автореферат диссертации по энергетическому, металлургическому и химическому машиностроению, 05.04.03, диссертация на тему:Разработка и исследование вакуумно-испарительных холодильных машин с использованием воды как холодильного агента

На правах рукописи

КРЫСАНОВ Константин Сергеевич

РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВАКУУМНО-ИСПАРИТЕЛЬНЫХ

ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН с ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВОДЫ КАК ХОЛОДИЛЬНОГО АГЕНТА

Специальность 05. 04. 03. - Машины и аппараты, процессы холодильной и криогенной техники, систем кондиционирования и жизнеобеспечения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА-2007 г. ООЗОВ6488

003066488

Работа выполнена в Московском Государственном Университете Инженерной Экологии (МГУИЭ)

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор МАРИНЮК Борис Тимофеевич Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор БАБАКИН Борис Сергеевич кандидат технических наук, доцент ФРОЛОВ Юрий Дмитриевич

Ведущая организация: ЗАО НПО «ХИМСИНТЕЗ»

Защита состоится « 18 » октября 2007 года в 14 — часов на заседании диссертационного совета Д212 145.01 в Московском государственном университете инженерной экологии, 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4, аудитория имени Л А Костандова (Л-207)

С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке МГУИЭ Автореферат разослан « » сентября 2007 года

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Развитие холодильной техники в настоящее время находится под влиянием жестких экологических требований Анализируя наиболее известные, разработанные к настоящему времени в нашей стране и за рубежом синтетические заменители запрещенных к использованию холодильных агентов, можно убедиться, что у каждого из них имеются уязвимые места с позиции выполнения всех экологических, энергетических и эксплуатационных требований, предъявляемых к современным холодильным агентам Поэтому в перспективе все они могут оказаться объектами разного рода регулирования, которое в конечном итоге сведется к запретам или ограничениям их производства и потребления

В последние годы возрос интерес к холодильным агентам природного происхождения, к которым относится Н20 Использование воды как холодильного агента в системах охлаждения является перспективным в сельском хозяйстве, на транспорте, промышленности и науки в последние десятилетия Вода - экологически чистое вещество, не загрязняющее окружающую среду, не содействует потеплению окружающей среды Вода может быть как хладагентом, так и хладоносителем. Это значительно уменьшает стоимость и сложность систем охлаждения Вода химически стабильна, нетоксична, не воспламенима и не вредит окружающей среде Однако вода как холодильный агент имеет очень низкий уровень рабочих давлений В результате система должна пропускать большие объемные потоки водяного пара, имея высокие коэффициенты сжатия По этой причине, машины высокой объемной производительности являются наилучшим выбором Основной цикл машин, работающих на воде, фактически идентичен парокомпрессионному холодильному циклу с традиционными холодильными агентами, за исключением того, что в связи с доступностью и относительной дешевизной воды как холодильного агента, возможно ее использование в разомкнутом цикле В силу своих специфических свойств для работы с водой не может быть использован существующий парк компрессионного оборудования, поэтому в качестве средств компремирования выбраны скоростные вакуумные насосы ротативного действия

За рубежом ведутся работы по созданию крупных по холодильной мощности установок, работающие на воде В них применяют центробежные и осевые компрессоры, наиболее известны работы датского профессора Йохема Паула В нашей стране данной проблемой в разное время занимались к т и, доц Ивановский с учениками Создание вакумно-испарительных холодильных машин малой производительности на основе данных машин не представляется возможным поскольку КПД машин динамического принципа действия резко снижается при уменьшении потока

пропускаемого газа Требуется также организация промежуточного охлаждения водяного пара, что усложняет и удорожает стоимость установки

Цель работы

Целью работы является изучение режимов работы и снятие характеристик вакуумно-испарительной холодильной машины, способной вести охлаждение воды и водонасьпценных растворов до температуры, близкой к криоскопической

Основные задачи работы

1 Определение рациональных параметров и условий работы малых вакуумно-испарительных холодильных машин

2 Разработка аналитического описания процесса вакуумно-испарительного охлаждения жидкостей и создание на этой основе методики расчета динамики охлаждения жидкости с помощью вакуумно-испарительных холодильных машин

3 Экспериментальное исследование предельных режимов работы вакуумно-испарительных холодильных установок

4 Сравнение энергетической эффективности вакуумно-испарительных холодильных установок с современными парокомпрессионными холодильными установками

Научная новизна

Получены экспериментальные данные по динамике охлаждения воды путем вакуумной откачки ее паров из герметичного объема резервуара-испарителя.

Дано аналитическое описание процесса вакуумно-испарительного охлаждения жидкостей на основе чего предложено аналитическое выражение для расчета времени охлаждения массы воды от начальной до конечной температуры Выявлено влияние температуры воды, подаваемой на охлаждение конденсатора на эффективность процесса вакуумного охлаждения воды

Практическая значимость работы

Разработана схема вакуумно-испарительной холодильной установки для охлаждения жидкостей (воды)

Проведено сопоставление эффективности вакуумно-испарительной установки для охлаждения воды с традиционными фреоновыми холодильными установками аналогичного назначения, выявлено преимущество вакуумно-испарительных установок по расходу энергии.

Предложена методика расчета вакуумно-испарительной холодильной установки с учетом конечной пропускной способности вакуумной

коммуникации и зависимости теплоты испарения жидкости от температуры Показана возможность использования в качестве насос—компрессора вакуумно-испарительной холодильной установки образцов вакуумных насосов выпускаемых отечественной промышленностью

Выявлена возможность работы основного вакуумного насоса в режиме детандирования с возвратом работы на вал электродвигателя

Апробация работы

Основные результаты диссертации опубликованы в 6 научных работах, список которых приведен в конце реферата

Результаты исследований были представлены на 22ом конгрессе по холоду в Китае, Refrigeration Creates the future, "Vacuum-evaporative refrigeration and ice generation installation".

Установка была представлена на всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи НТТМ-2007

Структура и объем работы

Объем диссертации составляют 110 страниц, включающих 35 рисунков, 12 таблиц Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и предложений, списка используемой литературы, включающего ссылки на 103 источника

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Обоснована актуальность проблемы Показана роль природных холодильных агентов в сохранении окружающей среды

Глава 1. Вода как эффективный холодильный агент и холодоноситель. Состояние вопроса и задачи исследования.

