< Попер   ЗМІСТ   Наст >

Абсорбційні теплові насоси без ректифікатора

В останні роки одержали поширення бромистолітієві (ЬіВг+НгО) абсорбційні установки, як холодильні, так і теплонасосні. Принцип дії їх не відрізняється від водоаміачних абсорбційних установок, з тією лише різницею, що в бромистолітієвої установці водяна пара - легкокиплячий компонент, що відганяється в генераторі, а абсорбуючою речовиною є розчин бромистого літію у воді. Бромистий літій має високу температуру кипіння Й не відганяється водяними парами, тому ректифікація не потрібна.

Тому що холодильним агентом є вода, яка замерзає при 0 °С, такі установки застосовуються звичайно тільки для одержання холодної води з температурою (1,7...7) °С.

На рис. 1.22 показана схема бромистолітієвого ТН.

Компоновочна схема бромистолітієвого ТН:

Рис. 1.22. Компоновочна схема бромистолітієвого ТН: / — генератор; 2 -конденсатор; 3 - випарник; 4 - абсорбер; 5 - теплообмінник; 6 і 7 - дросельні вентилі; А - гріюча пара; Б -теплоносій - до користувачів холоду; В -охолоджуюча вода

Перша судина - генератор для випарювання води з розчину. Пари її конденсуються у верхній частині апарата на поверхні змійовика, у якому циркулює холодна вода. Вода з конденсатора надходить у нижній апарат з меншим тиском, у верхній частині якого вона випаровується. Пари води поглинаються абсорбуючим водяним розчином ЬіВг, що перебуває в нижній частині другого апарата. З генератора перепускається слабкий розчин, а з абсорбера насосом перекачується міцний розчин, що містить більшу кількість летучого компонента - води. Нагріта в конденсаторі вода надходить споживачам тепла.

На рис. 1.23 представлений цикл бромистолітієвого ТН у діаграмі

Цикл ТН у діаграмі

Рис. 1.23. Цикл ТН у діаграмі

На діаграмі зображені такі процеси: 7-2 - випаровування води з розчину у генераторі; 2-4 - охолоджування розчину у теплообміннику; 4-3 - дроселювання розчину; 3-5 - абсорбція пари води; 5-6 - процес підвищення тиску у насосі (при h = const); 6-7 - нагрів розчину у теплообміннику; 1-8 - конденсація пари у конденсаторі; 8-9 -дроселювання конденсату води (при h - const); 11-10 - випар води у випарювані; 9-11 - охолодження води при випарі.

Приклад розрахунку абсорбційного бромистолітієвого теплового насосу

Розрахувати схему бромистолітієвої абсорбційної установки холодопродуктивністю 2Ь = 1000 кВт (рис. 1.22, рис. 1.24).

Розрахункова схема бромистолітієвої абсорбційної установки

Рис. 1.24. Розрахункова схема бромистолітієвої абсорбційної установки

Вхідні дані: температура холодної води на виході з випарника /0~ =5 °С, температура води, що гріє 80 °С, температура охолодної води на вході в апарати і& ='0.с= 20 °С і на виході з них /в| = 25 °С. Кінцеві різниці температур: у конденсаторі Д/к= 5 К, в абсорбері Д/а- 8 К, у системі споживання Д/0 = З К, у генераторі Д/г= 10 К, у теплообміннику Д/То= 10 К.

Рішення. Температура генерації /г =/£ -Д/г =80-10=70 °С. Температура конденсації хладоагента (води)

'"='..-4=25+5=30 °С.

Тиск конденсації (генерації) р% ~ рк = 32 мм рт.ст. = 0,00427 МПа (визначається по - діаграмі).

Ентальпія хладоагента в точці 8: 545 кДж/кг.

Параметри хладоагента на виході з випарника /10 =/0= 5 °С;

Ро = Ріо= 6,5 мм рт.ст. = 0,000868 МПа, с^0=0 (£10=1); Л^0= 440 кДж/кг.

Температура абсорбції 'а ='5 ='в2 + 20+8=28 °С.

Параметри розчину, що виходить із абсорбера: р5= 6,5 мм рт.ст. = 0,000868 МПа; £5 =53 %; /15= 243 кДж/кг.

Параметри розчину, що виходить із генератора: рк = 32 мм рт.ст. = 0,00427 МПа; і£ =59 %і ¿2 = 320 кДж/кг.

Параметри розчину, що виходить із теплообмінника: >3= 38 °С; £3 =59 %; Ль,= 262 кДж/кг.

Параметри хладоагента на виході з генератора: />І = 32 мм рт.ст. = 0,00427 МПа; =0; Н= 2980 кДж/кг.

Кратність циркуляції розчину (питома кількість розчину, що подається в генератор, на 1 кг водяної пари, що відходить)

Теплове навантаження теплообмінника Что =(/-1ХЛ2 -Лз) = (9,84-1)(320-262)=514 кДж/кг.

Ентальпія розчину на вході в генератор = ^ + (ч*то / /)= 243+(514/9,84) = 296 кДж/кг.

Питоме теплове навантаження генератора

Чт = Ь + (/ " Щ - 2980+8,84-320-9,84-296 - 2900 кДж/кг.

Питоме теплове навантаження конденсатора дк = Л| - /і8 = 2980-550 = 2430 кДж/кг.

Параметри пари, що відводиться із випарника: 'іЗ= 5°с; РіЗ= 6>5 мм рт-ст-= 0,000868 МПа; ^=0%; Л^3= 2930 кДж/і

Питома холодопродуктивність ?0 = Л| з - Нд = 2930-550 = 2380 кДж/кг.

Питома кількість тепла, відведеного в абсорбері,

9а = (/ " 1)А4 + й> з - = 8,84-262 + 2930-9,84-243 = 2850 кДж/кг.

Тепловий баланс установки:

підведене тепло Яп=Яг + Яо = 2900+2380=5280 кДж/кг;

відведене тепло Яот =Як + 9а = 2430+2850=5280 кДж/кг;

Кількість циркулюючого хладоагента °8 = сіз = О)7% ш 1000/2380=0,42 кг/с.

Температура води, що повертається від споживача '12 = 'о + Д^0= 5+3=8°С.

Кількість холодної води, що подається споживачеві

Теплові навантаження: а) генератора £г = С?г= 0,42-2900 = 1220 кВт,

  • б) конденсатора дк = Gqv, = 0,42-2430 = 1020 кВт;
  • в) теплообмінника 2ТО = с<7то= 0,42-514 = 21,6 кВт;
  • г) абсорбера & =С<7а = 0,42-2850 = 1200 кВт.

Питома витрата тепла э = <гг/?0= 2900/2380= 1,23.

Холодильний коефіцієнт є = Яо/Яг=Яо/ бг= 1000/1220 = 0,82.

Ексергетичний ККД установки

Де {xq)0 = (Г0СР " Го.с ) / Г0ср =(279,5-293)/279,5= -0,0484; ( ^ )в = (Тй - Тос )/Гв" (353-293)/353 = 0,17.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >