logo
КАСАТКИН

Абсорбционные холодильные машины

В отличие от компрессионных холодильных машин получение холода в абсорбционных машинах осуществляется не путем непосредственной затраты механической энергии, а за счет использования тепла невысокого потенциала.

Действие абсорбционных холодильных машин основано-на поглощении (абсорбции) паров холодильного агента каким-либо абсорбентом при давлении испарения р0 и последующем его выделении (при давлении кон­денсации р) путем нагревания. Вместо сжатия холодильного агента в ком­прессоре, необходимого для последующей его конденсации водой, здесь для той же цели применяются выделение (десорбция) и отгонка холо­дильного агента из растворителя под избыточным давлением.

В абсорбционных холодильных машинах наиболее распространенным холодильным агентом является аммиак, а поглотителем (абсорбентом) -- вода. Как известно, аммиак очень хорошо поглощается водой и этот рас­твор имеет температуру кипения значительно более высокую, чем темпе­ратура кипения самого аммиака.

В водноаммиачной абсорбционной холодильной машине (рис. XVII-10) концентрированный водноаммиачный раствор, содержащий около 50% аммиака, поступает в кипятильник I, работающий при повышенном давле­нии р для того, чтобы отгоняемые из раствора пары аммиака могли быть сконденсированы водой в поверхностном конденсаторе II. Затем жидкий аммиак проходит через вентиль III; дросселируется до давления р$

5. Абсорбционные холодильные машины

663

(атмосферного или несколько более низкого) и при этом частично испа­ряется и охлаждается. Смесь жидкого и парообразного аммиака посту­пает в испаритель IV, где, испаряясь, отнимает тепло от охлаждаемой среды. Холодопроизводительность машины определяется количеством отнимаемого тепла.

Пары аммиака направляются из испарителя в абсорбер V, где они поглощаются орошающим абсорбер слабым водноаммиачным раствором, который поступает из кипятильника I. Для повышения степени поглоще­ния при абсорбции процесс следует проводить при пониженной темпера­туре (см. стр. 435). Поэтому по пути из кипятильника в абсорбер слабый водноаммиачный раствор охлаждается в теплообменнике VI и затем (за

Рис. XVI1-10. Схема водноаммиачной абсорбционной холодиль­ной машины:

/ — кипятильник; // — конденсатор; ///, VII — регулирующие вентили; IV я-t испаритель; V — абсорбер: VI ^ теплообменник;

VIII =* насос.

счет частичного самоиспарения) при прохождении через вентиль (дрос­сель) VII. Охлаждение слабого раствора в теплообменнике VI произво­дится более холодным концентрированным раствором аммиака, подавае­мым насосом VIII из абсорбера V через теплообменник VI на испарение в кипятильник I. Выделяющееся в абсорбере при поглощении аммиака тепло отводится (через стенку змеевика) охлаждающей водой. Наличие теплообменника VI повышает эффективность работы установки, так как концентрированный раствор поступает в кипятильник уже подогретым и поэтому расход тепла в нем может быть уменьшен.

В кипятильник I подводится с теплоносителем (обычно греющим глу­хим паром) тепло, необходимое для кипения водноаммиачного раствора и образования паров хладоагента. Это тепло эквивалентно работе, кото­рую надо затратить для переноса тепла с более низкого уровня (от охла­ждаемой среды в испарителе IV) на более высокий уровень (охлаждающей воде в конденсаторе II), т. е. для осуществления холодильного цикла. Для повышения экономичности установки на практике испарение водно­аммиачного раствора в кипятильнике обычно дополняют его ректифика­цией в ректификационной колонне непрерывного действия.

Для того чтобы составить тепловой баланс абсорбционной холодильной машины, обо­значим: QK — тепло, подводимое теплоносителем к водноаммиачному раствору в кипятиль­нике; Q0 — тепло, воспринимаемое холодильным агентом (аммиаком) от охлаждаемой среды в испарителе (холодопроизводительность установки); QKонд — тепло, отводимое охлаж­дающей водой в конденсаторе; Qaбс — тепло, отводимое охлаждающей водой в абсорбере. Тогда, если пренебречь потерями тепла в окружающую среду, тепловой баланс можно вы­разить уравнением

Qk + Qo — Qkoha + Qa6o (XVII, 10)

664

Гл. XVII. Искусственное охлаждение

Холодильный коэффициент в абсорбционной холодильной машины представляет собой от- ношение холодопроизводительности (}0 к теплу <2К, сообщенному водоаммиачному раствору в кипятильнике:

г = (XVII.11)

чгк

Холодильный коэффйииент абсорбционной холодильной машины меньше соответствующего коэффициента для компрессионной машины. Однако относительная эффективность этих машин определяется не только количеством, но и видом затраченной энергии. В абсорбционных холо- дильных машинах вместо электрической энергии, потребляемой компрес- сором, затрачивается теплота, которая может быть получена при утили- зации дешевого тепла (отработанного пара), вследствие чего в ряде слу- чаев применение абсорбционных машин оказывается рентабельнее, чем компрессионных. Главным недостатком абсорбционных водноаммиачных машин является их повышенная металлоемкость в сравнении с компрес- сионными машинами,

  1. Yandex.RTB R-A-252273-3
    Yandex.RTB R-A-252273-4