Освещено состояние вопроса применения воды как холодильного агента Описан принцип действия и области применения вакуумно-испарительных холодильных установок Приводятся действующие в настоящее время холодильные установки использующие в качестве рабочего вещества воду, а также сопоставление их с традиционными холодильными установками

Проанализированы и классифицированы работы, посвященные исследованиям в этой области На основе публикаций отечественных и зарубежных авторов выявлено, что вода как холодильный агент имеет множество преимуществ по сравнению с традиционными холодильными агентами Недостатки вакуумно испарительных холодильных машин,

использующих воду как холодильный агент, компенсируются экологической безупречностью и энергетической эффективностью

В зарубежной научно-технической литературе практически отсутствуют публикации по использованию двухроторных вакуумных насосов в холодильных установках на воде как хладагенте. В отечественной литературе имеются единичные публикации по данной проблеме, в которых пока не отражены важнейшие и принципиальные вопросы, относящиеся к данной тематике

Предложенные в известной литературе физико-математические модели процесса вакуумно-испаритлельного охлаждения малопригодны для использования в инженерной практике

Исследования по определению предельных режимов работы вакуумно-испарительной холодильной установки на основе двухроторных вакуумных насосов не проводились

Сравнение энергетических параметров установок использующих воду как холодильный агент в зарубежных публикациях проводились для замкнутых циклов и машин большой мощности В отечественных публикациях производились лишь весьма поверхностные сравнения вакуумно-испарительных холодильных машин с разомкнутым циклом с парокомпрессионными холодильными машинами Кроме того, для сравнения брались устаревшие образцы парокомпрессионных машин

Создание вакуумно-испарительных холодильных установок в нашей стране в настоящее время находится в стадии развития Учитывая потребность сельского хозяйства и малого предпринимательства в экологически чистых машинах малой холодопроизводительности, обоснована необходимость исследование в данной области

Глава 2. Расчетно-теоретическое исследование. Аналитическое описание динамики охлаждения жидкости в вакумно-испарительных холодильных установках

Описание процессов вакуумно-испарительного охлаждения жидкостей основано на физических представлениях о процессах, происходящих в слое спокойной жидкости, находящейся в изначальном состоянии в герметичном контейнере при атмосферном давлении

Принцип действия вакуумной холодильной машины основан на том, что в процессе кипения охлаждаемой жидкости в испарителе при давлении ниже атмосферного (5 - 30 мм рт ст ) происходит интенсивный отвод тепла с порциями паров, которые конденсируются в водяном конденсаторе

Охлаждаемая жидкость заправляется в бак-испаритель, который затем вакуумируется с помощью вспомогательного насоса Как только давление в испарительной системе достигнет необходимого значения (10-30 мм рт. ст ), включается основной насос, осуществляющий дальнейшее понижение давления до требуемого уровня 5-7 мм рт ст, при работе которого и

происходит основной процесс вакуумного кипения охлаждаемой жидкости При кипении жидкости часть ее переходит в паровую фазу, за счет чего происходит понижение температуры, откачиваемые пары воды направляются в конденсатор, где происходит отвод тепла за счет охлаждающей воды

При составлении аналитического описания вакуумного-охлаждения воды сделаны следующие допущения

- поле температур по глубине слоя жидкости однородно,

- температура стенки сосуда-испарителя равна температуре жидкости,

- теплота парообразования жидкости г постоянна и не зависит от давления,

- масса охлаждаемой жидкости остается постоянной

Для описания вакуумного охлаждения применим исходные условия В герметичной полости находится жидкость с известными теплофизическими свойствами плотностью р , молекулярной массой ¡л , теплотой испарения г Исходная масса жидкости т0 занимает часть герметичной полости, паровое пространство которой подвергается динамическому вакуумированию с

эффективной скоростью откачки БЭФ

Вода"^Ь -

с"

£

Рисунок 1 - Схема вакуумного Рисунок 2 - Этапы вакуумного

воздействия на охлаяедаемую жидкость охлаждения воды

На первом этапе вакуумной откачки давление в паровом пространстве герметичного резервуара понижается до давления насыщенных паров при начальной температуре залитой в него жидкости Производится дегазация жидкости, которая сопровождается псевдокипением поверхностных слоев На втором этапе откачки происходят понижение упругости насыщенных паров интенсивный отвод тепла с порциями паров рабочего вещества, температура жидкости в герметичном резервуаре падает Третий этап характеризуется замерзанием жидкости при постоянной упругости паров надо льдом Четвертый этап характеризуется дальнейшим снижением давления упругости насыщенных паров надо льдом, что приводит к понижению температуры ледяного массива Дальнейшее уменьшение упругости насыщенных паров приводит к снижению температуры массива льда Для эффективного охлаждения жидкости используются первые два этапа процесса вакуумной откачки

Элементарное количество тепла, отнимаемого от жидкости (воды),

заправленной в испаритель () ш , составит

Охлаждение жидкости связано с отводом тепла от корпуса испарителя, что можно выразить в виде.

¿Ям = СмтмйТ (2)

где См - массовая теплоемкость жидкости при средней температуре, йТ - элементарный температурный интервал процесса, ти - масса испарителя

В тепловой баланс требуется ввести составляющую теплопритока от окружающей среды, который зависит от разности температур, времени и площади поверхности сосуда Окружающая среда имеет более высокую температуру, чем охлаждаемый объект, и, как следствие, теплоприток к охлаждаемому объекту уменьшает производительность установки в целом

При отсутствии надежной теплоизоляции на корпусе испарителя основной теплоприток, влияющий на интенсивность охлаждения, можно выразить по формуле

<*дпов = к-Р-{тос-т)^^ (3)

где

С£пов- теплоприток через стенку, Т7 - поверхность бака-испарителя, Гостемпература окружающей среды, с1т - элементарный временной интервал процесса, К- коэффициент теплопередачи

С учетом теплопритока через стенку и теплоаккумуляции массы корпуса испарителя отводимое количество тепла можно представить как

¿0, = (С„-т0 + См-тм)с1Т + К- (Тос - Т)йт (4)

Данное количество тепла отводится за счет эффекта вакуумного испарения жидкости В терминах холодильной мощности это можно представить в виде произведения скорости откачки основного насоса 5*Эф на теплоту испарения жидкости г и плотности откачиваемых насосом насыщенных паров жидкости р" Элементарную массу испаряющейся

жидкости йт выразим через 8ЭФ и плотность насыщенных паров р "

йти= р"-5ЭФ- йх (5)

С ^етом вышеизложенного, уравнение теплового баланса процесса вакуумной откачки при принятых выше обозначениях будет иметь вид

-т0 + См- тм)<ЛТ + К- Е-(Тос - Т)с1т = г- <1ти ^ (6)

Где йти - элементарное количество испаряющейся жидкости

Соответственно плотность насыщенных паров р" определим из уравнения Клапейрона-Менделеева через давление паров Р и температуру Т , молекулярную массу вещества ¡и

Р-и

*-Т (7)

Для воды как наиболее распространенного объекта охлаждения давление упругости насыщенных паров Р выразим через уравнение

о ¿по 19,7-(Г-273)

Р = 609- ехр----

Т , (8)

Подставив в (6) выражения (7) и (5), получим уравнение теплового баланса в дифференциальной форме:

(С, т0 + См • тм) аТ + К ^ (Тос-Т)йт = г?-^ 5ЭФ йх

Я'Т ,(9)

Подставляя выражение (9) в уравнение (8) и разделяя переменные, получим

г = -(С„ пг0 + Си «„) К*] -19,7 (Г-Г273) , „ „

Т. г 5ЭФ 609 ехр т-'-+К ^ (Тос - Т) ^

При принятых допущениях это наиболее точное соотношение для определения времени охлаждения воды начальной массы т0, учитывающее как скорость откачки, так и теплопритоки извне

В инженерной расчетной практике часто требуется проведение быстрых приближенных оценок и расчетов времени охлаждения воды с начальной массой т0 от начальной температуры тн до конечной тк, которая

выше 0°С С достаточной для инженерных расчетов точностью упругость паров воды можно выразить по эмпирической формуле Р = 609е°'О7(Г-273)(Па) (11)

Данное уравнение дает результаты с приемлемой точностью до 3-5% в данном диапазоне+30-+3°С (рис 1)

Подставив выражение для Р в дифференциальное соотношение и интегрируя его получим результирующее уравнение

г = -(С" Щ> е [-е-"г" (Тк + 14,28) + <Гм" (Гя +14,28)]

(13)

где Ь, А - эмпирические коэффициенты для воды равные, соответственно Ь=0,07, А=606,5

Глава 3. Экспериментальное исследование режимов работы вакуумно-испарительной холодильной машины при охлаждении воды.

