Принцип действия и типы абсорбционных холодильных машин

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

ИЗУЧЕНИЕ КОНСТРУКЦИИ АБСОРБЦИОННО-ДИФФУЗИОНОЙ

ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ

Цель работы: изучение устройства и принципа действия абсорбционной холодильной машины; изучение особенностей конструкции абсорбционно-диффузионной холодильной машины; ознакомление с устройством бытовых абсорбционных холодильников.

Оборудование: учебный стенд, трехмерная компьютерная модель, холодильный контур с разрезами, схемы абсорбционных холодильных машин.

Общие сведения

Принцип действия и типы абсорбционных холодильных машин

Абсорбционные холодильные машины (АХМ) изобретены Лесли (1810 г.) и Карре (1850 г.). Водоаммиачные абсорбционные холодильные машины Карре появились на 25 лет раньше аммиачных компрессионных машин (Линде, 1875 г.).

Круговой процесс абсорбционных машин осуществляется рабочей смесью веществ (растворов), состоящей из двух компонентов. Эти вещества имеют разные температуры кипения при том же давлении. Один компонент является холодильным агентом, другой – поглотителем (абсорбентом).

В поглотитель (абсорбер) поступает раствор с малой концентрацией холодильного агента и поглощает (абсорбирует) пары, образующиеся в испарителе. Абсорбер заменяет здесь всасывающую сторону механического компрессора. Крепкий раствор из абсорбера подается в кипятильник, обогреваемый источником тепла. Раствор выпаривается, образующиеся пары сжижаются в конденсаторе. Кипятильник, таким образом, выполняет работу нагнетательной стороны механического компрессора (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1. – Сравнительные схемы компрессионной (а) и абсорбционной (б)

холодильной машины.

Следовательно, в абсорбционной холодильной машине механический компрессор преобразуется в термический.

Круговой процесс абсорбционных холодильных машин характеризуется следующими особенностями:

– температуры абсорбции и выпаривания при постоянных давлениях р_к и р₀ переменны и зависят от начальных и конечных концентраций раствора;

– слабый раствор поглощает пар, имеющий при том же давлении более низкую температуру.

В простейшей абсорбционной холодильной машине непрерывного действия (рисунок 1.2) между кипятильником Кп, обогреваемым обычно паром, и абсорбером Аб, охлаждаемым водой, циркулирует рабочий раствор, например, аммиака в воде, весовая концентрация которого ξ изменяется. Аммиак является холодильным агентом, а вода — абсорбентом.

Водоаммиачный насос Н подает в кипятильник крепкий раствор большой концентрации ξr при давлении конденсации р_к и температуре t₁. Значительная часть образующихся в кипятильнике паров аммиака при температуре поступает в конденсатор Кд, в котором вместе с парами воды сжижается. Слабый раствор концентрации ξa при температуре t₂ дросселируется в регулирующем вентиле РВ1 до давления кипения p₀ и температуры, затем направляется в абсорбер Аб, где абсорбирует пары, поступающие из испарителя И. Тепло абсорбции отводится охлаждающей водой.

Рисунок 1.2. – Простейшая схема абсорбционной холодильной машины:

точки 1…8 – состояния рабочего вещества.

Раствор становится крепким ξr, и при температуре t₄ подается насосом обратно в кипятильник Кп. Этим цикл раствора, протекающий при переменных температурах абсорбции и выпаривания, завершается.

Образующийся в кипятильнике Кп пар концентрации ξ₅ сжижается в конденсаторе Кд и жидкость поступает через дроссельный вентиль РВ2 в испаритель И. Пар из испарителя И поглощается в абсорбере Аб слабым раствором концентрации ξa. Элементы кругового процесса Кд, РВ2 и И не отличаются от тех же элементов компрессионной холодильной машины.

Такая абсорбционная холодильная машина непрерывного действия по сравнению с другими наиболее проста, но энергетически не совершенна.

Тепловая экономичность абсорбционной холодильной машины может быть повышена ректификацией выпариваемого раствора (отделением паров аммиака от воды). Тогда в конденсатор Кд поступают почти чистые пары аммиака концентрации ξ, близкой к 1. Применяют также регенеративный теплообменник, в котором крепкий раствор нагревается до поступления в кипятильник, уходящим из него слабым раствором. Возможны и более сложные регенеративные процессы.

Движущим механизмом абсорбционных холодильных машин непрерывного действия является только насос Н, перекачивающий крепкий раствор в кипятильник.

Поиск по сайту: