RU2163705C1

RU2163705C1 - Steam-jet ejector refrigerating machine

Info

Publication number: RU2163705C1
Application number: RU99122657A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Кириллов
Original assignee: Военный инженерно-космический университет им. А.Ф. Можайского
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-02-27

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: heat formed during burning of fuel in furnace of steam generator is transferred to water which is evaporated forming steam. Steam from steam generator enters ejector through steam superheater sucking cold vapor from refrigerator. Then mixture of hot and cold steam enter e steam-and-water pump preheater. Water from feed tank is simultaneously admitted to water-and- steam pump-preheater where steam and water are intensively mixed, thus resulting in preheated condensate at high temperature and pressure. Condensate is fed to steam generator, feed tank and upper portion of refrigerator. In refrigerator condensate is partially evaporated and remaining part of condensate is cooled. This part of condensate is circulated through closed cold water loop passing through cold consumer. Check valves are fitted where required for control of motion of steam between steam superheater, steam generator and steam-and-water pump- preheater. EFFECT: increased refrigerating effect of machine due to reduced power requirements and reduced mass and overall dimensions. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области холодильной техники с использованием пароэжекторных холодильных машин и предназначено для холодоснабжения и кондиционирования воздуха автономных объектов. The invention relates to the field of refrigeration using steam ejector refrigerators and is intended for refrigeration and air conditioning of autonomous facilities.

Известен способ регенеративного подогрева питательной воды в струйном подогревателе, включающий в себя подачу пара в турбогенератор, отбор пара из турбогенератора, отвод в конденсатор, подачу конденсата из конденсатора и пара, отобранного из турбогенератора, в струйный аппарат с конденсацией пара в струйном аппарате и нагревом за счет этого конденсата с последующей подачей подогретого конденсата в диаэратор и далее в котел-парогенератор (Патент РФ N 2115831, Бюл. N 20 от 20.07.98 г.). A known method of regenerative heating of feed water in a jet heater, comprising supplying steam to a turbogenerator, taking steam from a turbogenerator, taking it to a condenser, supplying condensate from a condenser and steam taken from a turbogenerator to a jet apparatus with steam condensation in the jet apparatus and heating for account of this condensate with the subsequent supply of heated condensate to the diaerator and then to the steam boiler (RF Patent N 2115831, Bull. N 20 from 07.20.98).

Известно устройство пароводяного насоса-подогревателя (ПНП), предназначенного для применения в различных промышленных технологиях с использованием пара, совмещающего в себе функции подогревателя и насоса одновременно. Применение ПНП позволяет существенно сократить расход электроэнергии на собственные нужды и уменьшить массогабаритные характеристики теплообменных аппаратов ("Энергетика Петербурга" /газета/, N 5 (11) от 25.05.99 г. ). Однако ранее пароводяной насос-подогреватель в холодильных машинах не применялся. A device for a steam-water pump-heater (PNP), designed for use in various industrial technologies using steam, combining the functions of a heater and a pump at the same time. The use of PPS allows you to significantly reduce energy consumption for your own needs and to reduce the weight and size characteristics of heat exchangers (Petersburg Power Engineering / newspaper /, N 5 (11) from 05.25.99). However, previously the steam-water pump-heater was not used in refrigerators.

Известна схема пароэжекторной холодильной машины, включающая в себя парогенератор, эжектор, в который поступает рабочая среда из парогенератора и холодильника, холодильник (испаритель), конденсатор, откуда рабочая среда поступает в парогенератор и холодильник, питательный насос перед парогенератором и дроссельный вентиль перед холодильником, при этом подвод высокотемпературной теплоты (нагрев) осуществляется в парогенераторе, а подвод низкотемпературной теплоты (охлаждение) в холодильнике (Чечеткин А.В., Занемонец Н. А. Теплотехника /Учеб. для хим.-техн. вузов/. - М.: Высшая школа, 1986, стр. 105). Однако на привод питательного насоса требуется подвод электроэнергии, то есть наличие энергосети или автономного источника электроэнергии. A known scheme of a steam ejector chiller, including a steam generator, an ejector, into which the working medium comes from the steam generator and the refrigerator, a refrigerator (evaporator), a condenser from where the working medium enters the steam generator and the refrigerator, a feed pump in front of the steam generator and a throttle valve in front of the refrigerator, In this case, the supply of high-temperature heat (heating) is carried out in a steam generator, and the supply of low-temperature heat (cooling) in the refrigerator (Chechetkin A.V., Zanemonets N.A. Heat engineering / U .. Chem ee-tehn for Universities / -. M .: Higher School, 1986, page 105).. However, a power supply is required to drive the feed pump, that is, the presence of a power grid or an autonomous source of electricity.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в повышении холодильного коэффициента пароэжекторной холодильной машины за счет уменьшения энергозатрат на собственные нужды и снижении массогабаритных характеристик машины. The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to increase the refrigeration coefficient of the steam ejector refrigeration machine by reducing energy consumption for own needs and reducing the overall dimensions of the machine.