Для изучение режимов работы и снятие характеристик вакуумно-испарительной холодильной машины на кафедре Холодильной и криогенной техники Московского государственного университета инженерной экологии была создана экспериментальная вакуумно-испарительная холодильная установка, схема которой представлена на рисунке 3 Основное назначение установки исследование динамики охлаждения пресной воды и параметров, влияющих на процесс

Испаритель представляет собой сосуд из химического стекла емкостью 20л с герметично закрывающейся крышкой, паровое пространство которого соединяется с насосно-конденсаторным агрегатом вакуумной коммуникацией Предварительные опыты показали, что сетевая вода содержащая незначительное количество солей и дистиллированная вода дают одинаковый результат поэтому во всех опытах использовалась сетевая вода подготовленная фильтрованием от механических примесей и ржавчины

В состав агрегата входят водяной кожухозмеевиковый конденсатор и два вакуумных насоса, один из которых является основным, а другой вспомогательным Основной насос ротативного принципа действия обеспечивает откачку паров охлаждаемой жидкости при ее кипении в испарителе и их сжатие до давления конденсации В качестве основного вакуумного насоса использовали двухроторные машины отечественного производства, производительностью 50 л/с (малый насос) и 150л/с (большой насос), а вспомогательного - 5 л/с

Конденсатор кожухотрубный, с водяным охлаждением Конденсация паров осуществляется в межтрубном пространстве, вода протекает внутри трубок

Приборы и датчики, установленные в различных частях системы, позволяют проводить необходимые измерения, такие как температура кипения, температура конденсации, и другие параметры. Все датчики температур представляют собой хромель-копелевые термопары

На установке предусмотрено измерение напряжения, силы тока и мощности, подаваемых на основной и вспомогательный насосы, что позволяет оценить затраты энергии на производство холода

Систематические ошибки при испытаниях удавалось существенно уменьшить путем тарирования средств измерения измерительными приборами с более высокой точностью Вероятность появления предельных погрешностей показаний приборов составляет около 5% Случайные погрешности минимизировались путем сравнения с большинством аналогичных точек при построении характеристик

Рисунок 3 - Схема вакуумно-испарительной установки для охлаждения жидкостей

I - бак испаритель, 2 - основной насос, 3 — водяной кожухозмеевиковый конденсатор, 4 — вспомогательный вакуумный насос, 5 — мультиметр аналоговый, б — мультиметр цифровой, 7 — вакуумный вентиль, 8 — вентиль натекатель, 9 — заливная горловина, 10 - вентиль слива конденсата, 11 — цифровой приемник преобразователь сигнала с термопар, 12 — включатель вспомогательного вакуумного насоса, 13 — включатель основного вакуумного насоса, 14 — термометр температуры воды выходящей из конденсатора, 15 - термометр температуры воды входящей в конденсатор, 16 — термопара температуры конденсации, 17 — термопарный датчик температур воды в испарителе

Достоверность методики расчета вакуумно-испарительных холодильных установок подтверждена удовлетворительным согласованием распределения расчетных и экспериментальных данных по изменению температуры воды в баке испарителе с течением времени (рисунок 4)

Экспериментально показано, что градиент температур в слое охлаждаемой воды при охлаждении не превышал 1 5К Для исследования градиента температур экспериментальная установка, находящаяся в МГУИЭ, была модернизирована, в бак испаритель были установлены 4 независимые термопары, которые находились на разных глубинах Схема распределения термопар представлена на рисунке 5

Рисунок 4 - Экспериментальные и расчетные кривые динамики охлаждения воды

/ — скорость откачки основного насоса 50л/с, заправка 20л, начальная температура воды: +23"С (сплошная линия построена по расчетным данным, прерывистая - по экспериментальным).

2 — скорость откачки основного насоса 150л/с, заправка 40л, начальная температура боды + 30"С (сплошная линия построена по расчетным данным, прерывистая - по экспериментальным).

Результаты опыта показаны на рисунке 6. Очевидно, что разница температур между верхними и нижними слоями жидкости составляет не более 1К и лишь при температурах 0-5°С приближается к 1.5К. Это обусловлено тем что с понижением температуры интенсивность кипения падает и слои жидкости менее интенсивно перемешиваются. Но даже при околонулевых температурах разница температур слоев составляет не более 1,5К. Это дает возможность в установка* вакуумного охлаждения воды при малых заправках не использовать мешалки и, тем самым, существенно сократить капитальные и эксплуатационные затраты у конечного потребителя.

В инженерной практике применения холодильных установок важен такой параметр как температура конденсации, т.к. от этого параметра зависит возможность использования тех или иных типов конденсаторов. Для исследования данного вопроса на установке, расположенной в МГУИЭ, был проведен ряд опытов, с разной температурой воды, подаваемой на конденсатор. Температура воды, подаваемой на конденсатор, была 15, 25, 33 и 38°С. Результаты опытов представлены на рисунке 7.

Как видно из рисунка 7, с повышением температуры воды, подаваемой на конденсатор, время, требующееся для охлаждения воды, растет. Это обусловлено тем, что конденсатор работает менее эффективно и температура конденсации возрастает с увеличением температуры охлаждающей воды.

3S

»

f5

fC ¡111

* Температура вам конденсатор 25 С » Теоды пйдвояшчй да. яаденсэ^ор! 33 & ' Температура воды подвозимой иа конденсатор С х Температура воды подвойимой нз конденсатор 15 С

л

!

sí ■ * 'г * * * ■ * I Í

X я * 1 х - Г ^ X л

[L X* * 1 X *4 * • - •

1 i

в 5- 10 15 20 25 Зв 35

Рисунок 7 - Зависимость динамики охлаждения воды от температуры охладающей воды, подаваемой на конденсатор

С повышением температуры охлаждающей конденсатор воды идет резкое ухудшение производительности конденсатора, за счет чего значительно возрастает потребление энергии основным насосом Дальнейшее повышение температуры воды, подаваемой на конденсатор, до 39°С показало, что конденсация происходит частично, что приводит к значительным нагрузкам на основной насос и к замедлению скорости охлаждения Как следствие, становится проблематичным использования конденсатора воздушного охлаждения (КВО) в вакуумно-испарительных системах охлаждения жидкостей эоо т N. Вт | , г

£ Мь .»Ас

' А ' 4. * ** А.

f

Л. м

•# # ♦

Я i ян ш

I Ш ,Ш щ ¡

* 4* ♦ ♦ *• <► " V

" Т тммрягура «яшшмцй ёояцЧ WC

всю ?ш> S00 600 400 300 200 100 о

О б 10 1S 20 2S 30

Рисунок 8 - Зависимость потребляемой мощности от температуры охлаждающей воды, подаваемой на конденсатор

