Абсорбционные холодильные машины кратко

Обновлено: 16.05.2024

Абсорбционные холодильные машины (АБХМ) работают за счет сжатия хладагента компрессором. Они используются там, где электропитание является недоступным или дорогостоящим, где есть источник тепловой энергии.

Принцип работы АБХМ (абсорбционной холодильной машины, чиллера, теплового насоса) основан на процессе абсорбции – поглощения одного вещества другим. Для его работы необходим источник тепла – отработанный теплый воздух, пар, природный газ, любые виды твердого топлива.

Виды АБХМ

Все абсорбционные холодильные машины можно разделить по следующим признакам:

  1. Количество контуров;
  2. Тип нагрева;
  3. Рабочие жидкости.

Абсорбционные машины бывают одноконтурными, двухконтурными и трехконтурными. От количества контуров зависит разница температур, которую можно получить. Чем больше контуров, тем более эффективно будет охлаждать установка.

АБХМ прямого нагрева работают за счет сжигания газа, жидкого или твердого топлива в самом агрегате. Машины непрямого нагрева используют внешний источник тепла – пар, воду, излучаемое тепло. Комбинированные абсорбционные машины используют прямые и косвенные источники тепла.

Существуют бромистолитиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины. В первых хладагентом является вода, абсорбентом – бромид лития LiBr. Во вторых хладагентом является аммиак NH3, абсорбентом – вода.

Базовые принципы (это надо знать)

Наиболее распространенными являются бромистолитиевые АБХМ. Чтобы понять их принцип работы, нужно знать некоторые базовые моменты.

Когда мы кипятим воду, она переходит из жидкого в газообразное состояние. Точка кипения воды зависит от давления. Если мы повысим давление, то температура закипания повысится, если снизим давление, то вода будет кипеть при температуре ниже +100 градусов.

В абсорбционных машинах вода находится под давлением 6 мм. рт. ст., что близко к вакууму. При таких условиях она превращается в пар (закипает) при температуре +4 °С.

Бромид лития — это соль, но в жидком агрегатном состоянии. Любая соль поглощает влагу. Если распылить его в водяном паре, молекулы притянутся и смешаются.

Вода и бромид лития хорошо смешиваются до однородного раствора. Но если их нагревать, вода будет подниматься вверх и испаряться, а бромид лития останется в жидком состоянии.

При кипении любая жидкость охлаждается, отбирая тепло у окружающей среды. Наглядный пример:

Когда вы летом после купания выходите из водоема на берег, вам становится прохладно. Это потому, что вода испаряется с кожи и охлаждает ее.

Конструкция АБХМ

Абсорбционная холодильная машина состоит из двух камер, теплообменника и трех контуров. В верхней камере находится конденсатор и генератор, в нижней – испаритель и абсорбер.


Генератор служит для нагрева смеси хладагента и теплоносителя. Влага испаряется из раствора, концентрация бромида лития увеличивается.

Конденсатор нужен для охлаждения водяных паров и сбора влаги для дальнейшего использования.

Испаритель – источник холода, в нем давление воды резко снижается, она переходит в состояние газа.

В теплообменнике происходит охлаждение потока подогретого концентрированного бромида лития, поступающего из генератора в абсорбер и нагрев охлажденной смеси, идущей из абсорбера в генератор.

Назначение и обозначение контуров:

  • По контуру К1 циркулирует холодная вода, которая проходит через теплообменники в конденсаторе и абсорбере.
  • Водяной контур К2 служит для съема тепла с климатических установок.
  • Контур К3 служит для подогрева генератора. По нему может циркулировать подогретый воздух, выхлопные газы, теплая вода от бойлера.

Принцип работы АБХМ

Основные компоненты АБХМ – конденсатор и генератор, которые находятся в верхней камере. Испаритель и абсорбент расположены в нижней. Отдельно расположен теплообменник, с помощью которого происходит отбор тепла.

Начальная концентрация раствора в абсорбере содержит около 45% воды и 55% бромида лития.

При запуске АБХМ смесь бромистого лития и воды проходит из абсорбера в теплообменник, где нагревается от потока концентрированного раствора, поступающего из генератора. Из теплообменника смесь поступает в генератор.

