Пароэжекторные холодильные установки для систем кондиционирования воздуха.

Идея использования воды в качестве рабочего вещества для холодильных установок всегда привлекала внимание инженеров. Вода имеет рад преимуществ над традиционными хладагентами. В первую очередь это высокая теплота парообразования, почти в два раза большая, чем у аммиака и в десять раз превышающая теплоту парообразования углекислоты. Вода экологически безопасна, безвредна и очень дешева. Но все эти достоинства нивелируются тем, что для достижения низких температур, необходимо создавать крайне низкие давления (около 0,007 атм. при 2 С). Этот факт делает воду практически непригодной в парокомпрессорных холодильных установках, поскольку они не позволяют получить достаточно низкие давления испарения.

Благодаря развитию пароструйных эжекторов, удалось разрешить проблему низких давлений, так что уже в начале двадцатого века появились пароэжекторные холодильные машины. Вначале подобные установки применялись на военных кораблях для систем аэрорефрижерации (охлаждения помещений с порохом, снарядами, продовольствием) из-за своей надежности, взрывобезопасности и простоты конструкции. В наше время системы кондиционирования воздуха, основанные на пароэжекторных машинах, составляют конкуренцию абсорбционным и компрессорным установкам. Выпуск пароводяных эжекторных установок освоен на отечественном заводе «Компрессор», расположенном в Москве. Модельный ряд продукции этого предприятия включает три пароводяные эжекторные машины:

16ЭП с номинальной холодопроизводительностью 1396 кВт и температурой воды 9 С;

17ЭП холодопроизводителностью 698 кВт, охлаждающая воду до 9 С;

18ЭП холодопроизводителностью 349 кВт с температуорй охлажденной воды 7 С.

Производительность машин регулируется ступенчато (100-50-0 %), за счет выключения части эжекторов. Возможно использование системы автоматики для регулирования работы машины, а также управление в ручном режиме.

Рассмотрим схему работы пароэжекторной холодильной установки. Из парового котла под давлением в 4-6 атм. рабочий пар поступает в сопло эжектора, где расширяется. При этом он обладает высокой скоростью (до 1000 м/с) и подсасывает холодный пар из испарителя, тем самым, понижая в нем давление. Смесь рабочего и сжимаемого пара после камеры смешения эжектора попадает в диффузор, где струя расширяется и теряет часть скорости, вследствие чего повышается давление пара. Сжатый пар поступает в конденсатор. Часть конденсата возвращается обратно в котел, а другая часть перепускается через регулировочный вентиль в испаритель.

От струйных компрессоров эжекторы холодильных установок отличаются тем, что вместо одного сопла они имеют несколько сопел.

В пароэжекторных машинах могут применяться конденсаторы смешивающие с барометрической трубой либо поверхностные.

К достоинствам пароэжекторных холодильных установок можно отнести их взрывобезопасность, отсутствие токсичных выбросов, простоту изготовления. Их главные недостатки – большой расход воды для охлаждения конденсатора, поскольку помимо пара, выполняющего функцию холодильного агента, требуется конденсировать и рабочий пар. Пароэжекторные установки можно использовать только в случаях, когда не требуется охлаждение ниже чем 1,7…2 С, например в системах кондиционирования воздуха производственных и жилых зданий, театров, пассажирских вагонов и т.п.

В заключение можно добавить, что область применения пароэжекторных холодильных установок может быть расширена путем замены водяного пара на пары хладагента, например фреона-113.