Абсорбционные холодильные машины
Холодильная абсорбционная машина состоит из генератора, конденсатора, испарителя, абсорбера, нагревательного элемента и теплообменников. В качестве холодильного агента в ней, как правило, используют аммиак. Абсорбентом (поглотителем) является вода. Получение холода основано на тепловой энергии, подаваемой водоаммиачному генератору. При кипении водоаммиачного раствора происходит испарение аммиака, в результате чего повышается давление в генераторе. Пары аммиака из генератора поступают в конденсатор, где, охлаждаясь, конденсируются. Далее жидкий аммиак, проходя через дросселирующий вентиль, попадает в испаритель. В испарителе за счет отбираемого от продукта тепла аммиак кипит. Из испарителя пары аммиака поступают в абсорбер. Туда же из генератора через регулирующий вентиль попадает слабый водоаммиачный раствор, который поглощает пары аммиака. В результате происходит обогащение водоаммиачного раствора, который насосом вновь перекачивается в генератор.
Наряду с абсорбционными отечественная промышленность выпускает абсорбционно-диффузионные агрегаты для домашних холодильников и холодильных шкафов.
Абсорбционно-холодильные машины выполнены в виде единого замкнутого конструктивного узла, в котором отсутствуют вращающиеся детали и вентили. Для выравнивания давления в конденсаторе и испарителе машина кроме водоаммиачного раствора заряжается водородом.
На рис. приведены принципиальные схемы абсорбционно-диффузионных холодильных агрегатов домашних холодильников двух поколений.
Рис. Схемы холодильных абсорбционно-днффузионных агрегатов: а - старая конструкция; 1 - генератор; 2 - ректификатор; 3 - водородный бачок; 4 - испаритель; 5 - газовый теплообменник; 6 - конденсатор; 7 - змеевиковый абсорбер; 8 - сборный абсорбер; 9 - жидкостный теплообменник, б - новая конструкция
Принцип действия этих машин идентичен, отличие заключается в конструктивном решении отдельных элементов.
Смесь паров водоаммиачного раствора из генератора поступает в ректификатор. Там пары воды, конденсируясь, стекают обратно в генератор, а пары аммиака поступают в конденсатор для охлаждения и конденсации. Из конденсатора жидкий аммиак стекает в испаритель, заполненный водородом для повышения общего давления в нем.
Повышение общего давления в испарителе за счет водорода обеспечивает более низкую температуру кипения аммиака и стенок испарителя. Пары аммиака диффундируют в водород. В результате образуется холодная водородно-аммиачная смесь. Эта смесь из испарителя через газовый теплообменник поступает в сборный, а затем в змеевиковый абсорберы. Одновременно в змеевиковый абсорбер из генератора подается охлажденный слабый водоаммиачный раствор, который поглощает пары аммиака из водородно-аммиачной смеси и в виде обогащенного водоаммиачного раствора стекает в сборный абсорбер, а из него по внутренней трубке жидкостного теплообменника вновь поступает в генератор.
Водород, очищенный от аммиака, из верхней части змеевикового абсорбера через газовый теплообменник возвращается в испаритель, где происходит его охлаждение водородно-аммиачной смесью. Цикл повторяется.
Для стабилизации нормального давления в машине предусмотрен водородный бачок. При повышении температуры окружающей среды повышается давление конденсации. Пары аммиака перемещаются в водородный бачок, вытесняют из него водород в абсорбер и испаритель, выравнивая общее давление Р в системе до давления в конденсаторе. При понижении температуры окружающей среды водород возвращается в бачок и давление в системе уменьшается.