§ 133. Абсорбционные холодильные машины

Одним из видов холодильных машин, потребляющих в процессе своей работы тепловую энергию, являются абсорбционные холодиль­ные машины. Рабочим телом в таких машинах служит влажный пар. Цикл абсорбционной холодильной машины отличается от цикла па- рокомпрессионной только способом сжатия пара.

В абсорбционных холодильных машинах используется явление аб­сорбции пара раствором. Абсорбцией называется способность некото­рых тел при определенных условиях поглощать другие тела. Напри­мер, пар чистого вещества может быть поглощен (сконденсирован)- этим же веществом в жидком состоянии при условии, что температура жидкости ниже температуры пара. В отличие от этого растворы об­ладают способностью абсорбировать пар раствора одного состава жид­ким раствором другого состава даже при нарушении этого условия. Это свойстві) раствора и используется в рассматриваемых холодиль­ных машинах.

Принципиальная схема простейшей абсорбционной холодильной машины изображена на рис. 154. Испарение водоаммиачного раствора с концентрацией аммиака х_к происходит в парогенераторе 1 при дав­лении р_к и температуре 7\. При этом на процесс испарения затрачи-

дается количество теплоты которое подводится горячим теплоно­сителем. Низкокипящим компонентом раствора является аммиак. Так j:^<ак парциальное давление водяного пара над раствором при темпера­м/турах, имеющих место в парогенераторе, очень мало, из^эаствора прак­тически выделяется почти чистый аммиачный пар. І В конденсаторе 2 при постоянном давлении р_к = const и темпера- ; туре T_t полученный пар превращается в Жидкость, а выделившаяся ; в процессе конденсации теплота воспринимается охлаждающей водой. .В редукционном вентиле 3 давление жидкого аммиака 'снижается до давления в аб­сорбере 6 р_а<. р_к, в котором концентрация раствора под­держивается на уровне х_а > > х_к. Этот процесс сопровож­дается понижением темпера­туры от Tj, до Т₂. После этого образовавшийся .влаж­ный пар аммиака поступает в испаритель 4, где его степень сухости увеличивается до еди­ницы. Количество теплоты q₂, необходимое для протекания процесса испарения, подво­дится к испарителю от тел, находящихся в холодильной камере 5. Затем'полученный в испарителе сухой насыщен­ный пар при температуре Т₂ и давлении р_а поступает в паровое пространство абсорбера 6. Абсор-, бер заполнен раствором аммиака. Полученный из этого раствора.пар находится под давлением jj_a и имеет более высокую температуру, чем пар, поступивший из испарителя. Поэтому в соответствии с четвертым свойством растворов холодный пар поглощается раствором. Выделяю­щаяся при этом теплота абсорбции отводится охлаждающей водой.

В процессе работы холодильной машины в парогенераторе и аб­сорбере поддерживается некоторый постоянный уровень концентра­ции растворов. С этой целью из абсорбера 6 обогащенный аммиаком раствор с помощью насоса 7 в определенном количестве подается в па­рогенератор /. Одновременно раствор аммиака', обедненный вслед­ствие выпаривания, из парогенератора 1 направляется в редукцион­ный вентиль 8, дросселируется от давления р_к до давления р_а и посту­пает в абсорбер 6. Этот обедненный раствор по своим свойствам бли­зок к воде, поэтому его температура в процессе дросселирования оста­ется практически постоянной и равной температуре в парогенераторе

Т,. , .

Давление в парогенераторе р_н соответствует температуре охлаж­дающей воды в конденсаторе, в то время как давление р_& в абсорбере соответствует температуре в холодильной камере.

В отличие от па р о ком п р ессионной установки роль компрессора! здесь выполняет абсорбционный узел. Он состоит из парогенератора! 1, абсорбера 6, насоса 7 и редукционного вентиля 8. Таким образом,^ вместо механической работы, необходимой на привод компрессора, в" абсорбционной машине используется разность температур горячего (в парогенераторе) и холодного (в абсорбере) источников теплоты. > Если пренебречь незначительной работой, затрачиваемой на при-^ вод насоса, то коэффициент характеризующий,экономичность] абсорбционной холодильной машины, можно представить в виде отно- і шения Х>& — где q₂ — количество теплоты, отнятое в холодиль­

ной камере (полезный эффект), a q_x — количество теплоты, затрачен- ное в парогенераторе. Велңчину £_а называют коэффициентом теп- .2 лоиспользования. ?

Несмотря, на относительную простоту конструкции абсорбционных j холодильных машин, их целесообразно применять в тех случаях, ког­да для работы парогенератора имеется возможность использовать теп­лоносители низкого потенциала (например, отработавший водяной пар). . .