Абсорбционная холодильная машина:схема устройства и принцип работы

Устройство абсорбционной холодильной машины

Абсорбционная холодильная машина по своему устройству значительно отличается от компрессионной. В ней отсутствует компрессор, а кроме хладагента в ее системе циркулирует также жидкость, называемая абсорбентом. Абсорбентом являются жидкости, обладающие хорошей поглотительной способностью хладагента.

В качестве хладагента в абсорбционных машинах обычно используют аммиак, а абсорбентом для него служит вода. Так, в одном объеме воды при 0 0 С растворяется более 1000 объемов аммиака. Вследствие хорошей растворимости аммиака в воде, хладагент и абсорбент находятся в системе абсорбционной машины в виде водоаммиачного раствора с различной концентрацией в нем аммиака в отдельных частях машины.

Основные узлы абсорбционной машины

Генератор (кипятильник), конденсатор, испаритель, абсорбер, два регулирующих вентиля, а также насос соединены между собой соответствующими трубопроводами и образуют замкнутую систему (рис. 1).

Абсорбционная холодильная машина работает следующим образом. В испарителе, находящемся в охлаждаемой среде, из имеющегося в нем водоаммиачного раствора выделяются пары кипящего аммиака. Происходит это потому, что температура кипения аммиака при одинаковом давлении значительно ниже, чем воды (температура кипения аммиака при атмосферном давлении минус 33,4 0 С).

Рис. 1. Упрощенная схема абсорбционной холодильной машины:

Г — генератор (кипятильник); АБ — абсорбер; КД — коденсатор; И -испаритель; Н — насос; РВ1 и РВ2 — регулирующие вентили

Выделяющиеся пары аммиака из испарителя непрерывно как бы отсасываются в абсорбер (давление в абсорбере несколько ниже, чем в испарителе) и поглощаются находящимся в абсорбере водоаммиачным раствором. Насыщение водоаммиачного раствора аммиаком сопровождается повышением температуры, что ухудшает растворимость аммиака. Во избежание этого абсорбер охлаждают водой или окружающим воздухом, поддерживая тем самым активное насыщение аммиаком водоаммиачного раствора в абсорбере.

Насыщенный аммиаком крепкий (концетрированный) водоаммиачный раствор абсорбционной холодильной машины перекачивается насосом в генератор (кипятильник), который обогревается каким-либо источником тепла (электронагревателем, паром и др.)

Абсорбционная холодильная машина: принцип работы

В абсорбционной холодильной машине результате нагрева водоаммиачный раствор в генераторе кипит. При кипении раствора из него выделяются пары аммиака высокого давления, которые поступают в конденсатор, а оставшийся в генераторе слабоконцентрированный раствор возвращается через регулирующий вентиль РВ1 в абсорбер, где снова насыщается парами аммиака, поступающими из испарителя.

В конденсаторе, охлаждаемом водой или окружающим воздухом, пары аммиака высокого давления превращаются в жидкость. Жидкий аммиак проходит через регулирующий вентиль РВ2, дросселируется и при низком давлении поступает в испаритель.

Таким образом, в замкнутой системе абсорбционной холодильной машины, также как и в компрессионной, циркулирует (не расходуясь) холодильный агент, который отбирает тепло от охлаждаемого объекта через испаритель и отдает его в окружающую среду через конденсатор.

Рассматривая принципиальные схемы компрессионной и абсорбционной холодильных машин, нетрудно заметить, что при наличии в них одинаковых частей -конденсатора, испарителя и регулирующих вентилей, имеющих в обеих машинах одинаковое назначение, в абсорбционной машине вместо компрессора применен узел генератор-абсорбер. При этом генератор как бы представляет нагнетательную часть компрессора, а абсорбер — всасывающую.

Сравнивая работу компрессионной и абсорбционной холодильной машин и циркуляцию хладагентов в их системах, следует обратить внимание на имеющиеся различия. Так, если в компрессионной машине по замкнутому кольцу ее системы циркулирует только хладагент, то в абсорбционной машине имеются два циркуляционных кольца. Одно из них — большое кольцо, по которому циркулирует хладагент; другое — малое, между абсорбером и генератором, по которому циркулирует водоаммиачный раствор различной концентрации (оно является звеном большого кольца).

Работа абсорбционной машины по схеме, приведенной на рис.1, оказывается недостаточно эффективной. Так, при кипении раствора в генераторе из него будут выделяться не только пары аммиака, но и водяные пары. Водяные пары, попадая вместе с парами аммиака в конденсатор, превратятся в воду, которая будет поглощать аммиак. Вследствие этого количество жидкого аммиака, поступающего в испаритель, уменьшится, а, следовательно, снизится эффективность работы испарителя.

Кроме того, при поглощении в конденсаторе аммиака водой будет выделяться тепло, из-за чего снизится эффективность работы конденсатора.Для устранения указанных явлений и повышения эффективности работы абсорбционной машины в ее системе устанавливают дополнительные аппараты — теплообменник растворов, ректификатор и дефлегматор.

Схема устройства такой абсорбционной холодильной машины показана на рис. 2. В теплообменнике тепло слабого водоаммиачного раствора, поступающего из генератора в абсорбер, используется для предварительного подогрева крепкого раствора, подаваемого насосом из абсорбера в генератор. Такой теплообмен между растворами повышает эффективность работы машины.

В ректификаторе и дефлегматоре пары аммиака очищаются от паров воды, в результате чего концентрация паров аммиака, поступающих в конденсатор, значительно повышается.

Рис. 2. Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины:

Г — генератор (кипятильник); P — ректификатор; ДФ — дефлегматор; КД — конденсатор; РВ1, РВ2 — регулирующие вентили; ТО — теплообменник; Н — насос; АБ — абсорбер

В ректификаторе и дефлегматоре пары аммиака очищаются от паров воды, в результате чего концентрация паров аммиака, поступающих в конденсатор, значительно повышается.Пары аммиака, очищенные от воды, направляются в конденсатор, а вода (с незначительным содержанием аммиака) попадает в генератор и через теплообменник растворов возвращается в абсорбер.

«Бытовые машины и приборы» : учебное пособие ч.1/ Б.Е.Кочегаров, В.В. Лоцманенко, Г.В. Опарин – Владивосток : Изд-во ДВГТУ

Абсорбционные холодильные машины — АБХМ

Абсорбционные холодильные машины — АБХМ — это отдельный класс устройств, который использует безопасные для окружающей среды технологии для выработки холода — тепла для кондиционирования воздуха и иных процессов охлаждения. Абсорбционные холодильные машины — АБХМ выпускаются такими известными фирмами как: Carrier, Trane, York, Broad. Абсорбционные холодильные машины — АБХМ работают на натуральных холодильных агентах (хладагентах), а в качестве топлива используются — нефть, газ или их производные, био–топливо, пар, горячая вода, солнечная энергия или избыток тепловой энергии газовых турбин — поршневых электростанций.

Абсорбционные холодильные машины — АБХМ — принцип действия

Принцип действия абсорбционных холодильных машин — АБХМ основан на том, что вода в условиях вакуума испаряется при низких температурах, и при испарении уносит тепло от воздуха системы кондиционирования. В абсорбционных холодильных машинах — АБХМ — раствор бромистого лития (LiBr) — очень сильный абсорбент воды — поглощает пар (переносящий тепло охлаждающей воды), превращаясь в разбавленный раствор, который откачивается в генератор, где выпаривается, нагреваясь от горячего пара, воды, выхлопных газов и т.п. Концентрированный раствор LiBr возвращается в абсорбер, а водяной пар направляется в конденсатор, чтобы процесс повторился.

КПД абсорбционных холодильных машин — АБХМ равен 0,64-0,66.

Абсорбционные холодильные машины — АБХМ — комплект поставки

В стандартный комплект поставки абсорбционных холодильных машин — АБХМ входят:

• система регулирования охлаждающей воды
• система инверторного регулирования расхода охлаждающей воды
• дистанционный мониторинг через Интернет, автоматическое размораживание (декристаллизация)
• заводская тепло/хладо изоляция
• соленоидные вентили для продувки и восстановления холодопроизводительности
• терминал (сенсорный экран)

Для обеспечения работы абсорбционных холодильных машин — АБХМ необходима установка градирни — сухого или мокрого типа.

Абсорбционные холодильные машины — АБХМ — виды

По схеме работы абсорбционные холодильные машины — АБХМ делятся на агрегаты прямого действия — в которых используется непосредственно процесс горения различных видов топлива (газ, дизельное топливо, керосин), и одно — и двухступенчатые агрегаты на теплоносителях – горячей воде, горячем воздухе выхлопов, паре.

Абсорбционные холодильные машины — АБХМ — применение

В области электроэнергетики, в системах газовых автономных электростанций использование абсорбционных холодильных машин — АБХМ перспективно в плане утилизации тепла выхлопных газов электростанций — тригенерации.