В генераторе находится частично заполненный резервуар с бромидом лития. Внутри генератора находится теплообменник, по которому движется теплый воздух или любой другой теплоноситель из контура К3.

Под влиянием тепла раствор начинает частично закипать. Водяные пары поднимаются вверх, в конденсатор, а абсорбент остается в генераторе.

Бромистый литий концентрируется в нижней части генератора и по отдельному каналу перетекает в теплообменник. Там он охлаждается, отдавая тепло смеси, которая поступает из абсорбера. Затем он попадает в абсорбер, в котором через форсунку распыляется для лучшего поглощения водяного пара.

В секции конденсатора находится охлаждающий теплообменник (змеевик, катушка или радиатор). В нем циркулирует вода, которая по замкнутому контуру К1 прокачивается через градирню. Она служит для охлаждения конденсатора.

При соприкосновении с теплообменником конденсатора водяной пар переходит в жидкое состояние и скапливается в поддоне.

Из поддона конденсатора вода попадает в испаритель через клапан. В испарителе поддерживается давление порядка 6 мм. рт. ст. или 0,008 бар. При таком давлении она моментально закипает, превращается в пар. Ее температура падает до +4 градусов.

В испарителе находится такой же теплообменник для охлаждения, как в конденсаторе, по которому циркулирует вода из контура К2. Он выполняет функцию съема тепловой энергии с климатических устройств (фанкойлов, установок кондиционирования и т.д.) Температура воды в теплообменнике контура К2 – порядка +12 °С.

При контакте с контуром К2, вода в испарителе отбирает у него тепло. По контуру К2 охлажденный хладагент возвращается к климатическим устройствам.

В абсорбере находится бромид лития в жидком состоянии. Он поглощает водяной пар, причем сила притяжения молекул настолько велика, что в испарителе практически не остается газообразной воды.

При поглощении пара теплоноситель выделяет тепло, поэтому контур К1 проходит через абсорбер чтобы охлаждать раствор.

Смесь бромистого лития и воды далее проходит повторный цикл.

Одноступенчатая АБХМ косвенного нагрева

Схема одноступенчатой АБХМ косвенного нагрева

В одноступенчатой системе рабочий контур, по которым циркулирует вода для климатических систем, охлаждается только один раз.

Концентрированный раствор попадает в абсорбер из генератора, где поглощает воду и становится разбавленным. Выделяемое тепло при этом поглощается контуром, по которому циркулирует вода, охлажденная в градирне.

Раствор попадает в теплообменник, после в генератор, где нагревается от контура обогрева. Вода испаряется и попадает в конденсатор, откуда перетекает в испаритель. За счет испарения концентрация раствора увеличивается, он возвращается в абсорбер.

Принцип работы двухступенчатой АБХМ косвенного нагрева

Схема двухступенчатой АБХМ косвенного нагрева

В двухступенчатой абсорбционной холодильной машине есть вспомогательный и основной цикл. Каждый из них обеспечивается отдельным генератором (1`st Generator и 2`nd Generator). Кроме них есть дополнительный генератор (Aux. Generator), работающий в комплексе с первым.

Разбавленный раствор из абсорбера попадает в низкотемпературный теплообменник, из которого проходит через высокотемпературный теплообменник.

Нагретая смесь попадает в первый генератор, где частично испаряется вода. Она конденсируется контуром охлаждения и попадает в испаритель.

Через высокотемпературный теплообменник жидкая смесь воды и бромида лития попадает во второй генератор, где нагревается контуром от источника тепла – теплого воздуха или воды.

Во втором генераторе температура выше чем в первом, поэтому испаряется больше воды и раствор бромида лития становится более концентрированным.

Пары воды абсорбируются в дополнительном абсорбере (Aux. Absorber) и возвращаются в дополнительный генератор. Концентрированный раствор возвращается в абсорбер, откуда возвращается в первый генератор.

Одноступенчатая АБХМ прямого нагрева

Схема одноступенчатой АБХМ прямого нагрева

Эта система действует по тому же принципу что и одноступенчатая. Существует два варианта исполнения АБХМ.

В первом за счет тепла сгорания топлива нагревается вода, которая используется для подогрева бромида лития в генераторе.

Во втором варианте теплообменник в генераторе нагревается за счет циркуляции продуктов горения. Он редко применяется, так как его эффективность ниже.

Принцип работы двухступенчатой АБХМ прямого нагрева

Схема двухступенчатой АБХМ прямого нагрева

С помощью насоса вода распыляется на трубы испарителя, что повышает уровень теплопередачи между ней и водой, используемой для климатических установок.

Водяные пары поглощаются бромидом лития в абсорбере, после чего раствор разделяется на два потока. Один проходит прямо в генератор. Второй поток проходит поочередно через три теплообменника:

  • Низкотемпературный;
  • Теплообменник с продуктами горения;
  • Высокотемпературный.

После этого раствор из второго потока догревается в высокотемпературном генераторе. Часть воды испаряется и пар проходит по змеевику через низкотемпературный генератор, тем самым нагревая раствор в нем. Вода остывает, превращается в жидкость и попадает в лоток конденсатора.

Жидкий раствор перекачивается из высокотемпературного в низкотемпературный генератор, где нагревается, испаряя воду. Концентрированный раствор бромида лития возвращается в абсорбер. Вода из конденсатора попадает в испаритель, где охлаждает контур, который обеспечивает охлаждение климатических систем.

В статье мы постарались доступно рассказать, что такое АБХМ, описать особенности и принцип работы. Это климатическое оборудование используется в основном на промышленных предприятиях и для кондиционирования зданий. Но в скором будущем могут появиться модели, предназначенные для широкого применения в частных домах.

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

АБХМ — это абсорбционная холодильная установка (чиллер), работающая за счет тепловой энергии, а не электричества. Источником тепловой энергии может служить горячая вода, выхлопные газы, пар, природный газ и другие виды топлива.

Трехступенчатая АБХМ

Абсорбционные бромистолитиевые тепловые насосы (АБТН)

АБХМ на выхлопных газах

АБХМ на газе и дизеле

АБХМ на паре

АБХМ на горячей воде

Абсорбционные чиллеры (АБХМ) производства Thermax применимы на любых типах объектов — как для снабжения холодом систем кондиционирования, так и для обеспечения промышленного холодоснабжения.В качестве хладагента в АБХМ Thermax используется вода, а в качестве абсорбента — концентрированный раствор бромида лития LiBr.

Эти жидкости не токсичны, что делает АБХМ безопасной в применении*.

Типы абсорбционных холодильных машин

Для АБХМ возможны различные варианты использования низко- и высокопотенциальных видов тепла. Это может быть горячая вода из тепловой магистрали, пар низкого и высокого давления от технологического процесса или котельной, прямое сжигание топлива различных видов (дизель, газ и др.), выхлопные газы от оборудования. Технологии компании Thermax позволяют использовать несколько источников энергии и комбинировать их.

*Существуют еще водоаммиачные абсорбционные холодильные машины, в которых в качестве хладагента используется аммиак.

Цена АБХМ зависит от многих параметров (мощности, типа и пр.), поэтому, если вы хотите купить АБХМ, то лучше сделать расчет АБХМ у наших специалистов под конкретную задачу и объект.
Подбор АБХМ для вас осуществляют наши эксперты по абсорбционным холодильным машинам.

АБХМ –абсорбционные холодильные машины (рис.1), широко распространенные за рубежом, последнее время приобретают популярность в России.

  • Очень низкое потребление электроэнергии;
  • Отсутствие шумов и вибраций во время работы;
  • Отсутствие трущихся частей, как следствие отсутствие износа;
  • Низкие эксплуатационные расходы;
  • Возможность получения горячей воды;
  • Простота в эксплуатации;
  • Высокий уровень автоматизации;
  • Продолжительный срок службы -более 25 лет.

 Абсорбционная_холодильная_машина.jpg

Работы АБХМ предполагает использование тепловой энергии для получения холода. Можно сказать, что абсорбционная холодильная машина - это получение искусственного холода из тепла.

В отличие от парокомпрессионной холодильной машины в АБХМ требуется ничтожно малое количество электрической энергии, которая потребляется циркуляционными насосами. Например, для выработки одного мегаватта холода в абсорбционной машине требуется всего 20 кВт электроэнергии. Это в 16 раз меньше по сравнению парокомпрессионной установкой.

Классификация.

В установках непрямого нагрева используется вторичное тепло - тепловая энергия, полученная в других производствах и предназначенная для выброса в атмосферу.

