ПОЛУЧЕНИЕ ХОЛОДА С ПОМОЩЬЮ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Для этой цели используются парокомпрессионные и абсорбционные холодильные установки. Рассмотрим вкратце принцип их работы, а также принцип работы теплового насоса, который может применяться для охлаждения и отопления здания.

Парокомпрессионная холодильная установка, схема которой показана на рис. 6, состоит из испарителя, компрессора, конденсатора, дроссельного вентиля и соединительных трубопроводов. В качестве рабочего тела - хладагента - в основном используются фреоны 11, 12, 22, 113, 114 и др.

Рис. 6. Схема парокомпрессионной холодильной установки

Рис. 6. Схема парокомпрессионной холодильной установки

1 - испаритель; 2 - компрессор; 3 - конденсатор; 4 - дроссельный вентиль

Цикл холодильной установки осуществляется следующим образом. В результате подвода теплоты Qи в испарителе хладагент испаряется при низкой температуре и соответствующем низком давлении. Образующиеся пары хладагента сжимаются в компрессоре, для чего затрачивается работа Lк. При отводе теплоты Qк в конденсаторе пары охлаждаются и конденсируются при более высоких (по сравнению с испарителем) температуре и давлении. При прохождении хладагента через дроссельный вентиль его давление и температура понижаются до уровня давления и температуры в испарителе и часть хладагента испаряется без подвода теплоты извне. Эффективность цикла холодильной установки определяется отношением холодопроизводительности Qи к работе Lк, затраченной на сжатие пара хладагента в компрессоре: ε = Qи / Lк. Холодильный коэффициент ε = 2÷4 и увеличивается при уменьшении разности температур в конденсаторе и испарителе.

Абсорбционная холодильная установка

Для производства холода в абсорбционной установке используется теплота, а рабочим телом служит бинарная смесь хладагента и абсорбента. Абсорбент - это такая жидкость, которая химически связывается хладагентом при низких температурах и отделяется от него при высоких температурах. Обычно используются такие смеси: вода (хладагент) - бромистый литий (абсорбент) и аммиак (хладагент) - вода (абсорбент).

Принцип работы бромисто-литиевой абсорбционной холодильной установки поясняется с помощью рис. 7.

Установка состоит из генератора, конденсатора, испарителя, абсорбера, насоса, теплообменника, дроссельных вентилей. Как видим, компрессор отсутствует, а давление повышается вначале при растворении хладагента в слабом растворе в абсорбере, а затем насосом. Цикл начинается с выпаривания воды из крепкого раствора и перегрева образующегося водяного пара в генераторе, куда подводится теплота от солнечного коллектора. Температура в генераторе равна 77 - 99 °С. Пар из генератора поступает в конденсатор, где он охлаждается приблизительно до 37 - 40 °С водой из градирни и превращается в жидкость, которая затем вновь частично испаряется при расширении в дроссельном вентиле 7. Полное испарение воды происходит в испарителе при низком давлении и температуре 4 ˚С, при этом от воздуха в помещении (или воды) отводится теплота, необходимая для испарения хладагента. Пар низкого давления поступает в абсорбер, где он поглощается слабым раствором, давая крепкий раствор, который насосом подается через теплообменник в генератор. В цикле теплота от рабочего тела отводится в конденсаторе (Qк) и абсорбере (Qа), а подводится в генераторе (Qг) и испарителе (Qи).

Рис. 7. Схема абсорбционной холодильной установки

Рис. 7. Схема абсорбционной холодильной установки

1 - генератор; 2 - конденсатор; 3 - испаритель: 4 - абсорбер: 5 - насос; 6 - теплообменник; 7, 8 - дроссельные вентили