Применение АБХМ не только позволяет сделать утилизацию тепла выхлопов газопоршневых электростанций круглогодично, но дает прекрасную возможность отказаться от электрогенерирующих мощностей для использования обычных парокомпрессионных холодильных машин (ПКХМ). Экономика именно в этом случае достаточно проста — для выработки 1 МВт холода необходимо установить парокомпрессионные холодильные машины электрической мощностью 250–280 кВт. Для выработки этого же количества холода АБХМ требуется всего 10 кВт. Полученный холод может быть использован в системах централизованного кондиционирования или в технологических процессах на производстве.

При всей привлекательности, использование АБХМ в России является пока довольно редким явлением. Основные сдерживающие факторы: неважная осведомленность потребителя о новых технологиях, отсутствие компаний, способных проектировать и устанавливать АБХМ «под ключ». Сегодня ситуация на российском рынке изменилась — специализирванные компании с проектными бюро появились, как и грамотно реализованные, то есть уже построенные и успешно функционирующие объекты с комплексным использованием холодильных машин — АБХМ.

Обращайтесь! Многоканальный телефон: +7 (495) 649-81-79

Абсорбционные холодильные машины

Принцип действия абсорбционной холодильной машины основан на определенных свойствах хладагента и абсорбента, которые обеспечивают отвод тепла, охлаждение и поддержание необходимого температурного режима.

АБХМ представляет собой холодильную установку, работающую за счет тепловой энергии, а не электричества. Источником тепловой энергии может служить горячая вода, выхлопные газы, пар, природный газ и другие виды топлива.

Охлаждение воды

Вода-хладагент поступает в левую часть камеры — «Испаритель». Внутри, в условиях глубокого вакуума, происходит процесс кипения хладагента, который отводит тепло из охлаждаемой воды, циркулирующей по трубкам теплообменника.

Этот процесс непосредственно охлаждает воду, циркулирующую в теплообменнике («вода охлажденная») и выполняет главную задачу, стоящую перед абсорбционным чиллером.

Абсорбция

Капли концентрированного раствора бромида лития подаются в правую часть камеры («абсорбер»), где абсорбируют пары воды-хладагента.

Для того, чтобы не допустить повышения температуры бромида лития и потери его абсорбирующих свойств, необходима охлаждающая вода, которая стабилизирует его температуру

Нагрев абсорбента

Раствор бромида лития, полученный после абсорбции, направляется в генератор при помощи насоса.

Там под воздействием тепла из него выкипает часть воды. Это восстанавливает изначальную концентрацию бромида лития в растворе, что нужно для поддержания его абсорбирующих свойств.

Конденсация хладагента

В конденсаторе происходит процесс конденсации пара хладагента, образовавшегося при кипении раствора в генераторе.

Далее, эта вода-хладагент вновь попадает в «испаритель» (левую часть камеры) и цикл повторяется заново.

Во многих случаях абсорбционная холодильная машина позволяет радикально снизить эксплуатационные расходы на центральное кондиционирование и промышленное охлаждение за счет использования доступного альтернативного источника энергии, который часто бывает дешевле затрат на подключение и использование электрических мощностей.

Устройство абсорбционной холодильной машины

Абсорбционная холодильная машина по своему устройству значительно отличается от компрессионной. В ней отсутствует компрессор, а кроме хладагента в ее системе циркулирует также жидкость, называемая абсорбентом. Абсорбентом являются жидкости, обладающие хорошей поглотительной способностью хладагента.

В качестве хладагента в абсорбционных машинах обычно используют аммиак, а абсорбентом для него служит вода. Так, в одном объеме воды при 00С растворяется более 1000 объемов аммиака. Вследствие хорошей растворимости аммиака в воде, хладагент и абсорбент находятся в системе абсорбционной машины в виде водоаммиачного раствора с различной концентрацией в нем аммиака в отдельных частях машины.

Основные узлы абсорбционной машины

Генератор (кипятильник), конденсатор, испаритель, абсорбер, два регулирующих вентиля, а также насос соединены между собой соответствующими трубопроводами и образуют замкнутую систему.

Абсорбционная холодильная машина работает следующим образом. В испарителе, находящемся в охлаждаемой среде, из имеющегося в нем водоаммиачного раствора выделяются пары кипящего аммиака. Происходит это потому, что температура кипения аммиака при одинаковом давлении значительно ниже, чем воды (температура кипения аммиака при атмосферном давлении минус 33,40 С).

