Метод построения характеристик абсорбционных холодильных машин

В литературе подробно рассмотрены методы определения оптимальных режимов работы абсорбционных холодильных машин (АХМ), расчет и кон­струирование отдельных аппаратов. Однако спо­собы построения характеристик АХМ, подобных характеристикам компрессионных холодильных машин, до сих пор не освещены.

Данная статья посвящена методу построения характеристик АХМ, работающих при постоян­ной тепловой нагрузке генератора. Машины та­кого типа применяются в холодильной технике: утилизационные системы котлов, двигателей внутреннего сгорания, турбин и других агрега­тов предусматривают размещение генераторов АХМ в газоходах и выпускных трактах без спе­циального устройства, регулирующего количе­ство греющего тепла. Поэтому теплота, утили­зируемая генератором АХМ, практически посто­янна на всех режимах охлаждения и равна теп­ловой нагрузке генератора в расчетном режиме.

Для определения характеристик АХМ следует выразить величины основных показателей ее работы, например холодопроизводительности, теплоты генерации, теплового коэффициента, в зависимости от температуры кипения и конден­сации холодильного агента. Так как при ра­боте холодильного оборудования температура кипения поддерживается постоянной, то ха­рактеристики АХМ целесообразно строить в за­висимости от изменения температуры конден­сации.

Предположим, что рассчитана и спроектирова­на АХМ номинальной холодопроизводительностью Q ккал/ч для определенного режима tк и t0 и необходимо рассчитать и построить ха­рактеристики этой машины для других режимов, отличных от расчетного.

Введем следующие обозначения:

Qh – теплота генерации;

Q0 – холодопроизводительность;

ζ – тепловой коэффициент;

Vr – часовой объем цир­кулирующего крепкого раствора;

qh – удельная теплота генерации;

q0 – удельная холодопро­изводительность;

vr – удельный объем крепкого раствора;

ξr и ξa – концентрации крепкого и слабого растворов;

f – кратность циркуляции раствора;

D – количество циркулирующего жид­кого холодильного агента.

Показатели машины в расчетном режиме обозначаются с индексом «р». Примем также, что нам известны оптимальные показатели работы машины в расчетном режиме [1].

При отклонении режима работы машины от расчетного показатели работы будут отклонять­ся от оптимальных значений. Их действитель­ные значения будут определяться количеством жидкого холодильного агента D, образующимся при данных и постоянных для всех режимов Qhр и Vrр. В свою очередь, величина D зависит от ξr, ξa, f. Так как ξr однозначно определяется параметрами окружающей среды, то, следова­тельно, для того чтобы начать рассчитывать характеристики АХМ, необходимо прежде всего найти значение ξa в каждом рабочем режиме.

Величина ξa должна отвечать двум условиям: она должна быть такой, чтобы в этом режиме величины qh  и D соответствовали Qhр, а значения f и DVrр.

Эти условия можно записать в виде следующих выражений:

qh·D= Qhр         (1)

и

f ·D = Vrр / vr.     (2)

Исходя из указанных условий необходимо определять действительные показатели АХМ для какой-либо t0 = inv при изменяющейся величине tк. Расчеты необходимо производить для кон­кретных значений tк1, tк2, …, tкn. Последова­тельность действий для каждого значения tкi должна быть следующей.

1. Определяем ξr с помощью ξ-i-диаграммы рабочего раствора АХМ.

2. Задаемся несколькими значениями ξa и для каждого из них рассчитываем или определя­ем с помощью диаграмм и таблиц  f, qh, q0.

3. Рассчитываем D для каждого из значений ξa, которыми пришлось задаться, по формуле, вытекающей из выражений [2]:

D = Vrр/ (f ·vr).

4. Вычисляем значения:

Qh= D·qh            (3)

Q0= D·q0            (4)

ζ = Q0 / Qh.

5. Строим графические зависимости всех па­раметров в функции от ξa так, как это показано на рис. 1.

Рис. 1. Определение рабочих параметров АХМ в режиме t0 = inv, tк = var

Рис. 1. Определение рабочих параметров АХМ в режиме t0 = inv, tк = var

6. Наносим линию расчетного значения Qhр = inv на семейство кривых Qh= fa) и выде­ляем точки пересечения линий 1, 2, …, n.

7. Определяем абсциссы этих точек, находя равновесные значения ξa1, ξa2, …, ξan для каж­дого режима по tк, удовлетворяющие первому условию расчета рабочего режима. В этих точках тепловая нагрузка на генератор равна расчет­ной. При этом автоматически соблюдается вто­рое условие, так как значения D определялись по формуле, выведенной исходя из этого условия.

8. Рассчитываем аналитически или определя­ем графически с помощью рис. 1 величины f, D, Q0 и ζ, соответствующие равновесным зна­чениям ξa.

То же необходимо выполнить для других зна­чений t0.

Результаты расчетов и графических построений позволяют получить характеристики АХМ.

Пример построения характеристик АХМ для трех основных режимов работы машины по ки­пению в диапазоне температур конденсации 10…50 °C приведен на рис. 2. Они выполнены для АХМ, проект которой выработан ВНИИВ для автономных рефрижераторных вагонов [2].

Рис. 2. Характеристики АХМ для автономного рефриже­раторного вагона

Рис. 2. Характеристики АХМ для автономного рефриже­раторного вагона

АХМ имеет следующие расчетные параметры: холодопроизводительность в режиме t0 = 5 °C, tк = 45 °C 14000 ккал/ч, теплота генерации 31000 ккал/ч, расход крепкого раствора 285 кг/ч. Полученные кривые позволяют легко анализировать изменение показателей АХМ в различных условиях работы и производить все­возможные вариантные расчеты энергохолодиль­ных систем с АХМ.

Литература

1. Данилов Р.Л. Определение оптимального режима работы абсорбционной холодильной машины. «Холо­дильная техника», 1959, № 3.

2. Сапожников С.А., Данилов Р.Л., Зибель К.Б. Абсорбционные машины на хладотранспорте. М., Труды ВНИИ вагоностроения, вып. 9, 1969.

Поделитесь с друзьями
  • Facebook
  • Twitter
  • LinkedIn
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>