Абсорбционные холодильные установки

Общие сведения

Абсорбционные холодильные агрегаты относятся к группе теплоиспользующих ХМ. В этом их большое преимущество перед компрессорными ХМ, так как для привода абсорбционных агрегатов используется более дешевая низкопотенциальная тепловая энергия, а не более ценная электрическая энергия.

Особенно эффективно их применение там, где имеются источники теплоты в виде вторичных энергоресурсов, т.е. в виде отработанного пара, горячей воды, дымовых газов, теплоты химических реакций и т.п.

Именно с помощью абсорбционных ХМ и тепловых насосов возможно более полное использование топливно-энергетических ресурсов, уменьшить тепловое загрязнение окружающей среды, т.е. решать самые актуальные задачи энергетики.

Процесс отвода теплоты от объектов охлаждения в абсорбционных установках принципиально осуществляется точно так же, как и в компрессорных ХМ. Все отличие – в методах повышения давления рабочего агента. Здесь оно повышается с помощью так называемого термохимического компрессора, где используются экзотермические реакции абсорбции (поглощения) и эндотермические реакции разделения.

Наиболее распространенными являются машины работающие на бинарном растворе, состоящем из абсорбента (поглотителя) и хладагента.

Основные требования к таким растворам:

а) способность смешиваться в любых соотношениях (взаиморастворяться). Ограниченная растворимость ХА в абсорбенте приводит к ограничению возможностей в реализации циклов;

б) более высокая нормальная температура кипения абсорбента по сравнению с хладагентом. Уменьшение разности в нормальных температурах кипения влечет за собой необходимость ректификации ХА, т.е. усложняет схему и вносит дополнительные термодинамические потери.

Раствор с бóльшим содержанием хладагента в абсорбенте называют крепким, с меньшим – слабым. Применительно к воде, когда она используется как ХА, иногда принимают и наоборот. На это необходимо обращать внимание при использовании в расчетах различную справочную и методическую литературу.

В настоящее время широкое применение нашли такие смеси:

а) водоаммиачный раствор (H₂O+NH₃), компоненты которого имеют следующие нормальные температуры кипения: °C и °C, а разность этих температур составляет градуса. Здесь вода - абсорбент, аммиак - хладагент;

б) раствор бромистого лития (LiBr+H₂O), с температурами кипения: °C и °C. Разность температур градусов.

Здесь бромистый литий – абсорбент, вода – хладагент.

Абсорбционные ХМ бывают непрерывного и периодического действия.

Холодильные машины непрерывного действия содержат все аппараты, необходимые для непрерывной работы. Они могут быть одноступенчатые, двухступенчатые, абсорбционно-резорбционные и комбинированные.

Одноступенчатые ХМ применяют в том случае, если параметры греющей среды достаточны для получения требуемой температуры в испарителе.

Двухступенчатые ХМ – при использовании греющей среды более низкого потенциала или для получения более низких температур в испарителе.

В абсорбционно-резорбционной машине конденсатор заменен абсорбером, который называют резорбером. При этом охлаждающая резорбер вода нагревается до более высоких температур и может использоваться в системах теплоснабжения.

В комбинированных ХМ в одной из ступеней может быть использован компрессор.

В холодильной машине периодического действия абсорбер и генератор совмещены в одном аппарате. Периоды абсорбции и генерации (выпаривания) смещены во времени. В промышленности пока такие ХМ не используются.