- •Абсорбционные и термоэлектрические бытовые холодильники
- •1. Принцип работы абсорбционного холодильного аппарата
- •2. Конструкция холодильного агрегата абсорбционного типа
- •3. Параметры работы абсорбционных холодильников
- •4. Принцип работы термоэлектрического холодильника
- •5. Устройство и конструкции термоэлектрических холодильников
- •2. Конструкция холодильного агрегата абсорбционного типа
2. Конструкция холодильного агрегата абсорбционного типа
Холодильный агрегат абсорбционно-диффузионного типа состоит из следующих основных элементов: генератора, конденсатора, испарителя, абсорбера и рабочего раствора, составляющих герметичную замкнутую систему (рис.3).
Генератор представляет собой кипятильник, предназначенный для выпаривания аммиака из водоаммиачного раствора. Вместе с термосифоном и паровой трубкой он заключен в металлический кожух, заполненный теплоизоляцией, которая предохраняет генератор от рассеивания полезной теплоты в окружающую среду. Там же находится жидкостной теплообменник и ректификатор. В генераторе теплота подводится (в виде электрической энергии или теплоты сгорания природного газа) к кипятильнику и тепловому насосу — термосифону, который дает возможность преодолеть небольшой гидростатический напор между кипятильником и абсорбером. Вследствие интенсивного нагрева части трубки термосифона крепкий раствор в ней закипает, пузырьки пара устремляются вверх, увлекая за собой раствор, одновременно увеличивая скорость циркуляции его в аппарате. В основном вся подводимая тепловая энергия в генераторе затрачивается на кипятильник и в очень незначительной степени — на нагнетание крепкого раствора из абсорбера в кипятильник. Поскольку удельный вес крепкого раствора, поступающего из абсорбера в кипятильник, меньше удельного веса слабого раствора, поступающего самотеком в абсорбер, то циркуляция раствора в аппарате частично происходит и без участия термонасоса.
Рис. 3. Конструкция холодильного агрегата абсорбционно-диффузионного типа: 1 - генератор в сборе; 2 - конденсатор; 3 - испаритель; 4 - змеевик абсорбера; 5 - бачок абсорбера. |
Конденсатор — это ребристотрубный теплообменный аппарат, предназначенный для отвода теплоты от хладагента в окружающую среду в процессе конденсации.
Испаритель — это теплообменный аппарат в виде оребренной спиральной трубы, в котором хладагент кипит за счет теплоты, отводимой от воздуха холодильной камеры.
Абсорбер — основной аппарат установки, выполненный в виде спирального змеевика, в котором осуществляется процесс абсорбции, т.е. поглощения жидким поглотителем-абсорбентом паров хладагента, образующихся в испарителе.
Рабочий раствор — это водоаммиачный раствор, в котором аммиак — хладагент, а вода — абсорбент (поглотитель паров аммиака из испарителя). Количество водоаммиачного раствора для заполнения холодильного агрегата составляет 750...810 см3, концентрация аммиака в водоаммиачном растворе — 34...37%. Для предохранения внутренней поверхности труб аппарата от коррозии в раствор вводится небольшое количество (около 2 %) хромата натрия Na2CrО3.
Для создания в системе общего давления, необходимого для поддержания требуемой скорости циркуляции раствора, аппарат наполняется, кроме того, неконденсирующимся инертным газом (водородом чистоты 99,5%) до давления 1,5...2 МПа. Давление водорода выбирают таким, чтобы скорости диффузии и циркуляции парогазовой смеси были достаточными для обеспечения необходимой холодопроизводительности рабочего тела в испарителе. При повышении температуры окружающей среды пары аммиака перемещаются, вытесняют водород из бачка и повышают общее давление в аппарате до уровня, соответствующего температуре конденсации аммиака, и наоборот.
Эффективность и экономичность работы абсорбционно-диф-фузионных холодильных агрегатов оценивается тепловым холодильным коэффициентом: Q0 — холодопроизводительность агрегата, Вт; QK — количество теплоты, подведенной к кипятильнику, Вт; QH — количество теплоты, затраченной на нагнетание крепкого раствора из абсорбера в кипятильник термонасосом, Вт.
Вследствие малой величины QH тепловой коэффициент практически определяется отношением Q0 и QK:
Вследствие большой теплоаккумулирующей способности во-доаммиачного раствора продолжительность вхождения аппарата в стационарный температурный режим после включения его в работу может достигать 8... 10 ч.
При увеличении мощности нагревателя эффективность работы аппарата возрастает. С повышением температуры окружающей среды при одной и той же мощности нагревателя увеличиваются холодопроизводительность и тепловой коэффициент холодильников, так как с ростом теплопритоков в холодильную камеру повышаются температура кипения хладагента и давление в испарителе. Вследствие этого снижается перепад давлений между кипятальником и абсорбером, что увеличивает скорость абсорбции и циркуляции рабочего раствора. Это позволяет эксплуатировать абсорбционные холодильники при температуре окружающего воздуха 30...35°С.
Режимами работы абсорбционного холодильника управляют приборы электрической схемы. При подаче напряжения на схему по сигналу терморегулятора включается электрический нагреватель генератора и начинается процесс охлаждения. При достижении в холодильной камере определенного уровня температуры контакты терморегулятора автоматически размыкают электрическую цепь, и нагреватель отключается.
Для подогрева рабочего раствора в генераторе применяют электрические и газовые нагреватели. Электрические нагреватели в зависимости от модели холодильника выпускаются одно-, двух-и трехсекционными и соответственно с двумя, тремя и четырьмя выводными концами. Холодопроизводительность агрегата регулируется переключением секции (секций) вручную (с помощью тумблера-переключателя) или автоматически (терморегулятором).
Нагреватели с использованием магистрального газа, несмотря на значительную экономичность, не получили широкого применения в бытовых холодильниках, поскольку в случае неисправности автоматики не исключается возможность аварии. Газовый нагрев используется ограниченно, в основном в моделях переносного типа с небольшим полезным объемом. В этом случае используются небольшие легкозаменяемые газовые картриджи-баллончики В зависимости от заданного температурного режима в холодильной камере в абсорбционных холодильниках применяют терморегуляторы различных модификаций (Т-110, Т-120 и др.). Использование терморегуляторов позволяет снизить суточное потребление электроэнергии и повысить надежность электронагревателей.