Холодильні машини, які використовують зовнішнє тепло

Лекція 4.  Холодильні машини, які використовують зовнішнє тепло.

            План.

1.  Абсорбційні холодильні машини.

2.  Пароежекторні холодильні машини.

1. Конспект лекції.

Охолодження абсорбційними холодильними машинами засновано на тому ж фізичному принципі, що й охолодження компресійними машинами, - на поглинанні зовнішнього тепла робочою речовиною при його кипінні, тобто у даному випадку використовується таке явище як абсорбція. Абсорбційна машина, як і компресійна, має випарник, конденсатор і у більшості випадків регулюючий вентиль. Але робочий цикл абсорбційних машин здійснюється не за рахунок витрати механічної енергії, а за рахунок  витрати  теплової   енергії.

У системі абсорбційної холодильної машини циркулюють дві робочі речовини: холодильний агент і абсорбент- поглинач. Поглинач розчиняє холодильний агент або з'єднується з ним.

Поглиначі можуть бути рідкими або твердими тілами. У машинах із твердим поглиначем холодильний агент не абсорбується, а адсорбується. Тому такі машини називаються адсорбційними. Адсорбційні холодильні машини застосовують дуже рідко й практичного інтересу вони не представляють.

Абсорбційні машини ділять залежно від принципу їхньої дії на безупинно й періодично діючі. Безперервно діючі машини, у свою чергу, підрозділяють на насосні й безнасосні (дифузійні).

Джерелом тепла для приведення в дію абсорбційних машин служить пара, газ, електрика. При цьому не потрібно мати у своєму розпорядженні яке-небудь коштовне джерело теплової енергії, наприклад пором високого тиску. В абсорбційних машинах можна використати м'ятий, що відробив пару або інше отработавшее тепло. Абсорбційні машини особливо вигідні на підприємствах, де є достатня кількість тепла, що відробило.

В абсорбційних машинах холодильним агентом є головним чином аміак, а поглиначем - вода. Застосовують й інші речовини. В установках кондиціонування повітря використають, наприклад, абсорбційні холодильні машини, у яких абсорбентом служить водяний розчин бромистого літію, а холодильним агентом - вода.

АБСОРБЦІЙНІ МАШИНИ БЕЗПЕРЕРВНОЇ ДІЇ

Безперервно діючі абсорбційні холодильні машини працюють тільки на рідкому абсорбенті. На мал. 4.1 зображена схема машини безперервної дії, у якій абсорбентом є вода, а холодильним агентом - аміак.

У конденсаторі, що регулює вентилі (РВ1) і випарнику машини відбуваються такі ж процеси, як й у відповідних частинах компресійних машин. Але процеси відсмоктування пар холодильного агента з випарника, підвищення їхнього тиску й подачі в конденса-

тор здійснюються не компресором, а за допомогою системи абсорбер - кип'ятильник. Ця система складається з абсорбера, насоса, кип'ятильника й регулюючого вентиля (РВ2); випарник і конденсатор пов'язані з нею трубопроводами, причому випарник приєднують до абсорбера, а до кип'ятильнику.

У системі абсорбер - кип'ятильник циркулює  во-доаммиачный розчин змінної   концентрації.   При цьому    в    абсорбері підтримується   такий   же    тиск, як   у    випарнику, а   в    кип'ятильнику таке ж, як у конденсаторі. В абсорбер   водоаммиачный розчин надходить із низьким    змістом аміаку - слабкий   (бедный).    Він поглинає пари аміаку, що надходять із    випарника,     і стає   міцним (богатым). Міцний розчин перекачують насосом у кип'ятильник, де з нього випарюється аміак, що направляється в конденсатор, а далі відбуваються ті ж процеси, що й у компресійних холодильних машинах.

Розчин у кип'ятильнику після випарювання з нього аміаку стає слабким і повертається через регулюючий вентиль (РВ2) в абсорбер. Тут розчин знову збагачується аміаком, що надходить із випарника, після чого знову подається в кип'ятильник.

На здійснення описаного робочого циклу абсорбційної холодильної машини витрачається теплова енергія й досить незначна кількість механічної енергії. Теплова енергія затрачається на випарювання аміаку, а механічна - на приведення в дію насоса, що перекачує міцний розчин з абсорбера в кип'ятильник. Вода в цих машинах витрачається