Вакуумная система на базе пароэжекторного вакуумного насоса (ПЭН)

ВСС на базе пароэжекторного вакуумного насоса (ПЭН)

Из-за условий эксплуатации вакуумных агрегатов АВТ, ПЭН обычно состоит из трех ступеней сжатия. На первых двух ступенях насоса перекачиваемая смесь сжимается до определенного промежуточного давления за счет кинетической энергии рабочего агента (РА). Перед входом в следующую ступень сжатия смесь перекачиваемой среды и АР проходит через промежуточный конденсатор поверхностного типа. В межтрубное пространство конденсаторов подается вода, в межтрубное пространство — смесь откачиваемых паров и рабочего агента. В промежуточном конденсаторе достигается почти полная конденсация УМ, а на второй и третьей ступенях — частичная конденсация ПГМ. Благодаря этому массовая нагрузка на каждую последующую ступень PEN постепенно снижается. Распределение общей степени сжатия в PEN по ступеням подлежит расчету оптимизации:

Так как перекачиваемый WMS содержит значительное количество водяного пара, более целесообразно обеспечить конденсацию максимального количества водяного пара на первой ступени, что обеспечивает снижение расхода пара на последующих ступенях. В этом случае целесообразно подавать все количество циркулирующей воды в трубный отсек холодильника-конденсатора первой ступени, после чего воду можно последовательно подавать в остальные промежуточные конденсаторы. Это связано с тем, что в каждой последующей фазе PEN температура конденсации водяного пара увеличивается. Аналогичным образом уменьшается требуемая (расчетная) площадь поверхности теплообмена конденсаторов каждой последующей ступени PEN.

Принципиальная схема рассматриваемой VSS на основе PEN представлена ​​на рис.1.

ПГМ, не сконденсировавшийся в предконденсаторе, всасывается в паровой эжектор J-401, где смесь сжимается до промежуточного давления за счет кинетической энергии водяного пара. Смесь водяного пара (ПА) и перекачиваемой смеси подается в межтрубное пространство холодильника-конденсатора Е-423, где смесь ПГС первой ступени и РА конденсируется до промежуточного высокого давления, а паровая и жидкая фазы они отдельные. Конденсированная жидкая фаза направляется в С-1.

Рис. 1. Принципиальная схема VSS на базе PEN.

J-401 — эжектор первой ступени; Е-423 — холодильник-конденсатор первой ступени; J-402 — эжектор второй ступени; Е-424 — холодильник-конденсатор второй ступени; J-403 — эжектор третьей ступени; Е-431 — холодильник-конденсатор третьей ступени; С-1 — сепаратор (каплеуловитель).

Неконденсировавшаяся часть всасывается в паровой эжектор J-402, где сжимается до следующего промежуточного давления за счет кинетической энергии водяного пара. Полученная смесь подается в межтрубную часть холодильника-конденсатора Е-424, где повторяются процессы конденсации и разделения. Конденсированная фаза сбрасывается на C-1.

Неконденсированный в холодильнике E-424 направляется на всасывание в паровой эжектор J-403, где он сжимается до конечного давления нагнетания (немного выше атмосферного) за счет кинетической энергии водяного пара. Перекачиваемая после эжектора смесь рабочего агента и ПГМ попадает в пространство оболочки холодильника-конденсатора Э-431, где происходит окончательная конденсация и разделение газовой и жидкой фаз. Конденсированная часть выбрасывается в C-1.

Рис. 2 Многоструйный паровой эжектор: А, Б — стартер; 1 — сопло; 2 — запутанный подъезд; 3 — камеры смешения; 4 — расширяемый диффузор

Основными элементами PEN являются паровые эжекторы. В последнее время стали популярны паровые эжекторы с несколькими соплами. Такое расположение позволяет уменьшить габариты оборудования и снизить металлоемкость эжекторов. На рис. 2 показан чертеж парового эжектора с несколькими соплами.

Перекачиваемая смесь поступает в сопло A и сжимается до промежуточного давления водяным паром, подаваемым через сопло B. Сжатый пар выходит через расширяемое сопло 1 со сверхзвуковой скоростью в виде турбулентной струи. За счет турбулентного смешения закрученных масс турбулентной паровой струи с молекулами перекачиваемого газа и вязкого трения между пограничными слоями вязкой струи и соседними слоями ВМС последний втягивается во входной конфузор 2, который служит для обеспечения максимально полного смешения пара с газом.

