49. Нарисуйте схему идеальной абсорбционной холодильной установки и объясните его работу.

На рисунке 22 показана принципиальная схема идеального повышающего абсорбционного трансформатора тепла.

Рисунок 22. Cхема идеальной абсорбционной холодильной установки.

В испарителе VIII к рабочему агенту подводится тепло низкого потенциала Q_Н с температурой Т_Н. Рабочий агент кипит (испаряется) в испарителе при температуре Т_Н и соответствующем ей давлении р_Н. Пары рабочего агента поступают из испарителя в абсорбер I и поглощаются абсорбентом, поступающим из генератора III через теплообменник V и детандер VI.

Процесс абсорбции рабочего аренда абсорбентом происходит при температуре Т_С  Т_Н. Выделившаяся при этом теплота смешения Q_А отводится из абсорбера при температуре Т_С.

Образовавшийся в абсорбере жидкий раствор подается черед теплообменник V с помощью насоса II из абсорбера I, находящегося под давлением р_Н, в генератор III, находящийся под более высоким давлением р_В. В генераторе происходит выпаривание раствора за счет тепла Q_В, подводимого при температуре Т_В. Раствор, подступивший в генератор, разделяется на два потока: паровой поток, получившийся в результате выпаривания рабочего агента, направляющийся через теплообменник V и детандер VI в абсорбер. В теплообменнике абсорбент охлаждается с температуры Т_К до температуры Т_С, передавая тепло раствору, который поступает из абсорбера в теплообменник с температурой Т_С.

Пары рабочего агента, поступившие из генератора в конденсатор IV, конденсируются в нем при температуре Т_С, при этом из конденсатора отводится тепло Q_К. Жидкий рабочий агент из конденсатора направляется через детандер VII в испаритель.

Для привода насоса, перекачивающего раствор из абсорбера в генератор, используется работа, полученная в детандерах.

49. Рассматриваемая абсорбционная холодильная установка обладает следующими особенностями, какими?

Рассматриваемая идеальная установка обладает следующими особенностями:

1. в процессе кипения в генераторе производится полное разделение раствора, т.е. отделение паров рабочего агента от абсорбента;

2. во всех аппаратах установки – генераторе, конденсаторе, испарителе, абсорбере – процесс подвода и отвода тепла происходит изотермически;

3. во всех аппаратах установки отсутствуют внешние потери от необратимости.

49. Напишите тепловой баланс абсорбционной холодильной установки.

Тепловой баланс установки определяется по формуле:

Q_С = Q_Н + Q_В = Q_А + Q_К

где Q_С - суммарное количество отведенного или подведенного тепла,

Q_Н, Q_В - количество тепла низкого и высокого потенциала, подведенного в испарителе и генераторе;

Q_А, Q_К - количество тепла, отведенного в абсорбере и конденсаторе.

49. Чем определяется основное отличие схемы и процесса реального абсорбционного трансформатора тепла от идеального.

Основное отличие схемы и процесса реального абсорбционного трансформатора тепла от идеального определяется четырьмя факторами, приводящими к потерям эксергии.

1. В генераторе реальной установки не происходит полного отделения паров рабочего агента от абсорбента, что вызывает необходимость установки после генератора специальных устройств – ректификационной колонны и дефлегматора – для обогащения паров рабочего агента. Процесс обогащения вызывает дополнительный расход тепла на работу установки. Из-за неполного разделения рабочего агента и абсорбента в генераторе в абсорбер поступает не чистый абсорбент, а слабый раствор рабочего агента в абсорбенте, отчего возрастает количество тепла, отводимого из абсорбера, на единицу по лезной производительности установки.

Совершенство процесса разделения рабочего агента и абсорбента в генераторе в значительной мере зависит от разности нормальных температур абсорбента и рабочего агента ∆t_s. Чем больше ∆t_s, тем совершеннее может быть организован процесс разделения.

В генераторе абсорбционных установок удается практически полностью разделить такие растворы, как смесь воды и бромистого лития Н₂О + LiBr с ∆t_s = 1412⁰С или смесь воды и едкого натрия Н₂О + NОН с ∆t_s = 1290⁰С. Наоборот, не разделяются полностью такие растворы, как водоаммиачный Н₂О + NН₃, у которого ∆t_s = 133⁰С.

2. В абсорбере и генераторе реальной установки процесс подвода и отвода тепа, как правило, происходит не изотермически. В процессе подвода тепла в генератор температура кипящего раствора растет по мере снижения его концентрации. При отводе тепла из абсорбера температура охлаждаемого раствора снижается по мере повышения его концентрации.

3. В реальной установке детандеры заменены дроссельными вентилями. Такая замена упрощает установку, но приводит к увеличению удельного расхода эксергии на трансформацию тепла. Одним из методов снижения потерь, вызванных заменой детандера на линии жидкого рабочего агента дроссельным вентилем, служит установка охладителя.

Охлаждение жидкого рабочего агента увеличивает съем тепла в испарителе на единицу расхода рабочего агента, благодаря чему несколько снижается удельный расход эксергии на единицу трансформируемого тепла.

4. Во всех аппаратах реальной установки существуют потери из-за необратимого теплообмена между греющей и нагреваемой средами. Из-за указанных обстоятельств в реальных абсорбционных установках удельный расход эксергии на трансформацию тепла выше, чем удельный расход эксергии в идеальных установках.

49. Почему в реальных абсорбционных установках удельный расход эксергии на трансформацию тепла выше, чем удельный расход эксергии в идеальных установках.

Во всех аппаратах реальной установки существуют потери из-за необратимого теплообмена между греющей и нагреваемой средами. Из-за указанных обстоятельств в реальных абсорбционных установках удельный расход эксергии на трансформацию тепла выше, чем удельный расход эксергии в идеальных установках.