"1 -

f

■й

Однако показатели установки и расход энергии при температурах воды на конденсатор 25°С и 33 4°С позволяют с уверенностью заявлять возможность работы вакуумно-испарительной машины с водой из градирни (рисунок 8)

В вакуумной холодильной установке большая часть потребляемой электроэнергии приходится на основной вакуумный насос, установленная мощность электродвигателя которого составляла 1.5 кВт Для доказательства данного утверждения нами были проведены испытания стенда с заменой вспомогательного вакуумного насоса большей мощности на маломощную машину, со скоростью откачки 0,5л/сек Процедура испытаний включала 3 варианта испытаний

1) на протяжении всего опыта работал вспомогательный вакуумный насос, со скоростью откачки 5л/сек (базовый вариант),

2) вспомогательный насос был заменен маломощным насосом, со скоростью откачки 0,6 ,л/сек,

3) после предварительного вакуумирования и включения основного насоса, вспомогательный вакуумный насос был отключен от вакуумной системы

Как видно из рисунка 10 в опыте № 3 время охлаждения 20 л воды увеличилось в два раза По сравнению со штатным режимом, возрос расход энергии на привод основного вакуумного насоса Это можно объяснить тем, что все неконденсируемые газы скапливались в коммуникации, повышая давление в полости конденсатора и нагнетательном трубопроводе основного вакуумного насоса, что негативно сказалось на его производительности, и как следствие, на времени всего процесса 40 ■

9 10 ЭР 3© 40 ЭР ТО

Рисунок 9 - График сравнения скорости охлаждения воды от скорости откачки вспомогательного вакуумного насоса

№1 вспомогательный вакуумный насос 5л/сек, №2 вспомогательный насос 0,6л/сек,

№3 после предварительного вакуумирования и включения основного насоса, вспомогательный вакуумный насос был отключен от вакуумной системы

N. ВТ

О В 10 18 30 2в

Рисунок 10 - График зависимости потребляемой мощности от температуры охлаждаемой воды

В опыте № 2 уменьшение скорости откачки дополнительного насоса почти в 10 раз, с 5 л/сек до 0,6 л/сек, практически не повлияло на увеличение периода охлаждения заправленной воды в испарителе Это объясняется тем, что с откачкой паров воды справляется конденсатор, а вспомогательный насос служит только для предварительного вакуумирования и удаления из системы неконденсируемых газов (воздуха) В этом случае потребляемая мощность основного насоса 680Вт, превосходит мощность вспомогательного насоса, которая составляла 120 Вт

Влияние скорости откачки вспомогательного насоса на энергопотребление основного можно проследить на рисунке 10 При полностью отключенном дополнительном насосе энергопотребление основного насоса резко возрастает, что, как указано выше, связанно с накоплением в нагнетательных коммуникациях основного насоса неконденсируемых газов, которые не отводятся вспомогательного насосом Однако рост энергии на основном насосе при сильном уменьшении скорости откачки дополнительного насоса является несущественньм и не вносит значительного вклада в энергопотребление Как видно из рисунка 3, уменьшение скорости откачки дополнительного насоса в 10 раз привело к незначительному увеличению энергии, потребляемой основным насосом

4. Практическое применение вакуумно-испарительных холодильных машин.

Холодильная техника является энергоемкой отраслью промышленности Тарифы на электроэнергию растут как для индивидуальных потребителей, так и для предприятий Применение

вакуумно-испарительных холодильных машин приведет к экономии электроэнергии как в промышленности, так и в сельском хозяйстве

В агропромышленном комплексе такие машины удобны для охлаждения молока, т.к, кроме меньшего по сравнению с фреоновыми машинами энергопотребления, они не требуют высококвалифицированного обслуживания, и при этом является экологически безопасным

Применение вакуумно-испарительных холодильных установок в кондиционировании также выгодно, тк вода является одновременно и хладоносителем, и холодильным агентом, что сильно упрощает систему и уменьшает расходы на электроэнергию

Составлен промышленный ряд вакуумно-испарительных установок на основе выпускаемых отечественной промышленностью насос-компрессоров типа ДВН 50 и ДВН 150

Также водяные установки могут эксплуатироваться на предприятиях пищевой промышленности, для охлаждения продуктов, содержащих в своем составе воду, или для охлаждения и транспортировки, например, живой рыбы

Приведены расчетные и экспериментальные характеристики вакуумно-испарительных установок и проведено сравнение с аналогичными парокомпрессионными установками использующими в качестве холодильного агента фреоны

Парокомпрессионная установка работает на фреоне R22 и состоит из спирального компрессора 2 с конденсатором водяного охлаждения 3 и бака испарителя со щелевым кипением холодильного агента 1 Установка, предназначена для охлаждения тонны молока, потребляет 5 3кВт электроэнергии и охлаждает молоко с +34°С до +4°С за 2,5часа времени

л

W-яаНХЬ

\

}

4..............

\j

Рисунок 11 - Схема паркомпрессионной холодильной установки для охлаждения молока

Рисунок 12 - Схема вакуумно-испарительной холодильной установки для охлаяедения молока

Вакуумно-испарительная холодильная установка, представленная на рисунке 12, состоит из 3-х насосов ДВН150 2, включенных в вакуумную магистраль, параллельно потребляющих 12 кВт электроэнергии, и дополнительного насоса 4, потребляющего 500 Вт электроэнергии Также в установке присутствует бак испаритель 1 и водяной конденсатор 3

Суммарно вакуумно-испарительная установка потребляет 4.1 кВт электрической мощности

Время охлаждения тонны молока для вакуумно-испарительной установки, рассчитанное по формуле, составляет 2,2 часа Количество электроэнергии, затраченной на охлаждение тонны молока, равно соответственно 13 25кВт*ч для парокомпрессионной установки и 9кВт*ч для вакуумно-испарительной

Наглядно характеристики двух сравниваемых установок представлены в таблице!

Таблица 1 Сравнение параметров парокомпрессионной холодильной машины работающей на К22, и вакуумноиспарительной холодильной машины.

Парокомпрессионная установка Вакуумно-испарительная

Холодильный агент К22 молоко

Охлаждаемый объект молоко молоко

Заправка, л 1000 1000

Потребляемая электрическая мощность, кВт 5,3 4,1

Потребляемая электроэнергия, кВт*ч 13,25 9

Время охлаждения молока с +34°С до +4°С, час 2,5 2,2

Как видно из таблицы 1, вакуумно-испарительная холодильная машина по энергетическим параметрам превосходит традиционную парокомпрессионную установку на фреоне Кроме того, парокомпрессионная установка использует кипение хладагента в щели при температуре -3°С, следовательно, возможно подмораживание молока у стенок сосуда, что негативно сказывается на качестве продукта

Выводы

- Экспериментально подтверждены энергетические и экологические преимущества вакуумно-испарительного охлаждения воды и водосодержащих пищевых жидкостей, по сравнению с существующими парокомпрессионными установками, работающими на традиционных холодильных агентах

- На основе физической модели предложено аналитическое описание процесса вакуумного испарительного охлаждения воды и водосодержащих жидкостей