Этот процесс характеризуется выравниванием значений всех параметров смеси (давления, плотности, скорости и температуры) на поперечном сечении потока. Из-за обмена энергиями и возникновения ударной волны давление перекачиваемого газа увеличивается, достигает статического давления смеси, а расход уменьшается до звукового. В горловине камеры смешения 3 завершается выравнивание значений параметров смешения и в расширяющемся диффузоре 4 происходит дальнейший переход кинетической энергии струи в потенциальную, что сопровождается уменьшением скорость и повышение давления смеси на выходе.

Производительность PEN зависит от различных параметров, таких как давление рабочего пара, температура и расход охлаждающей воды, давление всасывания и количество газовой смеси.

Конструктивно промежуточные конденсаторы первой ступени сжатия (Е-423 на рис. 1) идентичны теплообменникам, показанным на рис. 5.4. Конденсаторы, используемые на ступенях 2 и 3, являются типичными кожухотрубными конденсаторами.

Преимущества рециркуляционного эжектора

• нет необходимости устанавливать отводы конденсата на выходе каждого потребителя, что снижает затраты на покупку и установку отводов конденсата и сопутствующих труб, а также повышает общую надежность системы;
• высокое качество процесса теплообмена — равномерная температура по всей поверхности теплообмена вне зависимости от конфигурации теплообменника и текущей нагрузки;
• точная регулировка в широком диапазоне нагрузок;
• выше скорость пара в теплообменнике — выше скорость нагрева;
• пар на выходе из эжектора ближе к насыщению, чем пар на выходе из регулирующего клапана — эффективность теплопередачи выше.

3.1. Принцип работы компрессионного холодильника

Теоретической базой, на которой построен принцип работы холодильников, схема которого представлена ​​на рис. 23, является второй закон термодинамики. Газообразный хладагент в холодильниках выполняет так называемый обратный цикл Карно. В этом случае основной теплообмен основан не на цикле Карно, а на фазовых переходах — испарении и конденсации. В принципе можно сделать холодильник, используя только цикл Карно, но в то же время, чтобы получить высокую производительность, как компрессор, создающий очень высокое давление, так и очень большую площадь охлаждающего теплообменника и нагрева является обязательным.

Хладагент попадает в испаритель под давлением через дроссельное отверстие (капиллярный или расширительный клапан), где из-за резкого снижения давления жидкость испаряется и превращается в пар. В этом случае хладагент отводит тепло от внутренних стенок испарителя, благодаря чему внутреннее пространство холодильника охлаждается. Компрессор втягивает хладагент в виде пара из испарителя, сжимает его, за счет чего температура хладагента повышается и выталкивает его в конденсатор. В конденсаторе хладагент, нагретый за счет сжатия, охлаждается, отдавая тепло внешней среде, и конденсируется, то есть превращается в жидкость. Процесс повторяется снова. Таким образом, в конденсаторе хладагент (обычно фреон) под действием высокого давления конденсируется и переходит в жидкое состояние с выделением тепла, а в испарителе под действием низкого давления хладагент закипает и превращается в газообразное, поглощая тепло.

термостатический расширительный клапан (ТРВ) необходим для создания необходимого перепада давления между конденсатором и испарителем, при котором происходит цикл теплообмена. Он позволяет правильно (более полно) заполнить внутренний объем испарителя закипевшим хладагентом. Расход расширительного клапана изменяется по мере уменьшения тепловой нагрузки на испаритель и по мере уменьшения температуры в камере, количество циркулирующего хладагента уменьшается. Капилляр — аналог расширительного клапана. Он не меняет своего поперечного сечения, но дросселирует определенное количество хладагента в зависимости от давления на входе и выходе капилляра, его диаметра и типа хладагента.

При достижении необходимой температуры датчик температуры размыкает электрическую цепь и компрессор останавливается. При повышении температуры (из-за внешних факторов) датчик снова включает компрессор.

Эжектор для отсоса воды

Если говорить о водозаборе, то здесь часто используется эжектор для водяного насоса. Дело в том, что если после бурения скважины вода окажется меньше семи метров, обычный водяной насос справится с большими трудностями. Конечно, можно сразу купить погружной насос, производительность которого намного выше, но он стоит дорого. Но с помощью эжектора можно увеличить мощность имеющегося агрегата.

