Абсорбционная холодильная машина. Устройство, принцип работы.

Абсорбционные холодильные машины (рис. 4.2)

(I – теплота; II – охлаждающая вода; III – охлаждаемая вода; 1 – генератор; 2 – конденсатор; 3 – основной регулирующий вентиль; 4 – испаритель; 5 – второй регулирующий вентиль; 6 – абсорбер; 7 – насос.)

используют тепловую энергию для повышения концентрации растворов, служащих холодильным агентом. В качестве рабочей среды в абсорбционных холодильных машинах используется раствор двух веществ. Вещества эти должны значительно отличаться по температуре кипения при одинаковом давлении, а одно из веществ должно обладать способностью достаточно полно поглощать и растворять пары второго вещества. Вещество с более низкой температурой кипения является холодильным агентом, а вещество, поглощающее пары, – абсорбентом. В качестве рабочих сред наибольшее распространение получили две бинарные смеси: аммиак – вода и вода – бромистый литий. Для кондиционирования воздуха обычно применяются бромистолитиевые абсорбционные машины, где вода выполняет роль холодильного агента, а бромистый литий – абсорбента. Холодильный цикл осуществляется в следующем порядке. К змеевику в генераторе подводится теплота, которая обеспечивает нагревание раствора до состояния интенсивного выделения из него чистых водяных паров. Образовавшиеся водяные пары поступают в конденсатор, через змеевик которого проходит охлаждающая вода, поступающая после градирни. Отвод теплоты охлаждающей водой обеспечивает конденсацию чистых водяных паров. Конденсация протекает при давлении конденсации рк, устанавливающемся в зависимости от температуры охлаждающей воды. Образовавшийся водяной конденсат поступает к основному регулирующему вентилю, где происходит дросселирование до давления испарения р 0 устанавливающегося в соответствии с требуемой температурой охлаждаемой воды. С давлением р₀ водяной конденсат поступает в испаритель, через трубчатый змеевик которого проходит охлаждаемая вода. В межтрубном пространстве испарителя водяной конденсат испаряется. Через стенки трубок змеевика на испарение отводится теплота от охлаждаемой воды. Охлажденная вода после испарителя холодильной машины поступает в СКВ.

Образовавшиеся в испарителе чистые водяные пары проходят в абсорбер, где находится концентрированный раствор бромистого лития. Над поверхностью крепкого раствора давление водяных паров ниже, чем давление чистых водяных паров, поступающих из испарителя. Вследствие перепада парциальных давлений происходит поглощение (абсорбция) водяных паров крепким раствором и соответственно понижение концентрации бромистого лития в растворе (ослабление раствора). В процессе абсорбции выделяется теплота, которая отводится из абсорбера с водой, проходящей по трубчатому змеевику. В абсорбер непрерывно через второй регулирующий вентиль поступает крепкий раствор из генератора. Ослабленный и крепкий растворы смешиваются, и образующаяся смесь раствора перекачивается насосом в генератор, к которому подводится теплота. В генераторе происходит непрерывное выпаривание водяных паров из раствора, и образовавшийся крепкий раствор бромистого лития по трубопроводу подается в абсорбер, а чистые водяные пары поступают в конденсатор.

В абсорбционной холодильной машине роль компрессора выполняют генератор и абсорбер. В абсорбер поступают чистые водяные пары из испарителя, что сходно с работой всасывающей стороны компрессора. Насыщенный водой (ослабленный) раствор насосом подается в генератор, где за счет внешней теплоты происходит выпаривание из раствора водяных паров под давлением конденсации, что аналогично работе нагнетательной стороны компрессора. На работу абсорбционной холодильной машины затрачивается теплота в генераторе Q ген, расходуется электроэнергия на привод насосов перекачивания раствора N_{нас.рас} и охлаждающей воды N_НАС, на привод вакуумного насоса N_{НАС.ВАК} и на вентилятор градирни N_ВЕН. С учетом этих величин энергетическая эффективность выработки количества холода в абсорбционной холодильной машине Q_X, кВт, равного количеству отводимой теплоты от охлаждаемой воды в испарителе, вычисляется по формуле:

В режимах кондиционирования воздуха при использовании в генераторе пара или горячей воды с температурой 160°С в абсорбционных холодильных машинах достигается показатель