Абсорбционный холодильник принцип работы

Секреты работы и преимущества использования газовых холодильников. Абсорбционный холодильник на газу: принцип работы, расход газа

Абсорбционный холодильник принцип работы

Газовые холодильники выпускаются разных размеров, от компактных моделей объемом 33 л до обычных напольных образцов в 100 л и более. Разница между наружными и внутренними температурными показателями соответствует 30 градусам. Такой принцип работы агрегата означает, что в летний зной внутри прибора эти цифры будут ниже 0.

Такие холодильники допускают заморозку провизии, поэтому многие образцы оборудованы встроенной морозилкой, в основном это относится к бытовым устройствам для дачи, кухни или столовой. Купить такие агрегаты можно в любом магазине бытового оборудования.

Абсорбционный холодильник – невероятно надежный прибор, а сильной стороной агрегата является отсутствие движимых элементов, что сводит к нулю вероятность поломки.

Эта особенность вызывает небольшое повышение цены на оборудование этого типа, однако купить его выгодно, поскольку надежное устройство окупится бесконечно долгим эксплуатационным сроком. Функционирование газовых холодильников напоминает работу обычного бытового оборудования.

Они аналогичным образом поддерживают температуру в 2–4 градуса, но такие модели получают энергию от баллона с пропаном. Принцип работы такого устройства основывается на испарении хладагента, имеющего низкую температуру кипения. Густое вещество, равно как его носитель, в специальном отсеке нагревается до температуры кипения.

Эти пары поступают в конденсатор, после чего перемещаются в жидком состоянии в испаряющий блок. Здесь они снова закипают, но уже при отрицательной температуре, тем самым забирают тепло из холодильного отделения. Дальнейший принцип работы связан с объединением носителей и переносом вещества в генератор-кипятильник. Как видно, процесс повторяется, образуя замкнутую цепь.

Внимание! При работе от задней стенки газового холодильника выделяется на 60% больше тепла по сравнению с обычным прибором, поэтому важно оставить промежуток между устройством и стеной.

Установка газового холодильника осуществляется по аналогичной схеме, что и подключение плиты или духовки. Шланг с редуктором (лягушкой) подсоединяется к штуцеру, который обычно расположен в нижней части прибора.

Сама горелка должна быть надежно защищена от влаги, быстро воспламеняющихся материалов и загрязнений. Исключить следует и влияние прямых солнечных лучей.

Отдельные мини-агрегаты имеют дополнительные возможности, позволяющие выставлять нужную температуру.

Принцип работы

Алгоритм работы заключается в том, что хладагент испаряется за счет низкой температуры кипения. Специальное густое вещество, как и носитель данного состава, в емкости нагревается до определенной температуры. Затем пары попадают в конденсатор, где в виде жидкости отправляются в испаряющий блок.

В этом блоке они вновь закипают, но только уже при отрицательных температурах. Затем они забирают лишнее тепло из холодильника.
Так работает абсорбционный холодильник. Принцип работы этого агрегата основан на соединении или объединении носителей и движении вещества в специальном генераторе.

Дальше весь процесс повторяется.

Где установить газовый агрегат?

Место установки выбирают по тому же принципу, что и для печей или духовок.
Важно помнить, что хладагент нагревается – для этого применяется газовая горелка. Она должна быть надежно защищена.

Тогда процесс горения проходит более правильно, и эффективнее будет работать сам холодильник.

Не рекомендуется размещать изделие рядом с легковоспламеняющимися приборами и под воздействием на горелку прямых солнечных лучей.

Как пользоваться

Устройства оснащены холодильной и морозильной камерой, внутренней подсветкой, комфортным температурным режимом.

Абсорбционный холодильник работает на пропане. Включение осуществляется при помощи шланга через редуктор к штуцеру. Устанавливать изделие можно в любом месте. Лучше остановиться на вертикальной ровной поверхности. Нужно учитывать, что задняя стенка выделяет тепло и нагревает близлежащие предметы. 

Газовые модели выделяют больше тепла, чем обычные. Поэтому холодильную камеру лучше не размещать возле стенки. Установка соответствует схеме установки газовой плиты. Шланг с редуктором подключается к штуцеру. Для перехода от питания баллоном к электроэнергии, холодильник присоединяется с помощью шнура к стандартной розетке. Не забудьте сначала отсоединить баллон с газом.

Модели с функцией питания от электроэнергии оснащаются системой отключения газа. Она работает автоматически и срабатывает при обнаружении проблем с пламенем горелки.

Внутри холодильника имеются светодиодные лампы для освещения. Они работают на батареях, которые способны выдержать нагрузку 1 год. Если батарея разрядится, можно перейти на питание ламп через сеть. При этом сам агрегат работает от баллона.

Существуют модели, у которых есть функция регулировки температуры. Она осуществляется при работе от газа и от электричества.

Для очистки нельзя использовать порошки или кислоты. Это поцарапает внутреннюю поверхность и в этих местах потом образуется ржавчина.

При небрежной загрузке продуктов повреждается поверхность, а части сколотой эмали могут попасть в пищу. При разморозке нельзя использовать острые предметы для очистки испарителя ото льда и снега. Во время работы газовый агрегат нельзя накрывать. Следите, чтобы дверца плотно закрывалась.

Принцип работы АБХМ, особенности, варианты источников тепла

Абсорбционный холодильник принцип работы

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 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.

Принцип работы теплового насоса вода-вода – просто о сложном

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 абсорбционной холодильной машины 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 абсорбционной холодильной машины 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 абсорбционной холодильной машины 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 абсорбционной холодильной машины 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.

Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

Абсорбционные холодильные машины

Абсорбционный холодильник принцип работы
Быстрый переход:

Получить коммерческое предложение

Компания ООО “Пром Климат” (г. Москва) – профессиональная инжиниринговая компания. Мы реализуем инженерные системы здания или помещения на вашем объекте “под ключ”.
Звоните: 8 (495) 410-11-73 или отправьте быструю заявку.

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

Вода-хладагент поступает в левую часть камеры — «Испаритель». Внутри, в условиях глубокого вакуума, происходит процесс кипения хладагента, который отводит тепло из охлаждаемой воды, циркулирующей по трубкам теплообменника.

Этот процесс непосредственно охлаждает воду, циркулирующую в теплообменнике («вода охлажденная») и выполняет главную задачу, стоящую перед абсорбционным чиллером.

Абсорбция

Капли концентрированного раствора бромида лития подаются в правую часть камеры («абсорбер»), где абсорбируют пары воды-хладагента.

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

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.

Конденсация хладагента

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

Далее, эта вода-хладагент вновь попадает в «испаритель» (левую часть камеры) и цикл повторяется заново.

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).

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.

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.

Чтобы узнать цену решения для вашего объекта, вы можете:

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.