ПАРОКОМПРЕССОРНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области холодильной техники, в частности к конструкции парокомпрессорной холодильной установки.
Наиболее близкой по технической сути к заявленной установке и избранной нами как прототип есть парокомпрессорная установка, которая описана в книге «Холодильные установки», кн.2, под редакцией И.Г Чумака, Киев.: Лыбедь, 1995 - с.13 рис.8. Эта конструкция содержит отделитель жидкости, подогреватель, компрессор, охладитель, ресивер, испаритель. Подогрев и выпаривание жидкости в подогревателе происходит за счет теплообмена с внешним теплоносителем с возвращением паров рабочей среды в отделитель жидкости.
Недостаток известной конструкции состоит в том, что она не обеспечивает высокой энергетической и экономической эффективности парокомпрессорной установки, так как при изменении параметров технологического режима, а именно при приближении к параметрам конденсации рабочей среды на входе в компрессор, появляется опасность попадания жидкости в компрессор, которая может привести к гидроудару. В системе защиты от гидроудара, для возвращения жидкости в технологический цикл выпариванием в подогревателе, источником тепла служит внешний теплоноситель, что само по себе требует значительных энергетических и, как следствие, экономических затрат. Кроме того, от теплообмена с внешним теплоносителем увеличивается нагрузка на компрессор, а также и на охладитель (конденсатор), что отрицательно влияет на производительность всей установки.
В основу полезной модели поставлена задача создания парокомпрессорной установки, у которой путем использования тепловой энергии рабочего вещества на нагнетании компрессора, были бы обеспечены возвращение жидкого сепарированного рабочего вещества в технологический процесс, снижение температуры рабочего вещества в нагнетательном
трубопроводе компрессора и защита парокомпрессорной установки от гидроудара, и как следствие, увеличение его производительности, снижение тепловой нагрузки на охладитель, который ведет к повышению энергетической и экономической эффективности работы парокомпрессорной установки.
Поставленная задача достигается тем, что в парокомпрессорной установке, которая содержит связанные паровыми и жидкостными трубопроводами отделитель жидкости, компрессор, охладитель (конденсатор) и ресивер, согласно полезной модели - парокомпрессорная установка, дополнительно обеспеченна струйным термонасосомом, входы которого связанны с нагнетательным трубопроводом компрессора и жидкостным трубопроводом отделителя жидкости, а выход связан с нагнетательным трубопроводом компрессора или с промежуточной его ступенью.
При использовании струйного термонасоса сепарированная жидкая фаза рабочего вещества распыляется непосредственно в поток рабочей среды нагнетательного трубопровода или перед промежуточной ступенью компрессора где, вскипая, отбирает тепло у потока нагнетания, снижая его температуру, объем, уменьшая сопротивление на нагнетании компрессора. В струйном термонасосе осуществляется преобразование тепловой энергии (энтальпии) паров рабочего вещества на нагнетании компрессора в кинетическую энергию рабочей струи и после скачка конденсации - преобразование в потенциальную энергию сжатой жидкости с давлением, превышающим первоначальное давление рабочего и инжектируемого потоков, что необходимо для осуществления процесса. При распылении жидкости из струйного термонасоса в нагнетательном трубопроводе или на входе в промежуточную ступень компрессора происходит ее интенсивное выпаривание, что понижает давление и температуру основного потока и, тем самым увеличивает производительность парокомпрессорной установки.
Данное предложение является энергосберегающим так как позволяет полезно и эффективно использовать энергию самой парокомпрессорной
установки и отказаться от значительных затрат на обеспечение внешнего теплоносителя.
Использование совокупности всех существенных признаков, включая отличительные, позволит повысить энергетическую и экономическую эффективность работы парокомпрессорной установки.
На фиг.1 представлена принципиальная схема парокомпрессорной установки, реализующая данный способ со струйным термонасосом, соединенным с нагнетательным трубопроводом, а на фиг.2 соединенным с промежуточной ступенью компрессора.
Парокомпрессорная установка содержит отделитель жидкости 1, струйный термонасос 2, вход и выход которого связаны с нагнетательным трубопроводом после компрессора 3 и перед охладителем 4. Кроме того, есть ресивер 5..
Парокомпрессорная установка (фиг.1) работает следующим образом. Рабочее вещество в виде насыщенного пара низкого давления с капельной жидкостью попадает в отделитель жидкости 1, где влага отделяется и поступает в струйный термонасос 2 в качестве инжектируемой жидкости. Основной поток паров низкого давления рабочего вещества сжимается до высокого давления в компрессоре 3. После этого поток разделяется, основная часть проходит по нагнетательному трубопроводу, а другая часть, ответвляясь под действием перепада давлений, создаваемого струйным термонасосом 2, поступает в качестве рабочего вещества в струйный термонасос 2, где в процессе увеличения скорости потока и смешивания с инжектируемой средой увеличивается давление на выходе термонасоса 2, после инжекции и повышения давления - распыляется в нагнетательный трубопровод. После вскипания и смешивания с потоком нагнетания охлаждает его, уменьшает в объеме, что снижает сопротивление и давление на нагнетании и увеличивает объемную производительность компрессора 3, снижает тепловую нагрузку на охладитель 4. Далее пары рабочей среды охлаждаются в охладителе 4, после чего накапливаются в ресивере 5.
Парокомпрессорная установка (фиг.2) работает следующим образом. Рабочее вещество в виде насыщенного пара низкого давления с капельной жидкостью попадает в отделитель жидкости 1, где влага отделяется и поступает в струйный термонасос 2 в качестве инжектируемой жидкости. Основной поток паров низкого давления рабочего вещества сжимается до высокого давления в компрессоре 3. После этого поток разделяется, основная часть проходит по нагнетательному трубопроводу, а другая часть ответвляется под действием перепада давлений, создаваемого струйным термонасосом 2, поступает в качестве рабочего вещества в струйный термонасос, где в процессе увеличения скорости потока и смешивания с инжектируемой средой увеличивается давление на выходе термонасоса 2. После инжекции и повышения давления распыляется во входной поток промежуточной ступени компрессора 3, после вскипания и смешивания с потоком нагнетания предыдущей ступени охлаждает его, уменьшает в объеме, что снижает сопротивление и давление на нагнетании и увеличивает объемную производительность компрессора 3, снижает тепловую нагрузку на охладитель 4. Далее пары рабочей среды охлаждаются в охладителе 4, после чего накапливаются в ресивере 5.
Использование предлагаемой установки по сравнению с существующими, позволит сэкономить затраты на обеспечение внешнего источника тепла, увеличить производительность компрессора и снизить тепловую нагрузку на охладитель. Предложенная конструкция парокомрпессорной установки является энергосберегающей.