Г — генератор (кипятильник); АБ — абсорбер; КД — коденсатор; И -испаритель; Н — насос; РВ1 и РВ2 — регулирующие вентили

Выделяющиеся пары аммиака из испарителя непрерывно как бы отсасываются в абсорбер (давление в абсорбере несколько ниже, чем в испарителе) и поглощаются находящимся в абсорбере водоаммиачным раствором. Насыщение водоаммиачного раствора аммиаком сопровождается повышением температуры, что ухудшает растворимость аммиака. Во избежание этого абсорбер охлаждают водой или окружающим воздухом, поддерживая тем самым активное насыщение аммиаком водоаммиачного раствора в абсорбере.

Насыщенный аммиаком крепкий (концетрированный) водоаммиачный раствор абсорбционной холодильной машины перекачивается насосом в генератор (кипятильник), который обогревается каким-либо источником тепла (электронагревателем, паром и др.)

Абсорбционная холодильная машина: принцип работы

В абсорбционной холодильной машине результате нагрева водоаммиачный раствор в генераторе кипит. При кипении раствора из него выделяются пары аммиака высокого давления, которые поступают в конденсатор, а оставшийся в генераторе слабоконцентрированный раствор возвращается через регулирующий вентиль РВ1 в абсорбер, где снова насыщается парами аммиака, поступающими из испарителя.

В конденсаторе, охлаждаемом водой или окружающим воздухом, пары аммиака высокого давления превращаются в жидкость. Жидкий аммиак проходит через регулирующий вентиль РВ2, дросселируется и при низком давлении поступает в испаритель.

Таким образом, в замкнутой системе абсорбционной холодильной машины, также как и в компрессионной, циркулирует (не расходуясь) холодильный агент, который отбирает тепло от охлаждаемого объекта через испаритель и отдает его в окружающую среду через конденсатор.

Рассматривая принципиальные схемы компрессионной и абсорбционной холодильных машин, нетрудно заметить, что при наличии в них одинаковых частей -конденсатора, испарителя и регулирующих вентилей, имеющих в обеих машинах одинаковое назначение, в абсорбционной машине вместо компрессора применен узел генератор-абсорбер. При этом генератор как бы представляет нагнетательную часть компрессора, а абсорбер — всасывающую.

Сравнивая работу компрессионной и абсорбционной холодильной машин и циркуляцию хладагентов в их системах, следует обратить внимание на имеющиеся различия. Так, если в компрессионной машине по замкнутому кольцу ее системы циркулирует только хладагент, то в абсорбционной машине имеются два циркуляционных кольца. Одно из них — большое кольцо, по которому циркулирует хладагент; другое — малое, между абсорбером и генератором, по которому циркулирует водоаммиачный раствор различной концентрации (оно является звеном большого кольца).

Работа абсорбционной машины по схеме, приведенной на рис.1, оказывается недостаточно эффективной. Так, при кипении раствора в генераторе из него будут выделяться не только пары аммиака, но и водяные пары. Водяные пары, попадая вместе с парами аммиака в конденсатор, превратятся в воду, которая будет поглощать аммиак. Вследствие этого количество жидкого аммиака, поступающего в испаритель, уменьшится, а, следовательно, снизится эффективность работы испарителя.

Кроме того, при поглощении в конденсаторе аммиака водой будет выделяться тепло, из-за чего снизится эффективность работы конденсатора.Для устранения указанных явлений и повышения эффективности работы абсорбционной машины в ее системе устанавливают дополнительные аппараты — теплообменник растворов, ректификатор и дефлегматор.

Схема устройства такой абсорбционной холодильной машины показана на рис. 2. В теплообменнике тепло слабого водоаммиачного раствора, поступающего из генератора в абсорбер, используется для предварительного подогрева крепкого раствора, подаваемого насосом из абсорбера в генератор. Такой теплообмен между растворами повышает эффективность работы машины.

В ректификаторе и дефлегматоре пары аммиака очищаются от паров воды, в результате чего концентрация паров аммиака, поступающих в конденсатор, значительно повышается.

Г — генератор (кипятильник); P — ректификатор; ДФ — дефлегматор; КД — конденсатор; РВ1, РВ2 — регулирующие вентили; ТО — теплообменник; Н — насос; АБ — абсорбер

В ректификаторе и дефлегматоре пары аммиака очищаются от паров воды, в результате чего концентрация паров аммиака, поступающих в конденсатор, значительно повышается.Пары аммиака, очищенные от воды, направляются в конденсатор, а вода (с незначительным содержанием аммиака) попадает в генератор и через теплообменник растворов возвращается в абсорбер.

Как узнать цену и получить коммерческое предложение

Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете: