Классификация трансформаторов тепла.

Установки для трансформации тепла классифицируют по физическому принципу работы, по характеру трансформации тепла и по характеру протекания процессов трансформации во времени.

По физическому принципу работы установки для трансформации тепла разделяют на два вида: термомеханические и электромеханические.

 

Термомеханические ТТ.

Термомеханические ТТ – это установки, принцип работы которых основан на использовании процесса изменения температуры рабочего тела при изменении его давления.

Это самый распространенный вид установок для трансформации тепла и, в зависимости от способа повышения давления рабочего тела, установки этого вида делятся на: компрессионные, сорбционные и струйные.

Компрессионные ТТ.

Принцип работы компрессионных ТТ основан на использовании эффекта повышения давления рабочего тела при механическом или термическом воздействии на него.

В свою очередь, компрессионные ТТ, в зависимости от агрегатного состояния рабочего тела в процессе работы, делятся на: парожидкостные, газожидкостные и газовые.

В парожидкостных и газожидкостных ТТ агрегатное состояние агента в процессе работы изменяется (при понижении давления жидкий агент испаряется, а при повышении – конденсируется). В парожидкостных ТТ сжатие ведется при температурах ниже критической, в газожидкостных – при температурах гораздо выше критической.

В газовых ТТ агрегатное состояние агента не меняется в процессе работы, т. к. температура агента всегда остается выше критической.

На рис. 3 на TS-диаграмме показаны области изменения агрегатных состояний всех трех типов ТТ, также нанесены температурные границы работы: 1-2 – парожидкостныйеТТ, 3-4 – газожидкостные ТТ, 5-6 – газовые ТТ.

 

Рис.3.

 

Нижние рабочие температуры первого и второго вида ТТ могут заходить в область ниже температуры тройной точки кипения Т_н<Т_тт. Температурный диапазон газовых ТТ максимален, а парожидкостных – минимален. Газовые ТТ также позволяют получить, при соответствующем выборе рабочего тела, самые низкие температуры, вплоть до близких к абсолютному нулю.

 

Сорбционные ТТ.

Принцип работы сорбционных ТТ основан на том, что давление рабочего тела повышается при осуществлении термомеханической реакции поглощения (сорбции) рабочего агента сорбентом (процесс сопровождается выделением тепла), а затем понижается при выпаривании (десорбции) рабочего агента из сорбента, за счет подвода тепла извне.

Некоторые вещества образуют пары: рабочий агент – абсорбент; вода – бромистый литий; аммиак – вода; вода – едкий натр, а процессы сорбции и десорбции в сорбционных установках выполняют те же функции, что всасывание и нагнетание в механических компрессорах. Такой способ компрессии называется термохимическим.

Сорбционные ТТ делятся на абсорбционные и адсорбционные.

В абсорбционных установках сорбция идет внутри абсорбента через границу раздела жидкой и паровой фазы. В адсорбционных установках сорбция происходит на развитой поверхности адсорбента (как правило, твердого).

Для осуществления процесса трансформации тепла в сорбционных установках используется энергия в виде потока тепла.

По характеру изменения агрегатного состояния рабочего агента в сорбционных ТТ их делят на парожидкостные, газожидкостные и газовые.

 

Струйные ТТ.

Принцип работы струйных ТТ основан на использовании кинетической энергии потока. Струя пара или газа, выходя из сопла с большой скоростью, создает эжектирующий эффект, всасывая и сжимая рабочее тело.

Струйные ТТ делятся на: закрытые термодинамические системы (рабочее тело совершает циклические процессы) и открытые (процесс разомкнут).

В закрытых струйных ТТ рабочее тело циркулирует в замкнутом контуре. В открытых струйных ТТ рабочее тело поступает в систему с одними параметрами и, совершив процесс, удаляется с другими параметрами.

Струйные ТТ обычно являются парожидкостными установками.