9.2.3. Цикл абсорбційної холодильної машини

Абсорбційні холодильні машини генерують холод, як і компресорні, за рахунок випаровування холодоагенту з наступною його конденсацією.. Робочим тілом в абсорбційній холодильній машині є суміш з двох речовин – холодоагенту й абсорбенту, що мають різні температури кипіння при одинако-вому тиску. Речовина з більш низькою температурою кипіння є холодоагент- том, а з більш високою – абсорбентом. Найбільш широко використовують водоаміачний (Н₂О – NH₃) і водобромистолітієві (LiBr – H₂O) розчини.

На рис. 23 наведена схема ідеальної абсорбційної холодильної машини:

Рис.23. Принципова схема абсорбційної холодильної машини

1 – генератор (кип‘ятильник);

2 – конденсатор;

3 – дросельний вентиль;

4 – випаровувач;

5 – абсорбер;

6 – помпи;

7 – теплообмінник для на-грівання концентрованого розчину;

8 – дросельний вентиль для

охолодження слабоконцент-рованого розчину

У генераторі 1 за рахунок підведення теплоти q_г від теплоносія (гаряча вода, водяна пара, продукти згорання палива) відбувається випаровування холоагенту з концентрованого розчину РТ. Пара холодоагенту надходить у конденсатор і далі, як у компресорній холодильній машині , через дросельний вентиль – у випаровувач, де за рахунок теплоти охолоджуваного тіла q₂ відбувається випаровування холодоагенту. Ця пара подається в абсорбер 5, де поглинається абсорбентом (малоконцентрованим розчином РТ), що надходить із генератора 1, через дросельний клапан 8. Теплота, яка виділяється в результаті абсорбції q_{а ,} відводиться у навколишнє середовище. Концентро- ваний розчин робочого тіла за допомогою помпи подається у генератор 1, де знову підлягає випаровуванню.

В абсорбційній ХМ генератор виконує функції нагнітальної сторони механічного компресора, витісняючи із розчину пари холодоагента, а абсорбер – всмоктувальної сторони компресора, поглинаючи ці пари.

Процеси підведення і відведення теплоти в усіх апаратах (конденсатор, випаровувач, генератор, абсорбер) здійснюються при Р = const і Т = const, а процеси розширення й стискування робочого тіла в дроселях 3, 8 та помпах 6 – адіабатно dS = const.

Тепловий баланс абсорбційної машини на 1 кг холодоагенту записується у вигляді

де q_г – теплота, що підводиться у генераторі;

q_п – теплота, еквівалентна роботі помпи для розчину робочого тіла;

q₂ –теплота, котра відбирається від охолоджуваного тіла і передається холодоагентові у випаровувачі;

q_а – теплота, що відводиться в абсорбері.

Нехтуючи витратами енергії на приведення в дію помп і за умови, що для ідеального циклу , а кількість теплоти, яка підводиться у генераторі і відводиться у конденсаторі, буде однаковою,q_г = q₁, одержимо вираз для визначення ефективності роботи холодильної машини

Із (134) видно, що при зменшенні температури в конденсаторі Т_к ефективність роботи холодильної машини збільшиться, а при зниженні температури у генераторі Т_г величина  буде зменшуватись.

Основною перевагою абсорбційних холодильних машин порівняно з парокомпресорними є використання теплоти невисокого температурного рівня замість дорогої механічної енергії для одержання холоду. Це дає можливість застосовувати абсорбційні холодильні машини у системах утилізації низькопотенціальної теплоти. Крім того, відсутність компресора робить доцільним використання таких машин на великих підприємствах із потужним споживанням холоду і теплоти.