Показатели работы абсорбционных холодильных машин
7.5.1. Энергетическая эффективность циклов абсорбционных ХМ оценивается по аналогии с компрессорными ХМ:
а) тепловым коэффициентом (то, что в компрессорных ХМ считается холодильным коэффициентом)
, (7.2)
где Q0, - холодопроизводительность абсорбционной ХМ, кВт;
Qг – расход тепла в генераторе (теплота греющей среды), кВт;
Qн – тепловой эквивалент затрат энергии в насосах, кВт.
Так как обычно Qн« Qг, то считают Qн=0. Тогда
- (7.3)
- это количество единиц получаемого холода на единицу затраченной тепловой энергии в генераторе;
б) удельным расходом затраченной тепловой энергии
- (7.4)
- это количество единиц затраченной тепловой энергии на единицу полученного холода.
7.5.2. Термодинамическая эффективность абсорбционной ХМ оценивается эксергетическим КПД установки:
, (7.5)
где 
- удельный расход энергии в реальной абсорбционной ХМ;
- удельный расход тепла в идеальной абсорбционной ХМ, работающей в тех же внешних условиях что и реальная ХМ. Здесь
Qв – расход теплоты высокого потенциала (в генераторе);
Qн - расход теплоты в испарителе (холодопроизводительность).
Чтобы получить формулу для расчета 
воспользуемся уравнением теплового баланса для идеальной абсорбционной холодильной машины:
, (7.6)
где Qн и Qв – количество подведенной теплоты в испарителе и генераторе;
Qа и Qк – количество тепла отведенного в абсорбере и конденсаторе.
Для идеальной ХМ по аналогии можно записать и эксергетический баланс (для реальной машины такого баланса не существует):
Ен+Ев=Еа+Ек (7.7)
Выразим эксергии через коэффициенты работоспособности тепловых потоков
, (7.8)
где коэффициент работоспособности любого i-го теплового потока определяется соотношением (см. формулу 1.2):
. (7.9)
Подставляя соотношения (7.9) в равенство (7.8) получим
. (7.10)
Так как То.с @ Тс, то, практически, сомножитель 
.
Учитывая, что , то из (7.10) можно получить:
. (7.11)
Эта формула позволяет анализировать качественное влияние значений температур Тн, Тс и Тв на экономичность абсорбционной установки
На рис.7.4 приведены в качестве иллюстрации зависимости удельного расхода энергии от внешних условий работы.
Зависимости удельного расхода энергии в форме тепла для идеальной абсорбционной холодильной установки (штриховые линии) и для действительной одноступенчатой аммиачной абсорбционной холодильной установки с регенерацией тепла (рис.7.2) 
(сплошные линии) на рис.7.4а получены при трех значениях температур t0=4, -10 и -30°C. Под температурой генерации tг понимается температура слабого раствора на выходе из генератора. Все кривые относятся к одной и той же температуре конденсации и абсорбции tк=tаб=30°C.
На рис.7.4б приведены зависимости удельного расхода тепла от температуры охлаждения tс при тех же температурах испарения t0=4, -10 и -30°C и температуре генерации tг=120°C.
Все зависимости имеют форму гипербол.
 |
Рис.7.4. Зависимость удельного расхода теплоты в абсорбционных водоаммиачных холодильных идеальных (штриховые линии) и реальных (сплошные линии) установках от температур:
а) генерации tг и испарения t0, при температуре охлаждения tс=tк=tаб=30°C;
б) охлаждения tс и испарения t0, при температуре генерации tг=120°C.
Как видно из рис.7.4а, при повышении температуры генерации tг удельный расход энергии сначала сильно снижается, затем это снижение слабеет и зависимость переходит в почти горизонтальную прямую.
Таким образом все поле режимов можно условно разделить на две области: сильных зависимостей эа=f1(tг) и эа=f2(tc) и слабых зависимостей тех же величин. Линию a-b можно считать границей устойчивой работы установки. При сильных зависимостях режимы неустойчивы, т.к. малые изменения температур tг и tс влекут за собой сильное изменение удельного расхода.
При устойчивом режиме изменение указанных температур не сказывается существенно на производительности и удельном расходе энергии установки.
Расчетные параметры следует выбирать у линии a-b в области устойчивой работы установки.
Контрольные вопросы
1. Каким основным преимуществом перед компрессорными ХМ обладают абсорбционные холодильные агрегаты?
2. Какое устройство в абсорбционных ХМ используется для повышения давления паров ХА?
3. Какой компонент бинарной смеси используемой в работе абсорбционной ХМ, является хладагентом, а какой – абсорбентом?
4. Как получают холод в абсорбционных холодильных машинах?
5. Почему абсорбционная водоаммиачная ХМ конструктивно сложнее бромисто-литиевого агрегата?
6. Холод каких температур получают в водоаммиачной и бромисто-литиевой абсорбционных ХМ?
7. Что представляет собой тепловой коэффициент абсорбционной холодильной машины?
8. Чем определяется устойчивость и неустойчивость режима работы абсорбционного холодильного агрегата?