Следует отметить, что конструкция этого устройства довольно проста. Изготовление самодельного гаджета также остается непростой задачей. Но для этого придется потрудиться над чертежами эжектора. Основной принцип работы этого простого аппарата заключается в том, что он дает дополнительное ускорение потоку воды, что приводит к увеличению подачи жидкости в единицу времени. Другими словами, работа агрегата заключается в повышении давления воды.

Особенности монтажа устройства

Как уже было сказано, установка эжектора, встроенного в насос, особых проблем не представляет, так как устройство уже находится в корпусе устройства. Поверхностный насос просто подключается к водопроводу с одной стороны и к водопроводу с другой.

При использовании в составе насосной станции насос подключается к гидроаккумулятору через специальный штуцер на пять выходов. Кроме того, насос необходимо будет подключить к контактам реле давления, чтобы обеспечить его автоматическое включение и выключение.

На этой схеме наглядно показана процедура подключения выносного эжектора к насосной станции с указанием монтажных положений всех необходимых компонентов

Перед включением поверхностного насоса обязательно заполните его водой через заливное отверстие. Такое оборудование без воды включить невозможно, они могут перегореть. Если насос установлен правильно, эжектор будет работать без перебоев.

Но установка внешнего эжектора осуществляется по более сложной схеме. Для начала потребуется установить шланг, который обеспечит обратный поток воды из бачка в эжектор. На впускной части эжектора установлен обратный клапан. За ним следует сетчатый фильтр, предохраняющий прибор от засорения.

Над рециркуляционной трубой должен быть установлен регулирующий клапан, чтобы регулировать количество воды, направляемой в эжектор. Этот узел не является обязательным, но он может значительно улучшить ситуацию с напором воды в доме.

Чем меньше воды возвращается в эжектор, тем больше ее остается для домашней сантехники.

Сборка эжектора перед эксплуатацией производится по стандартной схеме. К нижней части корпуса эжектора подсоединен сетчатый фильтр, сверху — через сопло трубку Вентури, выполненную в виде пластикового раструба (+)

Таким образом можно влиять на давление воды в водопроводе. Если он отсутствует, слегка поверните обратный клапан на обратной линии.

Если давление слишком велико и создает ненужную нагрузку на систему водоснабжения, имеет смысл направить в эжектор больше воды, чтобы повысить эффективность насосного оборудования.

Некоторые промышленные модели эжекторов уже оснащены этой системой регулирования. В инструкции, прилагаемой к устройству, обычно подробно описана процедура настройки работы эжектора.

2.3. Пароэжекторные холодильные установки

Цикл пароструйной холодильной установки (рис. 19 и 20) также выполняется за счет тепловых и немеханических затрат энергии.

Рис. 19. Принципиальная схема пароструйной холодильной установки: НК — холодильная камера; Э — эжектор; — конденсатор; РВ — редукционный клапан; Н — насос; КА — котельная группа

Рис. 20. Схема пароструйной холодильной установки со смесительным конденсатором

В этом случае самопроизвольный перенос тепла от более нагретого тела к менее нагретому телу является компенсирующим. В качестве рабочего тела можно использовать пар любой жидкости. Однако обычно используется самый дешевый и доступный хладагент: водяной пар при низких давлениях и температурах.

Из котельной установки пар поступает в сопло эжектора Е. Когда пар выходит с большой скоростью, в камере смешения за соплом создается разрежение, под действием которого теплоноситель втягивается в камеру смешения из ХК холода комната. В эжекторном диффузоре скорость смеси уменьшается, а давление и температура повышаются. Затем паровая смесь поступает в конденсатор КД, где превращается в жидкость в результате отвода тепла q1 в окружающую среду. Из-за многократного уменьшения удельного объема при конденсации давление снижается до значения, при котором температура насыщения примерно равна 20 ° С. Одна часть конденсата перекачивается насосом Н в котел КА, а другая часть дросселируется в клапане PB, за счет чего при понижении давления и температуры образуется влажный пар с небольшой степенью сухости. В испарителе-теплообменнике HK этот пар сушится при постоянной температуре, забирая тепло q2 от охлаждаемых объектов, а затем снова поступая в паровой эжектор.

Поскольку затраты механической энергии на перекачку жидкой фазы в абсорбционных и пароструйных холодильных установках чрезвычайно низки, ими пренебрегают, а эффективность таких агрегатов оценивается с помощью коэффициента использования тепла, который представляет собой отношение тепла, отбираемого от объектов к охлаждаться до тепла, используемого для выполнения циклов.

В принципе, для достижения низких температур в результате передачи тепла «горячему» источнику можно использовать другие принципы. Например, можно снизить температуру за счет испарения воды. Этот принцип применяется в условиях жаркого и сухого климата в испарительных кондиционерах.

Изготовление эжектора и его подключение к насосному оборудованию

Разобравшись, что такое эжектор и изучив принцип его работы, вы поймете, что это простое устройство можно сделать своими руками. Зачем делать эжектор своими руками, если его можно без проблем купить? Дело в экономии. Найти конструкции, с помощью которых можно самостоятельно изготовить такое устройство, особых проблем не представляет, а для его изготовления не требуются дорогостоящие расходные материалы и сложное оборудование.

Как сделать эжектор и подключить его к помпе? Для этого необходимо подготовить следующие компоненты:

• майка женская;
• союз;
• суставы, локти и другие соединительные элементы.

Аксессуары для самодельного эжектора

Эжектор изготавливается по следующему алгоритму.

1. В нижнюю часть тройника ввинчивается штуцер, причем делается это так, чтобы узкий патрубок тройника находился внутри тройника, но не выступал с его тыльной стороны. Расстояние от конца узкого патрубка до верхнего конца тройника должно составлять примерно два-три миллиметра. Если ниппель слишком длинный, то конец его узкого соска шлифуют, если он короткий — увеличивают с помощью полимерной трубки.
2. В верхнюю часть тройника ввинчивается переходник с внешней резьбой, который будет подсоединен к всасывающей линии насоса.
3. В нижнюю часть тройника ввинчивается угловой патрубок с уже установленным штуцером, который будет соединен с рециркуляционной трубкой эжектора.
4. В боковой патрубок тройника ввинчивается также угловой патрубок, к которому при помощи клещевого хомута подключается водопроводная труба из колодца.
5. Самодельная сборка эжектора

Все резьбовые соединения, выполняемые при изготовлении самодельного эжектора, должны быть герметичными, что обеспечивается применением ленты ФУМ. На трубе, по которой будет забираться вода из источника, необходимо разместить обратный клапан и сетчатый фильтр, который защитит эжектор от засорения. В качестве труб, с помощью которых эжектор будет подключаться к насосу и накопительной емкости, обеспечивающей рециркуляцию воды в системе, можно выбрать как металлопластиковые, так и полиэтиленовые изделия. Во втором варианте для установки требуются не клещи-хомуты, а специальные обжимные элементы.

После выполнения всех необходимых подключений в колодец ставится самодельный эжектор и вся трубопроводная система заполняется водой. Только после этого можно произвести первый пуск насосной станции.

Собственноручная сборка эжектора

Для изготовления простейшего эжекционного устройства вам понадобится сантехническая фурнитура, которая всегда под рукой или в продаже — рубашка с внутренней резьбой, стыками и загибами.

Основной элемент — неравномерный тройник, в нижнюю часть которого вставлен ниппель с внешней резьбой. При установке фитинга нужно следить, чтобы он не доходил до верхнего края тройника на 2-3 мм. Для этого при необходимости его модифицируют распилом или наращивают полиэтиленовой трубой. Фитинг будет играть роль форсунки, поэтому разрежение в Т-образном корпусе и давление воды на выходе зависят от точности его установки.

К верхней части тройника через переходник подсоединяется полиэтиленовая труба для подачи воды в систему. На резьбе нижней части, помимо штуцера, установлен отвод для подачи оборотной воды от насоса. Для забора воды из колодца или колодца используется боковой тройник с полиэтиленовой трубой, соединенной через выходное отверстие. Его диаметр должен быть меньше основного отверстия штуцера.

Что касается габаритов, то для изготовления эжектора, обеспечивающего подачу воды в небольшой дом или дачу, будет достаточно тройника из «с боковым штуцером из» и внутреннего штуцера диаметром 12 мм.

Порядок подключения труб

Для соединения с соседними элементами системы можно использовать полиэтиленовые или металлопластиковые трубы. Труба, присоединяемая к боковой трубе с установленным обратным клапаном и фильтром, должна иметь длину, достаточную для погружения в колодец, она фиксируется в первую очередь.

Трубопровод рециркуляции подсоединяется к нижнему концу устройства с помощью узкого штуцера, соединенного с резервуаром для воды и необходимого для создания обратного потока.

Верх эжектора соединен трубопроводом с поверхностным насосом, на этом сборка самодельной эжекторной установки завершается.

Что нужно учесть при подключении?

Эжекторный вакуумный насос (независимо от того, является ли он удаленным или встроенным эжекторным насосом) должен быть установлен с соблюдением всех рекомендаций (они есть в инструкциях для конкретной модели устройства).

Например, после выпускного патрубка необходимо установить обратный клапан. Это предотвратит работу агрегата на холостом ходу. Всасывающая вода труба должна быть расположена на глубине не менее 1 м. Диаметр колодца, напротив, должен быть не менее 12 см в диаметре.

Если вы купили для помпы дорогой эжектор, тоже можно его доработать — установить автоматику. Это автоматизирует работу системы, а также может значительно продлить срок эксплуатации вашего агрегата.

Поверхностный насос с внешним эжектором, а также насос с внутренним эжектором монтируются с помощью двух дополнительных манипуляций:

1. Для рециркуляции необходимо установить на трубу специальную прокладку. Он простирается от эжектора до напорной трубки. Затем к всасывающему патрубку оборудования подключается эжектор для насоса.
2. Патрубок — водяной фильтр, как и обратный кран, необходимо таким же образом монтировать на всасывающей трубе эжектора.
   
   Подключение эжекторного насоса

При необходимости описанная выше система рециркуляции также оснащается краской для красителя. Это необходимо, если вода в колодце находится на уровне, значительно превышающем тот уровень, на который рассчитано оборудование.

Напор воды на эжекторе можно регулировать, увеличивая давление в системе водоснабжения. Есть даже устройства с «мелкими» деталями для настройки этого параметра. Обычно эта деталь подробно объясняется в документации на агрегат.

Стартовый запуск и дальнейшая эксплуатация

Первоначальный пуск насосной станции рекомендуется проводить по следующей схеме:

1. Залить воду в насос через специальное отверстие.
2. Закройте кран, по которому вода поступает от насосной станции в водопровод.
3. Включите насос примерно на 10-20 секунд и сразу выключите.
4. Откройте кран и удалите часть воздуха из системы.
5. Повторите короткий цикл включения / выключения насоса в сочетании с продувкой воздухом, пока трубы не заполнятся водой.
6. Снова включите насос.
7. Подождите, пока аккумулятор не заполнится и насос автоматически отключится.
8. Откройте любой водопроводный кран.
9. Подождите, пока из гидроаккумулятора выйдет вода и насос запустится в автоматическом режиме.

Если при запуске системы с эжектором вода не поступала, возможно, воздух каким-то образом ушел в трубы или первоначальное заполнение водой было выполнено неправильно. Имеет смысл проверить наличие и состояние обратного клапана. Если его там нет, воду просто выльют в колодец, а трубы останутся пустыми.

Эти моменты следует учитывать при использовании насосной станции с эжектором, которая запускается после длительного хранения. Немедленно проверяется обратный клапан, целостность труб и герметичность соединений.

Нижнее сопло эжектора, через которое всасывается вода, необходимо защитить от загрязнения с помощью фильтра грубой очистки (+)

Если все в порядке и вода не течет, то необходимо проверить напряжение, подаваемое на насосную станцию. Если он слишком низкий, насос просто не может работать на полную мощность. Необходимо восстановить нормальную мощность оборудования, и проблема исчезнет.

Если эжектор нужен для улучшения давления воды в системе, а не для увеличения глубины забора воды, то можно использовать самодельную модель эжектора, описанную выше.

Но его не нужно погружать в воду, его можно поставить в удобном месте рядом с поверхностным насосом. В этом случае эжектор будет работать так же, как и модель интегрированного промышленного производства.

2.2. Парокомпрессорные холодильные установки

В парокомпрессорных холодильных установках (ПХУ) в качестве рабочего тела используются низкокипящие жидкости (таблица 1), что позволяет реализовать процессы подвода и отвода тепла по изотермам. Для этого используются процессы вскипания и конденсации рабочего тела (теплоносителя) при постоянных давлениях.

