Схема и принцип действия идеальной абсорбционной холодильной установки
Схема такой установки приведена на рис 7.1.
В испарителе 4 к рабочему агенту подводится теплота qн низкого потенциала. Под воздействием этой теплоты хладагент кипит при Тн и Рн (низшие значения температуры и давления цикла). Пары ХА попадают в абсорбер и смешиваются с абсорбентом, который поступает из охладителя 8 через детандер 6.
При поглощении ХА абсорбентом выделяется теплота абсорбции qа, которую отводят при температуре Тс (Тс>Тн) охлаждающей средой. Полученный в абсорбере крепкий раствор, находящийся под давлением Рн, перекачивают насосом 7 через охладитель абсорбента 8 в генератор (кипятильник) 2, находящийся под более высоким давлением Рв. В теплообменнике 8 крепкий раствор подогревается.
Рис.7.1. Схема идеальной абсорбционной холодильной машины:
1 – абсорбер; 2 – генератор; 3 – конденсатор; 4 – испаритель; 5, 6 – гидромоторы (детандеры); 7 – насос; 8 – охладитель абсорбента.
В испарителе 4 к рабочему агенту подводится теплота qн низкого потенциала. Под воздействием этой теплоты хладагент кипит при Тн и Рн (низшие значения температуры и давления цикла). Пары ХА попадают в абсорбер и смешиваются с абсорбентом, который поступает из охладителя 8 через детандер 6.
При поглощении ХА абсорбентом выделяется теплота абсорбции qа, которую отводят при температуре Тс (Тс>Тн) охлаждающей средой. Полученный в абсорбере крепкий раствор, находящийся под давлением Рн, перекачивают насосом 7 через охладитель абсорбента 8 в генератор (кипятильник) 2, находящийся под более высоким давлением Рв. В теплообменнике 8 крепкий раствор подогревается.
В генераторе из раствора выпаривается ХА за счет подведенной извне теплоты qв. с температурой Тв (Тв>Тс). Если температуры кипения ХА и абсорбента существенно отличаются (на 200-300°C), то пар состоит из практически чистого хладагента. Пар ХА направляется в конденсатор 3, где он конденсируется. Теплота конденсации qс отводится в окружающую среду водой или воздухом при температуре Тс.
Горячий абсорбент (слабый раствор) проходит теплообменник 8, где он охлаждается, и поступает в абсорбер.
В идеальном случае работа насоса 7 равна сумме работ детандеров 5 и 6, т.к. равны перепады давлений и производительность насоса равна сумме расходов через детандеры.
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).