Принцип теплового расчета абсорбционной холодильной машины.
При расчетах задаются холодопроизводительностью машины Q0 , температурой кипения аммиака t0 °C, температурой греющей воды, температурой охлаждающей воды. На диаграмме 
наносят основные точки рабочего процесса и определяют количество подведенного или отведенного тепла, измеренные разностью энтальпий соответствующих точек, так как процессы в испарителе, абсорбере, кипятильнике и конденсаторе происходят при постоянных давлениях. Для изображения рабочего процесса в диаграмме отмечают изобары давления конденсации рк и давления кипения ро (рис.2). Давление рк зависит от температуры охлаждающей воды, а давление ро – от заданной температуры кипеня t0. Высшая температура в кипятильнике t2 определяется температурой греющей среды с учетом перепада температур 5-8 Со, необходимого для процесса теплопередачи.
Рис.2. Абсорбционная холодильная машина.
а – схема; б – процессы в диаграмме ζ-i
Низшая температура в абсорбере t4 , определяющая концентрацию крепкого раствора, должна быть на 5-8 Со выше температуры охлаждающей воды.
Высшая температура кипения в испарителе:
Давление в кипятильнике принимается равным давлению в конденсаторе рк. Давление в абсорбере принимается равным давлению в испарителе ро. Кроме изобар ро и рк наносим на диаграмму изотермы t1, t2, t3 и t8. Точка 4 на линии давления ро характеризует состояние жидкости на выходе ее из абсорбера. Состояние раствора в точке 1, где начинается
процесс в кипятильнике, будет совпадать с точкой 4. так как при процессе перекачки раствора насосом его энтальпия и концентрация не изменяется. Однако нельзя забывать, что давление в точке 1, равно рк, поэтому состояние 1 будет в зоне переохлажденной жидкости.
В кипятильнике раствор сначала подогревается при постоянной концентрации 
до состояния насыщения (т. 10) , после чего начинается кипение. Конец процесса кипения при постоянном давлении рк соответствует высшей температуре в кипятильнике t2. Точка пересечения изотермы t2 с линией рк (т.2) определяет состояние жидкости в конце процесса кипения. Состояние пара в начале кипения находится пересечением изотермы t1 в области влажного пара с линией давления рк (т.11 ), а в конце процесса- пересечением изотермы t2 (т.21). Состояние пара, поступающего из кипятильника в конденсатор, определяется т.5, которая лежит на пересечении линии концентрации 
с линией давления рк между состояниями 11 и 21.
Положение т.5 по отношению к т.11 и 21 определяется конструкцией кипятильника. В тепловом отношении наиболее выгодно осуществлять в нем противоток между парами и жидким раствором. Тогда т.5 будет находится вблизи от т.11 и концентрация пара, выходящею из кипятильника, будет выше, чем в случае параллельного тока (т.5 вблизи т. 21). Конденсация водоаммиачного пара происходит при постоянной концентрации 
, поэтому опустив перпендикуляр из точки 5 до пересечения с линией давления рк жидкости, получим состояние жидкости после конденсации (т.6). После конденсации жидкость дросселируется до давления ро при постоянной энтальпии и концентрации. Поэтому т.7, определяющая состояние раствора в конце процесса, совпадает с точкой 6, но в т.7 будет не жидкость, а влажный пар, то есть смесь жидкости (т.70) и пара (т.71) с температурой t0. Жидкость состояния 7 кипит в испарителе при давлении ро ,при этом t0 повышается до высшей температуры в испарителе t8. Состояние жидкости в конце процесса кипения в испарителе (т.80) определяется пересечением изотермы t8 с линией давления ро пара (т.81)
Жидкий раствор после кипятильника (т.2) дросселируется до давления ро при постоянной концентрации 
,поэтому т.3, характеризующая раствор после дросселирования, совпадает с т.2,но в т.3- влажный пар при t3.
Таким образом, в диаграмме получены следующие линии:
1-10- подогрев крепкого раствора до состояния кипения;
10-2- изменение состояния жидкой фазы при кипении в кипятильнике;
11-21-изменение состояния паровой фазы при кипении в кипятильнике;
2-3- охлаждение слабого раствора до состояния насыщения с конденсацией паров, образовавшихся при дросселировании;
30-4- процесс поглощения в абсорбере паров, поступающих из испарения и полученных при дросселировании;
5-6- процесс конденсации паров в конденсаторе;
7-80- процесс кипения аммиака в испарителе ро.