- Разработана инженерная методика расчета вакуумно-испарительных холодильных установок

Предложен конструктивный ряд вакуумнно-испарителдьных холодильных установок для охлаждения воды и молока

- Полученные экспериментальные данные подтверждают методику расчета вакуумно-испарительных холодильных установок

- Выявлены предельные характеристики по условиям охлаждения конденсатора

- Выявлена возможность работы основного вакуумного насоса в режиме детандирования с возвратом работы на вал электродвигателя

Условные обозначения:

^ - молекулярная масса воды, г - теплота испарения воды, т0 - исходная

S О

масса жидкости, Эф— эффективной скоростью откачки, — количество

тепла отведенное от жидкости, - количество тепла отведенное от стенок

С Т

сосуда, м - массовая теплоемкость жидкости при средней температуре, я ,

т

к- температуры воды начальная и конечная, ти - масса испарителя, CW-теплоприток через стенку, F - поверхность бака-испарителя, Гостемпература окружающей среды, dx - элементарный временной интервал процесса, К- коэффициент теплопередачи, р"- плотности откачиваемых насосом насыщенных паров жидкости, Р — давление паров воды в испарителе, dmu - элементарное количество испаряющейся жидкости

Основные результаты работы освещены в следующих публикациях:

1 Б Т Маринюк, К С Крысанов «Вакуумно-испарительные водо-охлаждающиеустановки»//Холодильнаятехника.-2005-№10 -с 31-32

2 ВТ Marmyuk, КS Krysanov, АЕ Ermolaev «Vacuum-evaporative refrigeration and ice generation installation» 22nd international congress of refrigeration, Refrigeration creates the future August 21-26, 2007, Beijing, P R China ICR07-B2-60

3 Б T Маринюк, К С Крысанов «Энергетическая эффективность вакуумно-испарительного охлаждения воды» // Холодильный бизнес — 2006-№6 -с.30-34

4 БТ Маринюк, КС Крысанов «Высокотемпературные режимы вакуумного охлаждения воды» // Холодильный бизнес - 2005 - №7 -с 10-11

5. Б Т Маринюк К С Крысанов, А Е Ермолаев «Вакуумные холодильные установки и холодоаккумуляторы водного льда» // Труды кафедры «холодильная и криогенная техника» Техника низких температур, сборник научных статей - М 2006 - с 42-46

6 Б Т Маринюк К С Крысанов, А.Е Ермолаев, Д В Сусликов «Экологически чистый вакуумно-испарительный метод охлаждения пищевых жидкостей содержащих воду » // Материалы конференции «Современные тенденции развития техники низких температур» - Техника низких температур и экология -М 2007 - с 37-38

Подписано в печать « » сентября 2007 г. Печать офсетная. Бумага 80 гр/м2 Формат 60 х 90/16. Объем 1,0 п.л

Тираж 100 экз. Заказ № Оригинал подготовлен автором Отпечатано на множительной технике МГУИЭ 105066, г. Москва, ул. Старая Басманная, 21/4

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ВОДА КАК ЭФФЕКТИВНЫЙ ХОЛОДИЛЬНЫЙ

АГЕНТИХОЛОДОНОСИТЕЛЬ.

1.1. Экологические аспекты применения холодильных агентов.^

1.2. Природные холодильные агенты.

1.3. Вода как холодильный агент.

1.4. Холодильные установки, использующие воду как холодильный агент.

1.5. Необходимость математического описания вакуумно-испарительного охлаждения воды.

1.6. Выводы.

ГЛАВА 2. РАСЧЕТНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ. АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ДИНАМИКИ ОХЛАЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ В ВАКУМНО-ИСПАРИТЕЛЬНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ,

2.1. Физическая модель процесса вакуумно-испарительного охлаждения.

2.2. Аналитическое описание процесса вакуумно-испарительного охладения.

2.3. Обоснование применения конденсатора в схеме 50 установки вакуумно-исапрительного охлаждения.

2.4. Методика расчета вакуумно испарительной установки 54 для охлаждения воды или водосодержащих жидкостей.

2.5. Выводы.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВАКУУМНО-ИСПАРИТЕЛЬНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ ПРИ ОХЛАЖДЕНИИ ВОДЫ.

3.1. Экспериментальная установка.

3.2. Методика проведения опытов.

3.3. Определение скорости откачки основного вакуумного насоса. ^

3.4. Динамика вакуумного охлаждения воды.

3.5. Распределение температур по глубине слоя воды при ее вакуумном охлаждении. ^

3.6. Влияние температуры воды подаваемой на конденсатор на скорость охлаждения. ^

3.7. Энергетические показатели установки вакуумного охлаждения.

3.8. Охлаждение воды с высокой начальной температурой

3.9. Обработка опытных данных и оценка погрешностей.

3.10. Промышленные испытания вакуумно-испаритльной холодильной машины.

3.11. Выводы.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ ВАКУУМНО

ИСПАРИТЕЛЬНЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН.

4.1. Области применения вакуумно-испарительных машин малой холодильной мощности. ^

4.2. Обоснование применения двухротоных вакуумных насосов в холодильных машинах использующих воду как ^ холодильный агент.

4.3. Пример расчета вакуумно-испарительных установок для охлаждения молока. ^

4.4. Сравнение параметров реально действующей парокомпрессионной установки охлаждения молока с ^ вакуумно-испарительной холодильной установкой.

4.5. Использование вакуумно-испарительного метода охлаждения для систем кондиционирования воздуха. ^

4.6. Выводы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

Развитие холодильной техники в настоящее время находится под влиянием жестких требований по экологии холодильных установок. Анализируя наиболее известные, разработанные в различное время в нашей стране и за рубежом синтетические заменители запрещенных к использованию холодильных агентов, можно убедиться, что у каждого из них имеются уязвимые места с позиции выполнения всех экологических, энергетических и эксплуатационных требований, предъявляемых к современным холодильным агентам. Поэтому в перспективе все они могут оказаться объектами разного рода регулирования, которое в конечном итоге сведется к запретам или ограничениям их производства и потребления.

В последние годы возрос интерес к холодильным агентам природного происхождения к которым относится вода. Использование водяного пара как холодильного агента получило значительное внимание промышленности и науки в последние десятилетия. Вода экологически чистое вещество, не загрязняющее окружающую среду, не содействует глобальному потеплению. При использовании воды в качестве холодильного агента можно рассчитывать на максимальное упрощение технологической схемы холодильной установки по сравнению с классическими парокомпрессионными холодильными установками на традиционных холодильных агентах. Вода может быть как хладагентом, так и хладоносителем. Это значительно уменьшает стоимость и сложность систем охлаждения. Вода химически стабильная, нетоксичная, не воспламенима, и не вредит окружающей среде. Однако вода как холодильный агент имеет очень низкий уровень рабочих давлений, в результате система должна проводить большие объемные потоки водяного пара и очень высокие коэффициенты сжатия. Для получения холодильной мощности в несколько сотен киловатт требуются машины динамического принципа действия.