Для достижения этого технического результата пароэжекторная холодильная машина, включающая в себя парогенератор, эжектор, в который поступает рабочая среда из парогенератора и холодильника, холодильник, дроссельный вентиль перед холодильником, при этом подвод высокотемпературной теплоты (нагрев) осуществляется в парогенераторе, а подвод низкотемпературной теплоты (охлаждение) - в холодильнике, снабжена после парогенератора пароперегревателем, через который проходят продукты сгорания топлива, пароводяным насосом-подогревателем, установленным после эжектора, питательным баком, связанным с входом и выходом пароводяного насоса-подогревателя, причем между пароперегревателем, парогенератором и пароводяным насосом-подогревателем установлены обратные клапаны, при этом линия конденсата, идущая из пароводяного насоса-подогревателя в холодильник, дополнительно к дроссельному клапану снабжена регулирующим клапаном и теплообменником-охладителем, через который проходит система охлаждения, а через нижнюю часть холодильника проходит замкнутый контур циркуляции холодной воды с насосом и потребителем холода. To achieve this technical result, a steam ejector chiller, including a steam generator, an ejector, into which the working medium from the steam generator and the refrigerator enters, a refrigerator, a throttle valve in front of the refrigerator, while high-temperature heat is supplied (heated) in the steam generator, and low-temperature heat is supplied ( cooling) - in the refrigerator, equipped with a steam superheater after the steam generator through which the products of fuel combustion pass, a steam-water heating pump, after the ejector, a supply tank connected to the inlet and outlet of the steam-water pump-heater, and check valves are installed between the steam superheater, steam generator and steam-water pump-heater, and the condensate line coming from the steam-water pump-heater to the refrigerator is additionally equipped with a throttle valve control valve and heat exchanger-cooler through which the cooling system passes, and through the lower part of the refrigerator passes a closed loop of cold odes with a pump and a consumer of cold.

Введение в состав пароэжекторной холодильной машины пароперегревателя, пароводяного насоса-подогревателя, с входом и выходом которого связан питательный бак, теплообменника-охладителя в линии, идущей от пароводяного насоса-подогревателя к холодильнику, через нижнюю часть которого проходит замкнутый контур холодной воды с потребителем холода, позволяет получить новое свойство, заключающееся в возможности использования пара для замены питательного насоса и предварительного подогрева конденсата перед парогенератором. Introduction to the steam ejector chiller of a superheater, a steam-water pump-heater, with a feed tank connected to its input and output, a heat exchanger-cooler in a line going from the steam-water pump-heater to the refrigerator, through the lower part of which there is a closed loop of cold water with a cold consumer, allows you to get a new property, which consists in the possibility of using steam to replace the feed pump and pre-heat condensate in front of the steam generator.

На чертеже изображена пароэжекторная холодильная машина по схеме Кириллова. The drawing shows a steam ejector chiller according to the scheme of Kirillov.

Холодильная машина включает в себя парогенератор 1, в топке которого сжигается топливо, пароперегреватель 2, через который проходят продукты сгорания топлива, эжектор 3, пароводяной насос-подогреватель 4, питательный бак 5, связанный с входом и выходом пароводяного насоса-подогревателя 4, при этом выходная линия 6 имеет регулирующий клапан 7. Вход эжектора 3, кроме пароперегревателя 2, связан с верхней частью холодильника 8, с которой также связан пароводяной насос-подогреватель 4 с помощью линии 9, содержащей регулирующий клапан 10, теплообменник-охладитель 11 с системой охлаждения 12 и дроссельный вентиль 13. Через нижнюю часть холодильника 8 проходит замкнутый контур холодной воды 14 с насосом 15 и потребителем холода 16. Между пароперегревателем 2, парогенератором 1 и пароводяным насосом-подогревателем 4 установлены обратные клапаны соответственно 17, 18. The refrigeration machine includes a steam generator 1, in the furnace of which fuel is burned, a superheater 2, through which the products of fuel combustion pass, an ejector 3, a steam-water pump-heater 4, a feed tank 5, connected to the input and output of the steam-water pump-heater 4, while the output line 6 has a control valve 7. The inlet of the ejector 3, in addition to the superheater 2, is connected to the upper part of the refrigerator 8, to which the steam-water pump-heater 4 is also connected via line 9, containing the control valve 10, heat exchangers a k-cooler 11 with a cooling system 12 and a throttle valve 13. A closed cold water circuit 14 with a pump 15 and a cold consumer 16 passes through the lower part of the refrigerator 8. Between the superheater 2, the steam generator 1 and the steam-water heating pump 4, check valves 17, respectively, are installed. 18.

Пароэжекторная холодильная машина работает следующим образом. Steam ejector chiller operates as follows.

Тепло, возникшее при сгорании топлива в топке парогенератора 1, передается воде, в результате чего она испаряется с образованием пара. Пар из парогенератора 1 поступает в пароперегреватель 2, через который проходят продукты сгорания топлива, где пар перегревается с повышением давления. Затем перегретый пар поступает в эжектор 3, что вызывает отсос холодного пара из холодильника 8. Из эжектора 3 смесь горячего и холодного пара поступает в пароводяной насос-подогреватель 4, куда одновременно поступает вода из питательного бака 5. В пароводяном насосе-подогревателе 4 за счет особой конструкции и эффекта смешивания двухфазных парожидкостных сред происходит интенсивное перемешивание пара и воды с последующим получением конденсата с высокой температурой и давлением. За счет этого давления происходит подача конденсата в парогенератор 1 по линии 6 с регулирующим клапаном 7 в питательный бак 5 и в верхнюю часть холодильника 8. В результате образовавшегося из-за отсоса холодного пара в эжектор 3 вакуума в верхней части холодильника 8 часть конденсата после пароводяного насоса-подогревателя 4 по линии 9 через регулирующий клапан 10, теплообменник-охладитель 11, где конденсат охлаждается за счет теплообмена с системой охлаждения 12, и дроссельный вентиль 13 попадает в верхнюю часть холодильника 8, где частично испаряется в вакууме, а остальная часть конденсата охлаждается. Эта часть конденсата циркулирует по замкнутому контуру холодной воды 14 с помощью насоса 15, проходя через потребитель холода 16. Для регулирования направления движения пара между пароперегревателем 2, парогенератором 1 и пароводяным насосом-подогревателем 6 устанавливаются обратные клапаны 17 и 18. The heat generated during the combustion of fuel in the furnace of the steam generator 1 is transferred to water, as a result of which it evaporates to form steam. The steam from the steam generator 1 enters the superheater 2, through which the combustion products of the fuel pass, where the steam overheats with increasing pressure. Then superheated steam enters the ejector 3, which causes the suction of cold steam from the refrigerator 8. From the ejector 3, the mixture of hot and cold steam enters the steam-water pump-heater 4, which simultaneously receives water from the feed tank 5. In the steam-water pump-heater 4 due to special design and the effect of mixing two-phase vapor-liquid media is intensive mixing of steam and water, followed by condensate with high temperature and pressure. Due to this pressure, condensate is supplied to the steam generator 1 via line 6 with a control valve 7 to the feed tank 5 and to the upper part of the refrigerator 8. As a result of the vacuum formed due to the suction of cold steam, a part of the condensate after the steam-water is introduced into the ejector 3 of the vacuum in the upper part of the refrigerator 8 pump-heater 4 through line 9 through a control valve 10, heat exchanger-cooler 11, where the condensate is cooled by heat exchange with cooling system 12, and the throttle valve 13 enters the upper part of the refrigerator 8, where partially It is evaporated in vacuum and the rest of the condensate is cooled. This part of the condensate circulates in a closed cold water circuit 14 using a pump 15, passing through a cold consumer 16. To control the direction of steam movement between the superheater 2, the steam generator 1 and the steam-water heating pump 6, check valves 17 and 18 are installed.

Источники информации
1. Патент РФ N 2115831, Бюл. N 20 от 20.07.98 г.Sources of information
1. RF patent N 2115831, bull. N 20 from 07/20/98

2. "Энергетика Петербурга" /газета/, N 5 (11) от 25.05.99 г. 2. "Energy of St. Petersburg" / newspaper /, N 5 (11) from 05.25.99

3. Чечеткин А.В., Занемонец Н.А. Теплотехника: Учеб. для хим. -техн. вузов. - М.: Высшая школа, 1986, стр. 105 - прототип. 3. Chechetkin A.V., Zanemonets N.A. Heat engineering: Textbook. for chem. -tech. universities. - M .: Higher school, 1986, p. 105 - prototype.

Claims

A steam-ejector chiller including a steam generator, an ejector, into which a working medium is supplied from a steam generator and a refrigerator, a refrigerator, a throttle valve in front of the refrigerator, while high-temperature heat is supplied (heating) in the steam generator, and low-temperature heat is supplied (cooling) in the refrigerator , characterized in that it is equipped after the steam generator with a superheater through which the products of fuel combustion pass, a steam-water heating pump installed after the ejector a feed tank associated with the inlet and outlet of the steam-water pump-heater, and check valves are installed between the superheater, steam generator and steam-water pump-heater, while the condensate line coming from the steam-water pump-heater to the refrigerator is equipped with a control valve in addition to the throttle valve and a heat exchanger-cooler through which the cooling system passes, and through the lower part of the refrigerator passes a closed loop of cold water circulation with a pump and will consume Lemma cold.