Количество раствора, подаваемого из абсорбера в кипятильник, отнесенное к 1кг пара, полученного в кипятильнике, называется кратностью циркуляции (f).
Методика расчета энергетических характеристик абсорбционной холодильной машины по температуре и давлению с использованием диаграммы 
Для расчета энергетических характеристик абсорбционной холодильной машины используется так называемая диаграмма энтальпии-концентрации(
)
рис. 2.
Для расчета нам необходимо найти базовые точки по которым можно определить требуемые нам энтальпии.
Сначала наносим на диаграмму, в нижнюю часть (область жидкости) и в верхнюю (область пара) заданные давления кипения, Р0=0,02 МПа и давление конденсации, Рк=0,15 МПа. Затем начинаем находить точки. Начальную температуру кипения в кипятильнике принимаем равной t=700С, конечную 900С.
Температуру кипения аммиака принимаем равным t0=-20ºС.
Точка 
-начало кипения раствора в кипятильнике находится путем
пересечения отложенной нами линии Рк и изотермы соответствующей начальной температуре кипения в кипятильнике - 70ºС.
Точки 3º и 4 как и линия 3º-4 – процесс поглощения в абсорбере паров, поступающих из испарителя и полученных при дросселировании, находятся путем опускания перпендикуляра с точек 2 и 10 на линию Р0 так, как и в том и в этом случае имеется одинаковая концентрация смеси.
Температура t3 слабого раствора при выходе из теплообменника на 5-10ºС выше температуры крепкого раствора при выходе из абсорбера, т.е. t3= t4+5-10ºС. Так как температура в т.4 равна 20ºС принимаем t=30ºС и откладываем точку на этой же линии Р0. Затем с помощью вспомогательных линий для определения равновесного пара находим точку с давлением Р0 на линии сухого пара. Проводим изотерму влажного пара через точку (t=30ºС) до пересечения с перпендикуляром с т.3 до концентрации. Найденная точка и будет точкой 3. Положение точки 5 определяется конструкцией кипятильника, она будет находится вблизи от т. 
.Высшая температура кипения в испарителе t8= t0+3-10ºС. Ставим точку на линии Р0 (область жидкости) с температурой t=-10ºС. С помощью вспомагательных линий для определения равновесного пара проводим изотерму t8. Пересечение изотермы с перпендикуляром на концентрацию с т. 
и будет точка 8. Точка 6- пересечение этого же перпендикуляра и линии Рк. Так как в этих точках будет одинаковая концентрация смеси.
По точкам находим энтальпию:
i2=… кДж кг-1; i3=… кДж кг-1; i4=…кДж кг-1; i5=… кДж кг-1; i6=… кДж кг-1;
i8=… кДж кг-1;
Задаемся численным значением кратности циркуляции – f=1,8кг/кг; Находим тепло, отдаваемое слабым раствором:
q 
=( f-1) (i2- i3); ккал/кг
Если пренебречь потерями тепла в окружающею среду, то:
qтс=qт;
откуда:
i1=i4+ 
; кДж кг-1;
Находим точку 1, энтальпия пересекается с линией 10-4;
Находим тепло отведенное в конденсаторе:
qк = i5- i6; qк; кДж кг-1;
Находим тепло подведенное в испарителе:
q0= i8- i6; q0; кДж кг-1;
Находим тепло, подведенное в кипятильнике:
qкп = i5- i2+ f(i2- i4)-( i1- i4); кДж кг-1;
Находим тепло, отведенное в абсорбере:
qаб= i8- i3+1,8(i3- i4); кДж кг-1;
Принимаем qаб-без теплообменника т.к. схема имеет два теплообменника с противоположными процесами.
Находим тепловой баланс машины :
q0+qкп=qк+qаб
Результат баланса расходится в 1 кДж кг-1, что можно считать приемлемым.
Тепловой коэффициент:
= 
;
Рис. 2. Диаграмма энтальпия – концентрация i– ζ
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
1. Наименование, цепь работы.
2. Построенный цикл холодильной установки с пограничными кривыми и обозначенными узловыми точками.
3. Анализ построенных циклов с описанием термодинамических процессов, происходящих в каждом элементе холодильной установки.
5. Расчет энергетических характеристик холодильной установки.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5