Высокие отношения давлений необходимые для функционирования холодильный установок на воде как холодильном агенте с применением ЦКМ, требуют использование многоступенчатых компрессоров. Основной цикл машин работающих на воде фактически идентичен парокомпрессионному холодильному циклу с традиционными холодильными агентами, за исключением того, что в связи с доступностью и относительной дешевизной воды как холодильного агента, возможно, ее использование в разомкнутом цикле. В силу специфических свойств воды в установках не может быть использован существующий парк компрессионного оборудования, поэтому в качестве средств компремирования выбирать высокоскоростные машины способные работать в диапазоне давлений 5-50мм.рт.ст.

За рубежом часто используются крупные по холодильной мощности установки работающие на воде, в них применяют центробежные и осевые компрессоры.

Основным преимуществом применения вакуумно-испарительной машины является использование в качестве холодильного агента воды содержащейся в продукте (молоко, квас, соки.), при этом процесс охлаждения может вестись от высокой начальной температуры 40-50С до криоскопической температуры.

Целью работы является изучение режимов работы и снятие характеристик вакуумно-испарительной холодильной машины, способной вести охлаждение воды и водонасыщенных растворов до температуры, близкой к криоскопической.

Результаты исследования и полученные данные предлагается применить при создании промышленного образца вакуумно-испарительной холодильной машины.

Научная новизна

Получены экспериментальные данные по динамике охлаждения воды путем вакуумной откачки ее паров из герметичного объема резервуара-испарителя. Дано аналитическое описание процесса вакуумно-испарительного охлаждения жидкостей, предложено аналитическое выражение для расчета времени охлаждения массы воды от начальной до конечной температуры. Выявлено влияние температуры воды, подаваемой на охлаждение конденсатора на эффективность процесса вакуумного охлаждения воды.

Практическая значимость работы

Разработана схема вакуумно-испарительной холодильной установки для охлаждения жидкостей (воды).

Проведено сопоставление эффективности вакуумно-испарительной установки для охлаждения воды с традиционными фреоновыми холодильными установками аналогичного назначения, выявлено преимущество вакуумно-испарительных установок по расходу энергии.

Предложена методика расчета вакуумно-испарительной холодильной установки с учетом конечной пропускной способности вакуумной коммуникации, зависимости теплоты испарения жидкости от температуры. Доказана возможность использования в качестве насос-компрессора вакуумно-испарительной холодильной установки образцов вакуумных насосов выпускаемых отечественной промышленностью.

Выявлена возможность работы основного вакуумного насоса в режиме детандирования с возвратом работы на вал электродвигателя.

Апробация работы

Основные результаты диссертации опубликованы в 6 научных работах, список которых приведен в конце реферата.

Результаты исследований были представлены на 22ом конгрессе по холоду в Китае, Refrigeration Creates the future, "Vacuum-evaporative refrigeration and ice generation installation".

Установка была представлена на всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи ШТМ-2007.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

- Экспериментально подтверждены основные преимущества вакуумно-испарительного охлаждения воды и водосодержащих пищевых жидкостей, по сравнению с существующими парокомпрессионными установками. К основным преимуществам можно отнести экологичность и низкий расход энергии.

-На основе физической модели предложено аналитическое описание процесса, учитывающее все основные параметры вакуумно-испарительного охлаждения.

- Разработана инженерная методика расчета вакуумно-испарительных холодильных установок.

- Предложен конструктивный ряд вакуумнно-испарителдьных холодильных установок для охлаждения воды и молока.

- Полуученые экспериментальные данные подтверждают методику расчета вакуумно-испарительных холодильных установок. Расхождение данных не более 3%.

- Получены экспериментальные данные по зависимости потребляемой энергии при вакуумно- испарительном охлаждении воды от температуры охлаждаемой воды. Выявлено падение потребляемой электрической мощности более чем на 50% для температур охлаждаемой жидкости выше 35 °С.

- Выявлены предельные характеристики по условиям охлаждения конденсатора. Возможность работ установки с охлаждающей водой до +34°С.

1. Белова, С.М. Пути уменьшения потерь при производстве и переработке молока в СССР/ С.М. Белова. -М.: ВНИИТЭИагропром, 1991.

2. Богданов, С.Н. Холодильная техника. Свойства веществ: Справочник. Изд. 3-е, перераб и доп. / С.Н. Богданов, О.П. Иванов, А.В. Куприянова. М. : Агропромиздат, 1985. - 208 с.

3. Босин, И.Н. Охлаждение молока на комплексах и фермах / И.Н. Босин. -М.: Колос, 1993.-46 с.

4. Бородин, И.Ф. Основные направления сбережения электрической энергии в сельском хозяйстве. Энергосбережение в сельском хозяйстве / И.Ф. Бородин // Труды 2-ой Международной научно-технической конференции. Ч. 1.-М.: ВИЭСХ, 2000. С. 15-18.

5. Бродянский, В.М. Низкотемпературная техника на пороге XXI века / В.М. Бродянский // Холодильная техника. 1998. - № 2. - С. 6

6. Бродянский, В.М. Охлаждение сжиженных газов вакуумированием парового пространства/ В.М. Бродянский, А.Б. Грачев// Тр. МЭИ, вып XL VIII, 1963

7. Вукалович М.П. Термодинамические свойства воды и водяного пара. М.: Машгиз, 1967.

8. Вакуумное оборудование. Каталог. М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1981.-60 с.

9. Вуколович, М.П. Теплофизические свойства воды и водяного пара / М.П. Вуколович. М.: Машиностроение, 1967. - 96 с.

10. И. Грачев А.Б. Расчет работы, затрачиваемой на охлаждение и замораживание криогенных жидкостей вакуумированием парового пространства, Энергетика. №1,1975. с. 89.

11. Гейнце, В. Введение в вакуумную технику / В. Гейнце. М. : Государственное энергетическое издательство, 1960. - 511 с.

12. Зеликовский, И.Х. Малые холодильные машины и установки. Справочник / И.Х. Зеликовский, Л.Г. Каплан. 3-е издание. - М.: Агропромиздат, 1989. -672 с.

13. Ивановский, Н.Н. Испытание опытного вакуумного охладителя молока / Н.Н. Ивановский, С.Г. Шабля // Теория и практика хладотехники: Сб. науч. трудов / Кубан. гос. технол. ун-т. Краснодар : 1998. - С. 41-44.

14. Ивановский, Н.Н. Исследование откачной характеристики малогабаритного вакуумного охладителя молока / Н.Н. Ивановский, С.Г. Шабля // Теория и практика хладотехники: Сб. науч. трудов / Кубан. гос. технол. ун-т. Краснодар : 1998. - С. 44-47.

15. Ивановский, Н.Н. Исследование на ЭВМ малогабаритного охладителя молока вакуумного типа / Н.Н. Ивановский, С.Г. Шабля // Теория и практика хладотехники: Сб. науч. трудов / Кубан. гос. технол. ун-т. Краснодар : 1998. -С. 47-51.

16. Исаченко, В.П. Теплопередача / В.П. Исаченко, В.А. Осипова, А.С. Сукомел. М.: Энергия, 1975. - 256 с.

17. Курылев, Е.С. Холодильные установки / Е.С. Курылев, Н.А. Герасимов. -Л.: Машиностроение, 1980. 622 с.

18. Кошунов, А.Б. Электрофицированная бесфреоновая система охлаждения молока на фермах. Электрофикация сельского хозяйства / А.Б. Кошунов // Научные труды. ГНУ ВИЭСХ., 2002. Т.88. - с. 306.

