Схема и процесс работы бромисто-литиевой абсорбционной холодильной установки
Установки этого типа были разработаны в начале 70-х годов прошлого века. Они стали широко применяться в системах кондиционирования воздуха и обеспечения технологических нужд в нефтехимии, легкой, электронной и других отраслях промышленности.
Параметрический ряд отечественных абсорбционных бромисто-литиевых машин включают следующие типоразмеры с холодопроизводительностью в кВт (тыс.ккал/ч): 290(250); 580(500); 1160(1000); 1860(1600); 2900(2500); 5800(5000). Наибольшее распространение нашли агрегаты АБХА-2500, выпускаемые в двухкорпусной компоновке (см. рис. 7.3). Остальные компонуются в одноблочном варианте.
Назначение этих агрегатов – охлаждение воды до 4°C. В качестве греющей среды может использоваться пар низкого давления с температурой 125°C или горячая вода с температурой от 90 до 120°C.
Рис. 7.3. Принципиальная схема абсорбционной бромисто-литиевой холодильной машины:
1 – конденсатор; 2 – генератор (кипятильник); 3 – испаритель; 4 – абсорбер; 5 – насос крепкого раствора воды в LiBr; 6 – охладитель слабого раствора (ТО); 7 – гидрозатвор; 8 – рециркуляционный насос; 9 – регулирующий вентиль; 10 – насос технологической воды (хладоносителя); 11 – воздухоохладитель системы кондициони-рования.
Работа схемы
За счет теплоты технологической воды (хладоносителя), поступающей в трубное пространство испарителя, в межтрубном пространстве кипит хладагент (вода) при давлении 0,7-0,9 кПа (температура 2-5°C) и охлаждает технологическую воду до температуры 5-7°C.
Образующиеся в испарителе пары воды поступают в абсорбер, где они поглощаются слабым раствором бромистого лития. Так как пары воды непрерывно поглощаются LiBr, то в корпусе блока поддерживается необходимое остаточное давление. Теплота абсорбции отводится из абсорбера охлаждающей водой, протекающей по трубному пространству аппарата.
Из генератора (кипятильника) горячий слабый раствор LiBr (т.е. малое содержание воды) проходит ТО 6, где частично отдает теплоту крепкому раствору, и поступает в абсорбер в виде душа. Для увеличения концентрации раствора предусмотрено повышение плотности орошения поверхности теплообмена абсорбера (здесь все аппараты пленочного типа). Для этого организована рециркуляция крепкого раствора через дроссель 9.
Другая часть крепкого раствора нагнетается насосом 5 через ТО 6 (при этом раствор нагревается) в генератор 2, где из него выпаривается вода за счет теплоты греющей среды. Здесь тоже для увеличения плотности орошения применяется рециркуляция раствора насосом 8.
Так как температуры кипения воды и бромистого лития сильно отличаются, то в генераторе выпаривается практически чистые пары воды, которые поступают в конденсатор 1 и конденсируются охлаждающей водой. Давление в блоке генератора и конденсатора составляет 4,5-7 кПа и определяется температурой охлаждающей среды, подаваемой в конденсатор.
Конденсат через гидрозатвор 7 стекает в испаритель 3. Здесь не нужны ни ректификационная колонна, ни дефлегматор.
В процессе работы воздух и другие неконденсирующиеся газы удаляются из системы с помощью воздухоотделителя и вакуум-насоса.
Рассмотрена наиболее распространенная схема бромисто-литиевой ХМ с теплопередающей поверхностью в испарителе (вариант а). Однако в системах кондиционирования более перспективными считаются схемы с испарителями открытого типа (без трубного пучка, вариант б). Здесь в качестве хладоносителя используется хладагент.
Применение таких испарителей позволяет упростить схему машины, снизить ее металлоемкость и повысить экономичность, т.к. при тех же энергозатратах можно получить температуру ХН на несколько градусов ниже (3-4°C). Но она применима только при условии замкнутой системы холодоснабжения, т.е. аппараты, насосы и трубопроводы должны быть герметичными.
Рабочий процесс такой установки в i, x-диаграмме строится аналогично процессу для водоаммиачной холодильной машины. Более совершенными и более сложными являются схемы с двухступенчатыми процессами. Описание таких машин и методики их расчета можно найти, например, в [1, 3, 6].