Источником вторичной тепловой энергии может быть горячая вода, низко- или высокопотенциальный пар, горячие дымовые газы котлов, выхлопные газы генераторных установок и т.п.

  • АБХМ нагрева горячей водой (hotwater-fredchiller) - источник тепла горячая вода от 75°С и выше
  • АБХМ нагрева паром (steam-fredchiller) - источник тепла пар 75~200°C
  • АБХМ нагрева уходящими газами (exhaust-fredchiller) - источник тепла дымовые газы печей, котлов, выхлопные газы генераторных установок 250~600°C
  • АБХМ прямого нагрева (direct-fredchiller)- источник тепла сжигание природного газа, мазут, дизельное топливо.

Принцип работы.

Принцип работы АБХМ основан на явлении поглощения веществ жидкостями из газовой смеси (абсорбции) и физическом законе - зависимости температуры кипения и конденсации жидкости от давления. Снижение давления понижет температуру кипения, повышение давления повышает температуру конденсации.

В 1859 стали применять аммиачный цикл, который, используется по сей день (машины АВХМ). Но наиболее распространенным абсорбентом в настоящее время в абсорбционных холодильных машинах является бромид лития (LiBr).

Схема_одноконтурной_АБХМ.jpg

Установка АБХМ состоит из четырех основных элементов: испарителя, абсорбера, генератора и конденсатора.

Хладагентом в АБХМ является вода, которая поступает в испаритель через разбрызгивающую форсунку. В испарителе поддерживается вакуум (~6 мм.рт.ст.).

Далее пары хладагента-воды из испарителя попадают в абсорбер где поглощаются бромистым литием (BrLi. Бромистый литий подается в абсорбер из генератора через форсунку и разбрызгивается.

В генераторе под действием источника вторичного тепла (или непосредственного газового нагрева) часть воды выкипает. Раствор становится более концентрированным, восстанавливаются его абсорбирующие свойства.

В конденсаторе в результате охлаждения и высокого давления пары воды конденсируются. Затем через разбрызгивающую форсунку сконденсированная вода вновь поступает в испаритель. Цикл повторяется.

Эффективность машины

Эффективность АБХМ определяется коэффициентом холодопроизводительности (COP), т.е. отношением холодопроизводительности к потребляемой тепловой мощности. Обычно его значение для одноступенчатых машин составляет 0,6~0,8. При получении коэффициента (COP) равным единице одноступенчатая машина была бы идеальной, это значило бы, что все подведенное тепло преобразовалось бы в холод. Это невозможно, так как в реальной установке существуют термодинамические потери.

Повысить холодильный коэффициент можно, если использовать двухступенчатую схему, в которую входят два абсорбера и два конденсатора. В таких установках COP может равным 1,4. В трехступенчатых до 1,8.

Применение

Применяются АБХМ практически во всех отраслях промышленности: энергетике, металлургии, электронике, пищевой промышленности.

В частности, в пивоваренной промышленности, поддержание температуры и использование процесса охлаждения необходимо практически на всех этапах технологического процесса от охлаждения ячменя до охлаждения конечного продукта. Например, на этапе сбраживания важно поддерживать температуру, так как от этого зависит процент алкоголя. Регулирование температуры сусла определяет интенсивность размножения дрожжей, на этом этапе важно максимально быстрое охлаждение сусла.

На рисунке 3 показан пример применения АБХМ для охлаждения на одном из участков технологической цепочки производства пива (охлаждение очистителя ячменя).

 Схема_охлаждения_очистителя_ячменя.jpg

АБХМ могут применятся во многих отраслях промышленности, но в любом случае, решающим фактором при выборе этих агрегатов является экономическая целесообразность.

Экономическая целесообразность применения АБХМ

Практически вне конкуренции абсорбционные холодильные машины становятся на объектах, где имеются вторичные энергетические источники, например, собственная водяная или паровая котельная.

АБХМ имеют очень низкое значение потребляемой электрической мощности. Электроэнергия потребляется только циркуляционными насосами для перекачки теплоносителей.

Для наглядного представления этого факта можно сравнить эксплуатационные затраты парокомпрессионной машины и АБХМ с источником тепла пар или вода.