19. Кутателадзе, С.С. Справочник по теплопередаче / С.С. Кутателадзе, В.М. Борищанский. М., JI.: Энергия, 1959.-414 с.

20. Маринюк, Б.Т. Высокотемпературные режимы вакуумного охлаждения воды / Б.Т. Маринюк, К.С. Крысанов // Холодильный бизнес. 2005. - №8. -С. 10-11.

21. Маринюк, Б.Т. Энергетическая эффективность вакуумно-испарительного охлаждения воды / Б.Т. Маринюк, К.С. Крысанов // Холодильный бизнес. -2006.-№6.-С. 30.

22. Маринюк, Б.Т. Вакуумно-испарительное охлаждение: особенности и перспективы / Б.Т. Маринюк, Д.В. Заварухин // Холодильная техника. 2001. -№1.-С. 8.

23. Маринюк, Б.Т. Вакуумно-испарительный охладитель молока / Б.Т. Маринюк, М.М. Гапонов, Д.В. Крючков // Холодильная техника. 1998. - № 11.

24. Маринюк, Б.Т. Исследование вакуумно-испарительной холодильной машины / Б.Т. Маринюк, М.М. Гапонов, Д.В. Крючков // Труды МГУИЭ. -М.: МГУИЭ, 1998. т. 2. - С. 320.

25. Маринюк, Б.Т. Вакуумно-испарительные холодильные установки, теплообменники и газификаторы техники низких температур / Б.Т. Маринюк. -М.: Энергоатомиздат, 2003.

26. Недужный, И.А. Техническая термодинамика и. теплопередача / И.А. Недужный, А.Н. Алабовский. Киев : 1978. - 224 с.

27. Нуждин, А.С. Измерения в холодильной технике / А.С. Нуждин, B.C. Ужанский. М.: Агропромиздат, 1986. - 368 с.

28. Правила устройства и безопасной эксплуатации аммиачных холодильных установок. М.: ВНИИхолодмаш, 1991.

29. Розенфельд, JI.M. Холодильные машины и аппараты / JI.M. Розенфельд, А.Г. Ткачев. М.: Изд. торг. литературы, 1960. - 656 с.

30. Румшинский, JI.3. Математическая обработка результатов опыта / JI.3. Румшинский. М.: Наука, 1971. -192 с.

31. Сапронов, В.И. Озонобезопасная холодильная техника / В.И. Сапронов // Холодильная техника. 1996. - №4. - С. 10-12.

32. Стребков, Д.С. Проблемы энергосбережения в сельском хозяйстве. Энергосбережение в сельском хозяйстве / Д.С. Стребков, А.В. Тихомиров // Труды 2-ой Международной научно-технической конференции, ч. 1. М. : ВИЭСХ, 2000.-С. 8-14.

33. Фролов Е.С., Автономова И.В. и др. Механические вакуумные насосы. -М.: Машиностроение, 1989.-288 с.

34. Фролов, Е.С. Механические вакуумные насосы / Е.С. Фролов и др.. М. : Машиностроение, 1984. - 288 с.

35. Фролов, Е.С. Вакуумные системы и их элементы / Е.С. Фролов. М. : Машиностроение, 1968. - 190 с.

36. Фролов, Е.С. Вакуумная техника. Справочник / Е.С. Фролов, В.Е. Минайчев, А.Т. Александрова. М.: Машиностроение, 1985.-350 с.

37. Холодильные машины: учеб. пособие / Н.Н. Кошкин и др.. / Под ред. И.А. Сакуна. JI.: Машиностроение, 1985. - 510 с.

38. Цветков, О.Б., Теплофизические аспекты экологических проблем современной холодильной техники / О.Б. Цветков, Ю.А. Лаптев // Химия и компьютерное моделирование. 2002.

39. Цветков, О.Б. Поправки и корректировки Монреальского протокола. Прогресс в области холодильных агентов. Проблемы теплофизики и теплообмена в холодильной технике / О.Б. Цветков, Ю.А. Лаптев // Межвуз. сб. научн. тр. СПб.: СПбГАХПТ, 1994. - С. 3-11.

40. Цветков, О.Б. Хладагенты. Тенденции развития / О.Б. Цветков // Холодильная техника. 1997. - №8. - С. 6-7.

41. Цветков, О.Б. Холодильные агенты: XX век и великая холодильная революция / О.Б. Цветков // Холодильная техника. 2000. - №1. - С. 7-9.

42. Цветков, О.Б. Хладагенты и экологическая безопасность / О.Б. Цветков // Холодильная техника. 1997. - №1. - С .20-22.

43. Шабля, С.Г. разработка двухступенчатого вакуумного охладителя молока / С.Г. Шабля, Н.Н Ивановский // Тезисы докладов всероссийского семинара. Холодильная техника и технология. Краснодар : КНИИХП. - 1998. - С. 15.

44. Шумский, К.П. Вакуумные конденсаторы химического машиностроения / Шумский, К.П/Машгиз, 1961.

45. Albring, P., Heinrich, G., 1998, «Turbo Chiller with Water as a Refrigerant», IIF/IIR-Oslo, 1998.

46. Devotta, S. Padalkar, A.S., Joshi, S.N., Sawant, N.N., and Sane, N.K., 2000, «Comparative assessment of C02 for window air-conditioners», Proceedings of the 4th IIR-Gustav Lorentzen Conference on Natural Working Fluids at Purdue.

47. McLindon, M. P., Didion, D.A., «Quest for Alternatives», ASHRAE Journal, Dec. 1987.53. * Japikse, D., Baines, N. C., 1997 Introduction to Turbomachinery, Concepts ETI & Oxford University Press, 1997.

48. D'Orsi, N.C., Le Drew, B.A., Tsukasa, Y., Wight, S.E., «The efficiency limits of water vapor compressors», Concepts, ETI, Contract #: 605-10010.

49. Cavillini & Steimle, 1998 «Natural Working Fluids in an Historic Perspective», «Natural Working Fluids '98», IIR, Oslo, 1998. pp. 37-42.

50. Kuhnl-Kinel, J, 1998 "New Age Water Chillers with Water as Refrigerant", ST Division Cooling and Ventilation Group (ST/CV) CERN, Geneva, Switzerland, 1998.

51. Madsboll, H., Minds, G., 1993 «Energy Saving in the Process Cooling by Use of Water as Refrigerant», Energy Efficiency in Refrigeration and Global Warming Impact, IIR, Ghent, 1993. pp. 75-85.

52. Ophir, A., Koren, A. «Vacuum Freezing Vapor Compression Process (V.F.V.C.) for Mine Cooling», 20th International Congress of Refrigeration, 1999.

53. Albring, P., Burandt, В., Heinrich, G., 2000, «Direct Evaporation in Refrigeration Systems with Water as Refrigerant», 20th International Congress of Refrigeration, IIR/IIF, Sydney.

54. Japikse, D., 1996 Centrifugal Compressor Design and Performance, Concepts ETI, 1996.

55. Paul, J. «Water as Alternative Refrigerant», New Applications of Natural Working Fluids in Refrigeration and Air Conditioning, IIR, Hannover, 1994, pp. 97-108.

56. Van Orshoven, D., Klien, S.A., Beckman, W.A. "An Investigation of Water as a Refrigerant", Journal of Energy Resources Technology, 1993, pp. 257-263.

57. Paul, J. "Water as Alternative Refrigerant", New Applications of Natural Working Fluids in Refrigeration and Air Conditioning, IIR, Hannover, 1994, pp. 97-108.

58. Stene, J. "IEA Annex 22 Compression Systems with Natural Working Fluids Status and Outlook for the Project," Applications for Natural Refrigerants, IIR, Aarhus, 1996, pp. 65-74.

59. Stene, J. "Compression Systems with Natural Working Fluids Results and Conclusions from IEA Annex 22 (1995-98)," Natural Working Fluids, IIR, Oslo, 1998, pp. 171-179.

60. Koren, A., Ophir, A. «Water Vapor Technology: Application to Commercially Operating Equipment», Applications for Natural Refrigerants, IIR, Aarhus, 1996, pp. 559-566.

61. Paul, J. «Binary Ice, An Alternative Cooling Method», Energy Efficiency in Refrigeration and Global Warming Impact, IIR, Ghent, May 1993, pp. 87-96.

62. Madsboll, H., Minds, G. «А 2MW Industrial Chiller Using Water as Refrigerant. Principals and Operational Experience», Applications for Natural Refrigerants, IIR, Aarhus, pp. 567-576.

63. Elovic, P, Holmes, B. «High Capacity Mechanical Water-Vapor Compression Vacuum Ice Machines for District Cooling and Heating», Proceedings from 87th

64. Annual Conference of the International District Energy Association, June 8-12, Washington, CD, pp. 215-226.

65. Albring, P., Heinrich, G. «R718 Heat Pumps», Applications for Natural Refrigerants," IIR, Aarhus, 1996, pp. 553-558.

66. Albring, P., Heinrich, G. «Turbo Chiller with Water as Refrigerant», Natural Working Fluids '98, IIR, Oslo, 1998, pp. 93-103.

67. Paul, J. «Compressors for Refrigerating Plants and Ice Makers with 'Water as Refrigerant'», Applications for Natural Refrigerants, IIR, Aahus, 1996, pp. 577584.

68. Nyvad, J., Elefsen, F. «Energy Efficient Cooling by Use of Cycloid Water Vapour Compressor», Energy Efficiency in Refrigeration and Global Warming Impact, IIR, Ghent, May 1993, pp. 67-74.

69. Grazzini, G., and D'Albero, M. «А Jet-Pump Inverse Cycle Witht Water Pumping Column», Natural Working Fluids '98, IIR, Oslo, 1998, pp. 63-70.

70. Lund, S., Soe, L. "District Heating Assisted Ejector Cycle Refrigeration Plant for Process Cooling and Air-Condition Purposes," Natural Working Fluids '98, IIR, Oslo, 1998, pp.71-81.

71. Sheer, Т., J., Mitchley, S. R. «Vacuum Boiling in a Water Vapour Refrigeration System», Natural Working Fluids '98, IIR, Oslo, 1998, pp. 53-62.

72. Paul, J., Jahn, E, Lausen, D. «Cooling of Mines with Vacuum Ice», Conference Proceedings, FRIGAIR '96, Johannesburg, 1996.

73. Malter, L., «Binary Ice Generation of Pumpable Ice Slurries for Indirect Cooling», Applications for Natural Refrigerants, IIR, Arhus, 1996, pp. 527-534.

74. Hackensellner, T, and Jurisch, C. «Water A Working Fluid for a Compression Heat Pump with a Liquid Ring Compressor», New Applications ofnatural Working Fluids in Refrigeration and Air Conditioning, IIR, Hannover, 1994, pp. 755-764.

75. Albring, P., Heinrich, G., 1998, «Turbo Chiller with Water as a Refrigerant», IIF/IIR-Oslo, 1998.

76. Albring, P., Burandt, В., Heinrich, G., 2000, «Direct Evaporation in Refrigeration Systems with Water as Refrigerant», 20th International Congress of Refrigeration, IIR/IIF, Sydney.

77. Barba, D., DiFelice, R., 1984, «Heat Transfer in Turbulent Flow on a Horizontal Tube Falling Film Evaporator. A Theoretical Approach», 8th Int'l Congress of Chemical Engineering, Chemical Equipment Design and Automation, Prague, pp. 325-333.

78. Cengel, Y.A., Boles, M.A., 2002, «Thermodynamics An Engineering Approach, 4th Edition», McGraw-Hill.

79. Grazzini, G., D'Albero, M., 1998, «А Jet-Pump Inverse Cycle with Water Pumping Column», IIF/IIR-Oslo.

80. Kauffeld, M., Minds, G., Madsboll, H., 1997, «Water as Refrigerant», LEGO Plant. Kuhnl-Kinel, J., «New Age Water Chillers with Water as Refrigerant», CERN Geneva, Switzerland.

81. Lund, S., 1998, «District Heat Assisted Ejector Cycle Refrigeration Plant for Process Cooling and Air-Conditioning Purposes», IIF / IIR pp. 71-80, Oslo.

82. Mtiller, N., 2001, «Design of Compressor Impellers for Water as a Refrigerant», ASHRAE Transactions, Research, pp. 214-222.

83. Sheer, T.J., Mitchley, S.R., 1998, «Vacuum Boiling in a Water Vapour Refrigeration System», IIF / IIR- pp. 53-61, Oslo.

84. Stene, J., 1996, «Compression Systems with Natural Working Fluids», Proceedings of the 5th Int'l Energy Agency Conference on Heat Pumping Technologies, v. 1, pp. 215-222.

85. Van Orshoven, D., 1991, «The use of water as a refrigerant an exploratory investigation», Master's Thesis, University of Wisconsin - Madison, WI.

86. Van Orshoven, D., Klein, S.A., Beckman, W.A., 1993, «An Investigation of Water as a Refrigerant», Journal of Energy Resources Technology, v. 115, pp. 257-263.

87. Yuan, Q.S., Blaise, J.C., 1988, «Water A Working Fluid , for CFC Replacement», Rev. Int. Froid, v. 11, pp. 243-247.

88. Petera, K., Dost.al, M.: Vacuum cooling of liquids. Mathematical models: review and discussion, in Conference CHISA, Srni (2000), in Czech.

89. UNEP. Montreal protocol on substances that delete the ozone layer. Final act: date 16 September 1987. 6 p.

90. UNEP. Montreal protocol on substances that delete the ozone layer. Ad adjusted and amended by the second meeting of the parties: London. -1990.

91. Zimerman, Z., 1994 "Development of Large Capacity High Efficiency Mechanical Vapour Compressor (MVC)

92. Units," Desalination, Vol, 96,1194, pp. 51-58.

93. Yuan, Q. S., Blaise, J. C., 1988, "Water A Working Fluid for CFC Replacement," International Journal of Refrigeration,

94. Vol. 11, No. 7,1988, pp. 243-247.

95. Wright, P., and Miller, D. C., 1991, "An Improved Compressor Performance Prediction Model," Turbomachinery: Latest

96. Developments in a Changing Scene, IME, Mar. 1991, pp. 69-82.