Таблица 1.

Физические параметры хладагентов

Хладагент	Температура кипения tкип. При давлении p = 0,1 МПа, ° С	Критическая температура, ° С	Температура замерзания, tкам, ° С	Скрытая теплота парообразования при tкип, кДж / кг
Аммиак NH3	-33,7	132,4	-77,7	1370
Фреон R-12 CCl2F2	-30,6	111,5	-155,0	162
Фреон R-22 CHF 2CI	-40,75	96,0	-160,0	233,5
Фреон R-134A CF3CFH2	-26,1	101,1	-101,0	217,1

В 20 веке в качестве хладагентов широко использовались различные фреоны на основе фторуглеродов. Они вызвали активное разрушение озонового слоя, поэтому их использование в настоящее время ограничено, а основным используемым хладагентом является хладагент на основе этана К-134А (открыт в 1992 г.). По термодинамическим свойствам он близок к фреону К-12. Оба хладагента имеют незначительную молекулярную массу, теплоту испарения и температуру кипения, но, в отличие от K-12, хладагент K-134A не агрессивен по отношению к озоновому слою Земли.

Схема ПКХУ и цикл в координатах Ts показаны на рис. 15 и 16. В ПКХУ давление и температура снижаются за счет дросселирования хладагента при его прохождении через редукционный клапан РВ, проходное сечение которого может изменяться.

Хладагент из холодильной камеры XK поступает в компрессор K, где он адиабатически сжимается в процессе 1-2. Образующийся сухой насыщенный пар поступает в KD, где он конденсируется при постоянном давлении и температуре в процессе 2-3. Выделяемое тепло q1 отводится от «горячего» источника, которым в большинстве случаев является окружающий воздух. Образующийся конденсат дросселируется в редукторе давления PB с регулируемым проходным сечением, что позволяет изменять давление выходящего влажного пара (процесс 3-4).

Рис. 15. Принципиальная схема (а) и цикл в координатах Ц (б) парокомпрессорной холодильной установки: КД — конденсатор; К — компрессор; ХК — холодильная камера; ПБ — редуктор давления

Поскольку процесс дросселирования, протекающий при постоянном значении энтальпии (h3 — h), необратим, он представлен пунктирной линией. Влажный насыщенный пар с небольшой степенью сухости, полученный в результате процесса, поступает в теплообменник холодильной камеры, где при постоянных значениях давления и температуры испаряется под действием тепла q2b, отнимаемого от предметов в камеру (процесс 4-1).

Рис. 16. Принципиальная схема парокомпрессорного холодильника: 1 — холодильная камера; 2 — теплоизоляция; 3 — компрессор; 4 — сжатый горячий пар; 5 — теплообменник; 6 — охлаждающий воздух или охлаждающая вода; 7 — жидкий теплоноситель; 8 — дроссельная заслонка (расширитель); 9 — расширенная жидкость, охлажденная и частично испаренная; 10 — охладитель (испаритель); 11 — испарившийся хладагент

В результате «высыхания» степень сухости теплоносителя увеличивается. Количество тепла, отбираемого от охлаждаемых объектов в холодильной камере, в координатах TB определяется площадью прямоугольника под изотермой 4-1.

Использование низкокипящих жидкостей в ПЧУ в качестве рабочего тела позволяет приблизиться к обратному циклу Карно.

Вместо дроссельной заслонки можно также использовать расширительный цилиндр для понижения температуры (см. Рис. 14). В этом случае установка будет работать по обратному циклу Карно (12-3-5-1). Тогда тепло, отбираемое от охлаждаемых объектов, будет больше — оно будет определяться площадью под изотермой 5-4-1. Несмотря на частичную компенсацию энергозатрат на работу компрессора положительной работой, получаемой при расширении хладагента в расширительном цилиндре, такие системы не используются из-за их конструктивной сложности и больших размеров. Кроме того, в установках с дросселями переменного сечения намного проще регулировать температуру в холодильной камере.

Рис. 17. Цикл парокомпрессорной холодильной установки с перегревом рабочего тела

Для этого достаточно изменить проходное сечение дроссельной заслонки, что приводит к изменению давления и соответствующей температуры насыщенного пара хладагента на выходе из клапана.

В настоящее время вместо поршневых компрессоров используются в основном лопастные компрессоры (рис. 18). Дело в том, что отношение коэффициентов охлаждения PKHU к обратному циклу Карно составляет <= 0,85, то есть довольно велико.

В установках реальных паровых компрессоров от теплообменника-испарителя холодильной камеры в компрессор поступает не влажный, а сухой или даже перегретый пар (рис. 17). Это увеличивает отвод тепла q2, снижает скорость теплообмена хладагента со стенками цилиндра и улучшает условия смазки поршневого узла компрессора. В аналогичном цикле происходит переохлаждение рабочего тела в конденсаторе (участок изобары 4-5).

Рис. 18. Теоретический цикл и принципиальная схема холодильной установки, работающей по обратимо обратимому циклу Карно

Общие сведения о приспособлении

Эжектор — это небольшое, но очень эффективное устройство, работающее в паре с насосом. Если говорить о воде, то, конечно, используется водяной насос, но он может работать и с паром, и с паром, и с парами ртути, и с жидкой ртутью.

Использование этого оборудования целесообразно, если водоносный горизонт достаточно глубокий. В таких ситуациях очень часто бывает, что обычное насосное оборудование не подает воду в дом или обеспечивает недостаточный напор. Эжектор поможет решить эту проблему.

Выбор: встроенный или внешний?

В зависимости от места установки различают удаленные и встроенные эжекторы. В конструктивных особенностях этих устройств большой разницы нет, но расположение эжектора все же несколько влияет как на установку насосной станции, так и на ее работу.

Поэтому продольные эжекторы обычно размещаются внутри или рядом с корпусом насоса. В результате эжектор занимает минимум места и его не нужно устанавливать отдельно, достаточно выполнить обычный монтаж насосной станции или самого насоса.

Кроме того, эжектор, расположенный в корпусе, надежно защищен от загрязнения. Вакуумное и обратное всасывание воды осуществляется непосредственно в корпусе насоса. Нет необходимости устанавливать дополнительные фильтры для защиты эжектора от засорения илом или частицами песка.

Выносной эжектор для насосной станции установить сложнее, чем комнатную модель, но этот вариант создает гораздо меньший шумовой эффект

Однако следует помнить, что такая модель демонстрирует максимальную эффективность на небольшой глубине, до 10 метров. Интегрированные эжекторные насосы предназначены для этих относительно неглубоких источников и имеют преимущество в обеспечении отличного потока воды.

Следовательно, этих характеристик достаточно, чтобы использовать воду не только для бытовых нужд, но и для орошения или других хозяйственных операций. Другая проблема — повышенный уровень шума, так как звуковой эффект воды, проходящей через эжектор, добавляет вибрации работающего насоса.

Если вы решили установить насос со встроенным эжектором, вам нужно будет уделить особое внимание звукоизоляции. Насосы или насосные станции со встроенным эжектором рекомендуется устанавливать вне дома, например в отдельном здании или в кессоне колодца.

Электродвигатель для насоса с эжектором должен быть мощнее аналогичной модели без эжектора.

На некотором расстоянии от насоса устанавливается выносной или внешний эжектор, и это расстояние может быть довольно значительным — 20-40 метров, некоторые специалисты даже считают приемлемым показатель 50 метров. Таким образом, удаленный эжектор можно разместить непосредственно в источнике воды, например, в колодце.

Внешний эжектор не увеличивает производительность насоса настолько, насколько он предназначен для увеличения глубины всасывания воды из источника, которая может достигать 20-45 м

Разумеется, шум от работы эжектора, установленного глубоко под землей, больше не будет беспокоить жителей дома. Однако этот тип устройства должен быть подключен к системе через рециркуляционную трубу, по которой вода будет возвращаться в эжектор.

Чем больше глубина установки устройства, тем длиннее трубу придется опускать в колодец или яму.

наличие еще одной трубы в колодце лучше предусмотреть еще на этапе проектирования устройства. Подключение выносного эжектора также предусматривает установку отдельного накопительного бака, из которого будет забираться вода для рециркуляции.

Такой бак позволяет снизить нагрузку на поверхностный насос, сэкономив электроэнергию. Стоит отметить, что КПД внешнего эжектора немного ниже, чем у моделей, встроенных в насос, однако возможность значительного увеличения глубины всасывания заставляет смириться с этим недостатком.