В среднем стоимость парокомпрессионной машины мощностью 1000кВт составляет 130 тыс. EUR. Аналогичная по мощности абсорбционная установка с учетом стоимости градирен 140 тыс. EUR.

Если посмотреть на потребляемую электрическую мощность парокомпрессионной машины, то при коэффициенте эффективности 3 она составляет примерно 323 кВт. Потребляемая мощность абсорбционной машины в среднем примерно 20кВт.

При цене электроэнергии для предприятия 5 руб/кВт ·ч и графике работы 150 суток в году в течении 12 часов в сутки стоимость потребляемой электроэнергии парокомпрессионной машины за год составит 2 907 000 рублей.

При такой разнице в расходах превышение капитальных вложений в оборудование АБХМ в 10 000 EUR окупится в течение трех месяцев эксплуатации.

Кроме того, отсутствие движущихся трущихся частей позволяет значительно сократить, а в некоторых случаях исключить полностью статьи расхода, связанные с ремонтом и приобретением запасных частей.

Влияние на экологию.

Влияние АБХМ на экологию сводится к нулю, особенно если машина интегрирована в когенерационную систему и питается тепловой энергией из этой системы.

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

shema-abhm-01

Абсорбция

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

shema-abhm-02

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.

Схема работы АБХМ

Конденсация хладагента

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

shema-abhm-04

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).

Упрощенная схема абсорбционной холодильной машины: Г - генератор (кипятильник); АБ - абсорбер; КД - коденсатор; И -испаритель; Н - насос; РВ1 и РВ2 - регулирующие вентили

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.

Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины: Г - генератор (кипятильник); P - ректификатор; ДФ - дефлегматор; КД - конденсатор; РВ1, РВ2 - регулирующие вентили; ТО - теплообменник; Н - насос; АБ - абсорбер

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.

В качестве рабочего тела в АБХМ применяется чаще всего раствор бромистого лития в воде. При использовании этого раствора охлаждение происходит за счет кипения воды при температуре +2-+5 °С и давлении 5-8 мм рт. ст. Такие параметры раствора делают его самым распространенным для использования в области кондиционирования воздуха и технологического охлаждения. Недостатком раствора LiBr является его высокая агрессивность по отношению к черным металлам. Для снижения химической агрессивности этого раствора в него добавляют специальные ингибиторы.

Основные компоненты абсорбционной установки

  • испаритель,
  • абсорбер,
  • генератор и
  • конденсатор

Принцип работы АБХМ, схема цикла

На рисунке представлена схема работы абсорбционной холодильной машины.

Данная схема не отображает настоящую конструкцию АБХМ, а позволяет проще отследить происходящие процессы в каждом аппарате

Иллюстрация принципа работы АБХМ и холодильного цикла


В АБХМ хладагентом является вода, абсорбентом (поглотителем) — раствор бромида лития (LiBr).

Раствор бромида лития обладает высокой абсорбирующей способностью, которая увеличивается при увеличении плотности или при понижении температуры раствора.

Начнем рассматривать цикл охлаждения с испарителя. В нем поддерживается пониженное давление, 6 мм рт. ст., при таком давлении вода-хладагент кипит уже при температуре +4 °С .

Хладагент кипит, тем самым охлаждая трубы с жидкостью от потребителя.

Образующийся при кипении пар подается в абсорбер, где этот газ поглощается раствором LiBr.

В абсорбере концентрированный раствор LiBr (подаваемый из генератора) поглощает пары хладагента, тем самым понижая свою концентрацию (т.е. становится слабым или разбавленным).

Поглощение паров (абсорбция) является экзотермической реакцией, т. е. реакцией с выделением теплоты, которая отводится охлаждающей водой, как правило, от градирни.

Далее слабый раствор (неконцентрированный) подается насосом через теплообменник, в котором этот раствор нагревается от крепкого (концентрированного) раствора из генератора.

В генераторе за счет источника бросового тепла (в нашем случае — это горячая вода) хладагент-вода из слабого раствора выпаривается, и тем самым раствор LiBr снова становится крепким.

После генератора этот концентрированный раствор возвращается в абсорбер. А в свою очередь водяной пар из генератора направляется в конденсатор, где конденсируется за счет отвода теплоты охлаждающей средой.

Сконденсировавшийся из водяных паров хладагент (вода) вновь поступает в испаритель и кипит.

Читайте также: