Абсорбционные холодильные агрегаты относятся к группе теплоиспользующих холодильных машин. В этом их большое преимущество перед компрессорными холодильными машинами, так как для привода абсорбционных агрегатов используется более дешевая низкопотенциальная тепловая энергия, а не более ценная электрическая энергия.
Типы абсорбционных холодильных машин
Особенно эффективно их применение там, где имеются источники теплоты в виде вторичных энергоресурсов, т.е. в виде отработанного пара, горячей воды, дымовых газов, теплоты химических реакций и т.п.
Именно с помощью абсорбционных холодильных машин и тепловых насосов возможно более полное использование топливно-энергетических ресурсов, уменьшить тепловое загрязнение окружающей среды, т.е. решать самые актуальные задачи энергетики.
Процесс отвода теплоты от объектов охлаждения в абсорбционных установках принципиально осуществляется точно так же, как и в компрессорных холодильных машин. Все отличие — в методах повышения давления рабочего агента. Здесь оно повышается с помощью так называемого термохимического компрессора, где используются экзотермические реакции абсорбции (поглощения) и эндотермические реакции разделения.
Наиболее распространенными являются машины работающие на бинарном растворе, состоящем из абсорбента (поглотителя) и хладагента.
Основные требования к таким растворам:
а) способность смешиваться в любых соотношениях (взаиморастворяться). Ограниченная растворимость хладагента в абсорбенте приводит к ограничению возможностей в реализации циклов;
б) более высокая нормальная температура кипения абсорбента по сравнению с хладагентом. Уменьшение разности в нормальных температурах кипения влечет за собой необходимость ректификации хладагента, т.е. усложняет схему и вносит дополнительные термодинамические потери.
Раствор с большим содержанием хладагента в абсорбенте называют крепким, с меньшим — слабым. Применительно к воде, когда она используется как хладагент, иногда принимают и наоборот. На это необходимо обращать внимание при использовании в расчетах различную справочную и методическую литературу.
В настоящее время широкое применение нашли такие смеси:
а) водоаммиачный раствор (H2O+NH3), компоненты которого имеют
следующие нормальные температуры кипения: t0 = 100 °C и tNH3 = -33 °C, а разность этих температур составляет Ats = 133 градуса. Здесь вода — абсорбент, аммиак — хладагент;
б) раствор бромистого лития (LiBr+H2O), с температурами кипения:
tLiBr = 1312 °C и tS*2° = 100 C. Разность температур Ats = 1212 градусов. Здесь бромистый литий — абсорбент, вода — хладагент.
Абсорбционные холодильные машины бывают непрерывного и периодического действия.
Холодильные машины непрерывного действия содержат все аппараты, необходимые для непрерывной работы. Они могут быть одноступенчатые, двухступенчатые, абсорбционно-резорбционные и комбинированные.
Одноступенчатые холодильные машины применяют в том случае, если параметры греющей среды достаточны для получения требуемой температуры в испарителе.
Двухступенчатые холодильные машины — при использовании греющей среды более низкого потенциала или для получения более низких температур в испарителе.
В абсорбционно-резорбционной машине конденсатор заменен абсорбером, который называют резорбером. При этом охлаждающая резорбер вода нагревается до более высоких температур и может использоваться в системах теплоснабжения.
В комбинированных холодильных машинах в одной из ступеней может быть использован компрессор.
В холодильной машине периодического действия абсорбер и генератор совмещены в одном аппарате. Периоды абсорбции и генерации (выпаривания) смещены во времени. В промышленности пока такие холодильных машин не используются.
Характерными источниками необратимых потерь в абсорбционной машине являются следующие:
— невозможность произвольного повышения температуры кипения раствора в генераторе вследствие равенства давлений в нем и в конденсаторе;
— неполнота процесса поглощения пара в абсорбере вследствие конечного времени контакта пара и раствора и конечной поверхности теплообмена;
— необходимость ректификации пара для повышения его концентрации перед подачей его в конденсатор.
Последнее замечание относится к машинам, работающим на бинарных растворах, в которых невелика разность между нормальными температурами кипения хладагента и абсорбента (например, на водоаммиачном растворе).
Перейти в другие разделы:
Общие сведения о системах холодоснабжения, холодильных машинах и установках
Компрессоры холодильных машин
Аппараты парожидкостных холодильных машин
Абсорбционные холодильные агрегаты
Классификация систем холодоснабжения
Виды и свойства хладоносителей
Выбор хладагента для холодильной системы
Фреон и другие хладагенты — теплофизические характеристики