При использовании внешнего эжектора нет необходимости размещать насосную станцию ​​непосредственно возле источника воды. Его легко установить в подвале жилого дома. Расстояние от источника может варьироваться в пределах 20-40 метров; это не повлияет на работу насосного оборудования.

Разновидности эжекторов

Эжекторные насосы доступны в паровом, пароструйном и газовом вариантах. Общий принцип их действия идентичен. Но устройство работает по-разному. Паровой эжекторный насос используется для откачки газообразных сред из замкнутого объема. Можно удерживать давление на отрицательном уровне, выпуская окружающую среду. Область применения — промышленность.

Пароструйная конструкция предназначена для работы с газообразными жидкостями и жидкостями. Отличие работы эжекторного устройства этого типа заключается в том, что пар, проходящий через сопло с большой скоростью, всасывает с собой перекачиваемую среду. Учитывая высокую производительность, предназначением этих устройств является срочная откачка воды, например, на корабле.

Газовый тип — отдельная категория эжекторов. Устройства работают со сжатым газом, который, смешиваясь с перекачиваемой средой, направляется в диффузор для торможения. После прохождения смесь вытесняется через отверстие форсунки. Эти устройства в основном предназначены для газовой промышленности.

Встроенные модели

Чтобы понять, что такое эжектор, необходимо рассмотреть классификацию этих устройств по месту установки. Интегрированные шаблоны — это часть дизайна, а точнее, его часть. Эжектор может быть закреплен на самом насосе или рядом с ним на единой раме. Установка состоит из крепления агрегата к основанию и подключения сил

Схема работает, когда вода поднимается с глубины 10 метров. Точные параметры указаны в технической документации. Рекомендуется установка вне дома. Это может быть котлован, в котором устанавливается перемычка, или отдельная постройка. Это связано с повышенным шумом и вибрациями. Если это невозможно, рассматривается следующий тип установки.

Принцип действия пароэжекторных холодильных машин

Метод получения холода без выполнения механических работ заключается в вытеснении пара из испарителя. В этой установке хладагентом является вода, поэтому температура в холодильной камере не может быть ниже 0 ° C.

Пароструйный холодильник состоит из эжектора, испарителя, конденсатора, насоса и расширительного клапана. Вода действует как теплоноситель, в качестве источника энергии используется пар с давлением 0,3-1 МН / м2, который поступает в сопло эжектора, где расширяется. В результате в эжекторе и, следовательно, в испарителе машины создается пониженное давление, которое соответствует температуре кипения воды немного выше 0 ° C (обычно около 5 ° C). В испарителе за счет частичного испарения вода, поступающая к потребителю, охлаждается. Всасываемый испарителем пар, а также рабочий пар эжектора попадает в конденсатор, где переходит в жидкое состояние, отдавая тепло охлаждающей среде. Часть воды из конденсатора подается в испаритель для восполнения потерь охлажденной воды.

Пароструйные системы используются в промышленности, где имеется пар высокого и среднего давления и недорогая охлаждающая вода. Эти устройства также используются на кораблях, потому что небольшое количество движущихся частей упрощает их обслуживание и ремонт.

Принцип работы холодильных машин на вихревых охладителях

Охлаждение осуществляется путем расширения предварительно сжатого воздуха из компрессора в блоки специальных вихревых охладителей.

Он не получил распространения из-за высокого уровня шума, необходимости подачи сжатого воздуха (до 10-20 атм) и его очень большого расхода при низком КПД. Достоинства — большая безопасность использования, так как не используется электричество и в конструкции отсутствуют движущиеся механические части или опасные химические соединения; долговечность, надежность.

Холодильные машины с воздушным охлаждением относятся к классу газовых холодильных машин. Воздух используется как хладагент. В диапазоне температур примерно до -80 ° C экономическая эффективность пневматических машин ниже, чем у парокомпрессионных машин. Более дешевые регенеративные воздухоохладители, в которых воздух перед расширением охлаждается в противоточном теплообменнике или теплообменнике-регенераторе. В зависимости от используемого давления сжатого воздуха воздухоохладители подразделяются на машины высокого и низкого давления. Есть воздушные машины, которые работают по замкнутому и открытому циклу.