение цикла в h-ξ диаграмме и тепловой расчет абсорбционной водоаммиачной ХМ (АВХМ) с ТО и водяным дефлегматором

Крепкий раствор из абсорбера (А) выходящего в охлажденном состоянии с температурой t₄. В генератор (Г) этот раствор должен быть (д.б.) нагрет греющим источником до температуры кипения t₁. В то же время горячий слабый раствор с температурой t₂, поступающий из Г в А д.б. охлажден прежде чем он будет способен поглощать пар из испарителя (И), поэтому логичным является введение в схему регенеративного теплообменника (РТ), в котором горячий нагревает крепкий перед его поступлением в Г, при охлаждаясь. Введение РТ позволяет уменьшить количество теплоты подводимого к раствору в Г от внешнего источника и количество теплоты отводимого от раствора в А охлаждающей средой. Тепловой коэффициент машины с РТ больше, чем без него.

В идеальном случае на холодной стороне РТ температура охлажденного слабого раствора может достигать температуры входящего крепкого раствора. В действительности при конечных поверхностях и времени контакта на холодной стороне будет иметь место недорекуперация теплоты:

t₃ = t₄ + Δt_т

Δt_т = 5 ÷ 10

Точка 1 находиться на пересечении линии h₁ и ξ_r. Значение h₁ находиться из теплового баланса ТО: q_сл = (f –1)(h₂ + h₃);

q_кр = f(h₁ + h₄)

q_кр = q_сл = q_ТО

h₁ = q_кр/f + h₄

Для увеличения эффективности и надежности АВХМ при неизменных параметрах источника можно путем ректификации пара, поступающего из Г в конденсатор (КД). Целью ректификации является увеличение концентрации пара по ХА.

Конструктивно в Г предусматривается специальная ректификационная колонна. Для дальнейшего увеличения концентрации могут быть использованы спец аппараты дефлегматоры, в которых пар охлаждается и частично конденсируется, при этом концентрация пара по аммиаку увеличивается. В качестве охлаждающей среды в дефлегматоре может быть используется вода, крепкий раствор до его поступления в теплообменник и другие схемы.

Кроме выше указанных способов увеличения концентрации выходящего из Г пара может быть достигнута:

а) подачей части крепкого холодного раствора помимо ТО. Но это не уменьшит использование энергии слабого раствора в ТО, т.к. через ТО проходит (f – 1) кг слабого раствора и f кг крепкого.

б) регенерацией пара частью жидкого ХА отводимого из КД

ТЕПЛОВОЙ РАСЧЁТ

После ректификационной колонны в Г пар выходит с 1΄ (t_1º, Р_h, ξ_1΄, h_1΄) и поступает в дефлегматор. Положение точки 1΄ находят используя вспомогательную линию изобары Р_к в области пара. Точка 1΄ лежит на пересечении изотермы 1º в области влажного пара и изобары P_к для сухого насыщенного пара. После дефлегматора пар выходит в состоянии е΄. Положение точки е΄ находят на пересечении изобары Р_к в области пара и линии постоянной концентрации ξ_е΄ в области пара и линии постоянной концентрации ξ_е΄. Значение ξ_е΄ определяется по таблице термодинамических параметров равновесных фаз водоаммиачного раствора по температуре t_e΄, которая определяется t_e΄ = t_к + Δt.

Остальные построения аналогичны предыдущим.

k – коэффициент, значение которого приводиться в термодинамической таблице k = f(t,P).

Количество флегмы стекающей в Г отнесенное к 1 кг пара поступающего в КД обозначим R. Концентрация пара на входе в дефлегматор (Д) ξ_1΄ на выходе ξ_е΄. Концентрация флегмы ξ_s. Если из Д выйдет 1 кг, то из Г в Д должно поступать (1 + R) пара.

Составим материальный баланс по аммиаку Д: ξ_1΄ (1 + R) = ξ_е΄ + R· ξ_s

По сравнению с количеством пара, проходящего через Д, количество флегмы мало. Учитывая что флегма стекает противотоком к пару и малое ее количество можно допустить идеальный теплообмен между флегмой и паром, т.е. температура флегмы на выходе из Д увеличивается до температуры входящего пара. А концентрация будет равновесна пару и равна ξ_r = ξ_s.

Составим тепловой баланс Д:

(1 + R)h_1΄ = q_д + 1·h_e΄ + R·h_1º

q_д = (1 + R)h_1΄ – 1·h_e΄ – R·h_1º

Составим тепловой баланс Г:

q_г + f·h₁ + R·h_1º = (1 + R)h_1΄ + (f – 1)h₂

q_г = (1 + R)h_1΄ + (f – 1)h₂ – f·h₁ – R·h_1º

Поиск по сайту: