Содержание

Водоаммиачные холодильные установки производство и обслуживание в Санкт-Петербурге

Для получения холода в абсорбционных холодильных машинах (АБХМ) затрачивается не механическая работа компрессора с потреблением большого количества электроэнергии, а подаваемое на установку тепло. В большинстве случаев данное тепло является бросовым источником, полученным в результате отвода дымовых газов, химических процессов, рекуперации тепла или за счет сжигания природного газа там, где нет необходимой электрической мощности.

Работа абсорбционных холодильных установок основана на том, что растворимость газов в жидкости при уменьшении температуры увеличивается, а при повышении — падает.

При одинаковом давлении, аммиак имеющий более низкую температуру кипения является хладагентом, вода с более высокой температурой кипения поглощает и абсорбирует аммиак.

Абсорбционные водоаммиачные холодильные машины (АВАХМ) также, как и парокомпрессионные машины имеют испаритель, конденсатор и регулирующий вентиль при этом абсорбер выполняет функцию всасывания компрессора, а генератор функцию нагнетания. Применяются АВАХУ в диапазоне низких температур от 0°С до -60°С.

Рис.1. Схемы парокомпрессионной ХУ    и АВАХУ.

Принцип работы водоаммиачной абсорбционной холодильной установки:

Пары аммиака после испарения проходят через теплообменник (газовый предохранитель, где доохлаждается жидкий аммиак, поступающий от конденсатора со стороны высокого давления) и поступают в абсорбер, где поглощаются распыляемым слабым водоаммиачным раствором, который поступает из генератора-ректификатора.

Процесс абсорбции — поглощение аммиака раствором, сопровождается выделением тепла, которое отбирается протекающей по трубкам абсорбера водой и отводится в атмосферу.

Образовавшийся крепкий раствор аммиака подается насосом через теплообменник раствора, где предварительно нагревается от поступающего в абсорбер слабого раствора, экономя при этом энергию греющего источника и далее направляется в колонну генератор-ректификатор.

За счет подаваемого внешнего источника тепла (пар, горячая вода) в генераторе водоаммиачный раствор кипит, образующийся пар разделяется в ректификаторе на аммиачный пар и воду.

— Водный слабый раствор, находящийся в генераторе под высоким давлением, проходит через теплообменник растворов, охлаждается, дросселируется и распыляется в абсорбере чтобы абсорбировать аммиак из испарителя.

— Аммиачный пар проходит дефлегматор — кожухотрубный аппарат, в трубках которого циркулирует охлаждающая вода. Остаток паров воды, содержавшихся в аммиаке, конденсируется и стекает на тарелки генератора-ректификатора.

Сухой аммиачный пар поступает в конденсатор, где конденсируется и через теплообменник — газовый предохранитель проходит на дроссельный клапан и попадает на испаритель. В испарителе жидкий аммиак испаряется, отбирая тепло у хладоносителя — происходит процесс охлаждения. Далее цикл повторяется.

Рис.2. Принципиальная схема водоаммиачной абсорбционной холодильной установки

В отличие от компрессорного холодильного агрегата, где электромотор вращает компрессор за счет потребляемой электроэнергии, в водоаммиачных абсорбционных холодильных установках установлен насос раствора аммиака, что в разы снижает электропотребление.

Табл.1. Сравнительные технические характеристики абсорбционных водоаммиачных холодильных установок (АВАХУ) «Сириус» и холодильных агрегатов на базе промышленных винтовых компрессоров:

Наименование:АВАХУКомпрессорный агрегат, NН3, R717
Холодопроизводительность, кВт/ч58123265002038
Температура испарения, То, °С— 45— 25— 45— 25
Температура охлаждающей воды, Тв, °С25252525
Расход охлаждающей воды, м3/ч250700180240
Греющий источник:
— расход пара, 4,1 бар в т/ч4,310,7—-—-
— перегретая вода, Т=180 °С220362—-—-
Расход электроэнергии, кВт/ч
55110445717

Рис. 3. Каскадные АВАХУ применяют там, где много греющего источника, но он низкой температуры (горячая вода).

Рис. 4. Двухступенчатая абсорбционная машина для двух режимов с разными температурами кипения для разных потребителей

Рис. 5. Зависимость температуры греющего источника от температуры подаваемой охлаждающей воды для одноступенчатой АВАХУ

Абсорбционные водоаммиачные холодильные машины | Холодильные установки

Для получения холода в абсорбционных холодильных машинах затрачивается не механическая работа, а тепло.

Абсорбция — это поглощение газа жидкостью. Работа абсорбционных холодильных установок основана на том, что растворимость газов в жидкости при уменьшении температуры увеличивается, а при повышении — падает.

Рабочим телом абсорбционных холодильных машин служат бинарные растворы, т. е. растворы, состоящие из двух компонентов с различными температурами кипения при одинаковом давлении.

Одно из этих двух веществ, кипящее при более низкой температуре, является хладагентом, другое — с более высокой температурой кипения служит поглотителем, или абсорбентом. Вещества, используемые в качестве абсорбента, не должны вступать в необратимую химическую реакцию с поглощаемым веществом — хладагентом.

Несмотря на большое количество бинарных растворов, промышленное применение получили лишь водоаммиачный раствор и раствор бромистого лития в воде. Аммиак по термодинамическим свойствам является одним из лучших хладагентов, активно абсорбируемым водой: при 0°С один литр воды абсорбирует до 1140 л аммиака.

Подобно компрессионной, абсорбционная холодильная машина имеет испаритель, конденсатор и регулирующий вентиль.

Промышленностью выпускаются абсорбционные водоаммиачные холодильные машины с температурой испарения до —25° С, дающие от 1 до 4 млн. ккал холода в ч.

Эти машины используют в качестве энергетического теплоносителя пар, отработанный на турбинах ТЭЦ, или перегретую воду.

Они компактно монтируются на открытых этажерках, занимают мало места, очень устойчивы и безотказны в работе. Установки этого типа выполнены одноступенчатыми. Работают они по следующей схеме (рис. 81): крепкий водоаммиачный раствор из ресивера абсорбера 1 подается насосом 11 через теплообменник растворов 10 в генератор-ректификатор 9, в нижнюю часть которого поступает греющий пар, или горячая вода.


Рис. 81. Принципиальная схема водоаммиачной абсорбционной холодильной машины:

1 — ресивер абсорбера, 2 — абсорбер, 3 — газовый переохладитель, 4 — регулирующий вентиль, 5 — испаритель, 6 — конденсатор. 7 — ресивер конденсатора, 8 — дефлегматор, 9 — генератор-ректификатор, 10 — теплообменник, 11 — насос

Смесь образовавшихся в нижней части аппарата 9 паров воды и аммиака проходит через насадку из колец Рашига, орошаемую крепким раствором. Часть воды увлекается стекающим по насадке раствором. При этом концентрация аммиачного пара возрастает.

Далее концентрированный аммиачный пар проходит дефлегматор 8— кожухотрубный аппарат, в трубках которого циркулирует охлаждающая вода.

Остаток паров воды, содержавшихся в аммиаке, конденсируется и стекает на тарелки генератора-ректификатора 9, промывая движущийся вверх пар.

Осушенный аммиачный пар из дефлегматора направляется в кожухотрубный конденсатор 6, из которого сжиженный аммиак попадает в ресивер 7. После ресивера поток жидкого аммиака проходит газовый переохладитель 3, где охлаждается аммиачными парами, идущими из испарителя 5 в абсорбер 2, и через автоматический регулирующий клапан 4 поступает в нижнюю часть испарителя 5.

Некоторое количество воды все же поступает в испаритель, поэтому из него приходится сливать (дренировать) водоаммиачный раствор.

В испарителе жидкий аммиак испаряется, отбирая тепло у хладоносителя.

Аммиачный пар, пройдя после испарителя газовый переохладитель, поступает в абсорбер 2, орошаемый слабым водоаммиачный раствором, идущим из генератора-ректификатора.

Поглощение аммиака раствором — абсорбция, сопровождается выделением тепла, которое отбирается протекающей по трубкам абсорбера водой.

Образовавшийся крепкий раствор стекает в ресивер 1 абсорбера и насосом 11 направляется в генератор. В теплообменнике 10 происходит предварительный нагрев раствора, идущего на регенерацию (что приводит к экономии греющего пара), а также охлаждение слабого раствора, что повышает его абсорбирующую способность (растворимость газов в воде с понижением температуры увеличивается).

Тепловой баланс водоаммиачной абсорбционной холодильной машины выглядит так: Q конденсатора + Q абсорбера = Q испарителя + Q генератора, т. е. тепло, отданное раствором в конденсаторе и абсорбере, равно теплу, полученному им в испарителе и генераторе.

Для вывода воздуха в абсорбционных холодильных машинах служат воздухоотделители.

Первоначальное вакуумирование системы и отсос воздуха из аппаратов, находящихся под низким давлением (испаритель, абсорбер), осуществляется вакуум-насосами.

В целях экономии охлаждающей воды, ее последовательно пропускают через абсорбер, конденсатор и дефлегматор.

Во время работы периодически делают анализы хладоносителя и воды на присутствие в них аммиака.

Для защиты аппаратуры водоаммиачных абсорбционных холодильных установок от коррозии применяют в растворе дистиллированную воду, в которую добавляют двухромовокислый калий или двухромовокислый аммоний в количестве 0,5% от веса раствора.

Абсорбционные холодильные машины широко внедряются в химическую, металлургическую и другие отрасли промышленности. Они позволяют использовать вторичные энергоресурсы: тепло химических реакций, тепло охлаждения расплавленных металлов, дымовые газы и продукты сгорания отходов химических производств, пар низкого давления из котлов-утилизаторов и т. д. Количество этих ресурсов тепла растет из года в год, использование их для получения холода резко повышает экономичность холодильных установок.

В табл. 12 приведены показатели некоторых серийно выпускаемых абсорбционных водоаммиачных холодильных машин.

Таблица 12. Технические данные абсорбционных водоаммиачных холодильных машин
Показатели Марки машин
АХМ-0,5/45 АХМ-1/45 AXM-1/25 АХМ-4/25
Холодопроизводительность в млн. ккал/ч
Температура испарения в °С
Расчетная температура охлаждающей воды в °С
Расход охлаждающей воды в м3
Расход теплоносителя:
пара давлением 4,2 ат в т/ч
или воды с температурой 180° С в м3
Расход электроэнергии в кВт
Размеры установки в плане в м
0,5
—45

25
250

4,3
220
55
15X13

1,0
—45

25
500

8,6
440
110
20x15

2,0
—25

25
700

10,7
362
110
20X40

4,0
—25

25
1400

21,4
724

220
26x46

Расход охлаждающей воды в перечисленных машинах дан при условии ее последовательного пропуска через абсорбер, конденсатор и дефлегматор.

Принцип работы АБХМ, особенности, варианты источников тепла


Абсорбционные холодильные машины (АБХМ) работают за счет сжатия хладагента компрессором. Они используются там, где электропитание является недоступным или дорогостоящим, где есть источник тепловой энергии.

Принцип работы АБХМ (абсорбционной холодильной машины, чиллера, теплового насоса) основан на процессе абсорбции – поглощения одного вещества другим. Для его работы необходим источник тепла – отработанный теплый воздух, пар, природный газ, любые виды твердого топлива.

Виды АБХМ

Все абсорбционные холодильные машины можно разделить по следующим признакам:

  1. Количество контуров;
  2. Тип нагрева;
  3. Рабочие жидкости.

Абсорбционные машины бывают одноконтурными, двухконтурными и трехконтурными. От количества контуров зависит разница температур, которую можно получить. Чем больше контуров, тем более эффективно будет охлаждать установка.

АБХМ прямого нагрева работают за счет сжигания газа, жидкого или твердого топлива в самом агрегате. Машины непрямого нагрева используют внешний источник тепла – пар, воду, излучаемое тепло. Комбинированные абсорбционные машины используют прямые и косвенные источники тепла.

Существуют бромистолитиевые и аммиачные абсорбционные холодильные машины. В первых хладагентом является вода, абсорбентом – бромид лития LiBr. Во вторых хладагентом является аммиак Nh4, абсорбентом – вода.

Базовые принципы (это надо знать)

Наиболее распространенными являются бромистолитиевые АБХМ. Чтобы понять их принцип работы, нужно знать некоторые базовые моменты.

Когда мы кипятим воду, она переходит из жидкого в газообразное состояние. Точка кипения воды зависит от давления. Если мы повысим давление, то температура закипания повысится, если снизим давление, то вода будет кипеть при температуре ниже +100 градусов.

В абсорбционных машинах вода находится под давлением 6 мм. рт. ст., что близко к вакууму. При таких условиях она превращается в пар (закипает) при температуре +4 °С.

Бромид лития — это соль, но в жидком агрегатном состоянии. Любая соль поглощает влагу. Если распылить его в водяном паре, молекулы притянутся и смешаются.

Вода и бромид лития хорошо смешиваются до однородного раствора. Но если их нагревать, вода будет подниматься вверх и испаряться, а бромид лития останется в жидком состоянии.

При кипении любая жидкость охлаждается, отбирая тепло у окружающей среды. Наглядный пример:

Когда вы летом после купания выходите из водоема на берег, вам становится прохладно. Это потому, что вода испаряется с кожи и охлаждает ее.

Конструкция АБХМ

Абсорбционная холодильная машина состоит из двух камер, теплообменника и трех контуров. В верхней камере находится конденсатор и генератор, в нижней – испаритель и абсорбер.

Генератор служит для нагрева смеси хладагента и теплоносителя. Влага испаряется из раствора, концентрация бромида лития увеличивается.

Конденсатор нужен для охлаждения водяных паров и сбора влаги для дальнейшего использования.

Испаритель – источник холода, в нем давление воды резко снижается, она переходит в состояние газа.

В теплообменнике происходит охлаждение потока подогретого концентрированного бромида лития, поступающего из генератора в абсорбер и нагрев охлажденной смеси, идущей из абсорбера в генератор.

Назначение и обозначение контуров:

  • По контуру К1 циркулирует холодная вода, которая проходит через теплообменники в конденсаторе и абсорбере.
  • Водяной контур К2 служит для съема тепла с климатических установок.
  • Контур К3 служит для подогрева генератора. По нему может циркулировать подогретый воздух, выхлопные газы, теплая вода от бойлера.

Принцип работы АБХМ

Основные компоненты АБХМ – конденсатор и генератор, которые находятся в верхней камере. Испаритель и абсорбент расположены в нижней. Отдельно расположен теплообменник, с помощью которого происходит отбор тепла.

Начальная концентрация раствора в абсорбере содержит около 45% воды и 55% бромида лития.

При запуске АБХМ смесь бромистого лития и воды проходит из абсорбера в теплообменник, где нагревается от потока концентрированного раствора, поступающего из генератора. Из теплообменника смесь поступает в генератор.

В генераторе находится частично заполненный резервуар с бромидом лития. Внутри генератора находится теплообменник, по которому движется теплый воздух или любой другой теплоноситель из контура К3.

Под влиянием тепла раствор начинает частично закипать. Водяные пары поднимаются вверх, в конденсатор, а абсорбент остается в генераторе.

Бромистый литий концентрируется в нижней части генератора и по отдельному каналу перетекает в теплообменник. Там он охлаждается, отдавая тепло смеси, которая поступает из абсорбера. Затем он попадает в абсорбер, в котором через форсунку распыляется для лучшего поглощения водяного пара.

В секции конденсатора находится охлаждающий теплообменник (змеевик, катушка или радиатор). В нем циркулирует вода, которая по замкнутому контуру К1 прокачивается через градирню. Она служит для охлаждения конденсатора.

При соприкосновении с теплообменником конденсатора водяной пар переходит в жидкое состояние и скапливается в поддоне.

Из поддона конденсатора вода попадает в испаритель через клапан. В испарителе поддерживается давление порядка 6 мм. рт. ст. или 0,008 бар. При таком давлении она моментально закипает, превращается в пар. Ее температура падает до +4 градусов.

В испарителе находится такой же теплообменник для охлаждения, как в конденсаторе, по которому циркулирует вода из контура К2. Он выполняет функцию съема тепловой энергии с климатических устройств (фанкойлов, установок кондиционирования и т.д.) Температура воды в теплообменнике контура К2 – порядка +12 °С.

При контакте с контуром К2, вода в испарителе отбирает у него тепло. По контуру К2 охлажденный хладагент возвращается к климатическим устройствам.

В абсорбере находится бромид лития в жидком состоянии. Он поглощает водяной пар, причем сила притяжения молекул настолько велика, что в испарителе практически не остается газообразной воды.

При поглощении пара теплоноситель выделяет тепло, поэтому контур К1 проходит через абсорбер чтобы охлаждать раствор.

Смесь бромистого лития и воды далее проходит повторный цикл.

Одноступенчатая АБХМ косвенного нагрева

Схема абсорбционной холодильной машины косвенного нагрева.

В одноступенчатой системе рабочий контур, по которым циркулирует вода для климатических систем, охлаждается только один раз.

Концентрированный раствор попадает в абсорбер из генератора, где поглощает воду и становится разбавленным. Выделяемое тепло при этом поглощается контуром, по которому циркулирует вода, охлажденная в градирне.

Раствор попадает в теплообменник, после в генератор, где нагревается от контура обогрева. Вода испаряется и попадает в конденсатор, откуда перетекает в испаритель. За счет испарения концентрация раствора увеличивается, он возвращается в абсорбер.

Принцип работы двухступенчатой АБХМ косвенного нагрева

Схема двухступенчатой абсорбционной холодильной машины косвенного нагрева.

В двухступенчатой абсорбционной холодильной машине есть вспомогательный и основной цикл. Каждый из них обеспечивается отдельным генератором (1`st Generator и 2`nd Generator). Кроме них есть дополнительный генератор (Aux. Generator), работающий в комплексе с первым.

Разбавленный раствор из абсорбера попадает в низкотемпературный теплообменник, из которого проходит через высокотемпературный теплообменник.

Нагретая смесь попадает в первый генератор, где частично испаряется вода. Она конденсируется контуром охлаждения и попадает в испаритель.

Через высокотемпературный теплообменник жидкая смесь воды и бромида лития попадает во второй генератор, где нагревается контуром от источника тепла – теплого воздуха или воды.

Во втором генераторе температура выше чем в первом, поэтому испаряется больше воды и раствор бромида лития становится более концентрированным.

Пары воды абсорбируются в дополнительном абсорбере (Aux. Absorber) и возвращаются в дополнительный генератор. Концентрированный раствор возвращается в абсорбер, откуда возвращается в первый генератор.

Одноступенчатая АБХМ прямого нагрева

Схема одноступенчатой абсорбционной холодильной машины прямого нагрева.

Эта система действует по тому же принципу что и одноступенчатая. Существует два варианта исполнения АБХМ.

В первом за счет тепла сгорания топлива нагревается вода, которая используется для подогрева бромида лития в генераторе.

Во втором варианте теплообменник в генераторе нагревается за счет циркуляции продуктов горения. Он редко применяется, так как его эффективность ниже.

Принцип работы двухступенчатой АБХМ прямого нагрева

Схема двухступенчатой абсорбционной холодильной машины прямого нагрева.

С помощью насоса вода распыляется на трубы испарителя, что повышает уровень теплопередачи между ней и водой, используемой для климатических установок.

Водяные пары поглощаются бромидом лития в абсорбере, после чего раствор разделяется на два потока. Один проходит прямо в генератор. Второй поток проходит поочередно через три теплообменника:

  • Низкотемпературный;
  • Теплообменник с продуктами горения;
  • Высокотемпературный.

После этого раствор из второго потока догревается в высокотемпературном генераторе. Часть воды испаряется и пар проходит по змеевику через низкотемпературный генератор, тем самым нагревая раствор в нем. Вода остывает, превращается в жидкость и попадает в лоток конденсатора.

Жидкий раствор перекачивается из высокотемпературного в низкотемпературный генератор, где нагревается, испаряя воду. Концентрированный раствор бромида лития возвращается в абсорбер. Вода из конденсатора попадает в испаритель, где охлаждает контур, который обеспечивает охлаждение климатических систем.

В статье мы постарались доступно рассказать, что такое АБХМ, описать особенности и принцип работы. Это климатическое оборудование используется в основном на промышленных предприятиях и для кондиционирования зданий. Но в скором будущем могут появиться модели, предназначенные для широкого применения в частных домах.

Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!

Применение абсорбционных холодильных машин Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_

Татарстана. - 2014. - № 3-4 (35-36). - С. 61-64.

5. Гуреев В.М., Ермаков А.М., Мисбахов Р.Ш., Москаленко Н.И. Численное моделирование кожухотрубного теплообменного аппарата с кольцевыми и полукольцевыми выемками. // Промышленная энергетика. 2014. № 11. С. 13-16.

© Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А., 2016

УДК 621. 57

Р.Р. Зайнуллин

ассистент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» Казанский государственный энергетический университет

г. Казань, Российская Федерация А.А. Галяутдинов

ученик 10 класса МБОУ «Параньгинская средняя общеобразовательная школа»

Республика Марий Эл, Российская Федерация

ПРИМЕНЕНИЕ АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

Аннотация

В статье рассматриваются основные особенности в применении абсорбционных холодильных машин.

Ключевые слова Абсорбционная холодильная машина, источники тепловой энергии

Одна из возможных областей применения абсорбционных холодильных машин - здания с высокими пиковыми нагрузками на систему электроснабжения. Затраты электрической энергии на кондиционирование воздуха составляют существенную часть общей электрической нагрузки здания. Снижение потребления электрической энергии - основное преимущество абсорбционных холодильных машин (АБХМ). В этих машинах охлаждение достигается за счет затрат не электрической (как в компрессорных холодильных машинах), а тепловой энергии [1]. Источником тепловой энергии может служить горячая вода, выхлопные газы, пар и другие виды топлива [2].

Принцип действия абсорбционной холодильной машины основан на определенных свойствах хладагента и абсорбента, которые обеспечивают отвод теплоты, охлаждение и поддержание необходимого температурного режима (рис. 1).

Пары хладагента

Насос абсорбера

Рисунок 1 - Принципиальная схема абсорбционной холодильной машины. Вода-хладагент поступает в левую часть камеры - «испаритель» (рис. 1). Внутри, в условиях глубокого

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №6/2016 ISSN 2410-6070_

вакуума, происходит процесс кипения хладагента, который отводит теплоту из охлаждаемой воды, циркулирующей по трубкам теплообменника [3]. Этот процесс непосредственно охлаждает воду, циркулирующую в теплообменнике, и выполняет главную задачу, стоящую перед АБХМ. Капли концентрированного раствора бромида лития (LiBr) подаются в правую часть камеры («абсорбер»), где абсорбируют пары воды-хладагента. Для того чтобы не допустить повышения температуры бромида лития и потери его абсорбирующих свойств, необходима охлаждающая вода, которая стабилизирует его температуру. Раствор бромида лития, полученный после абсорбции, направляется в генератор при помощи насоса. Там под воздействием теплоты из него выкипает часть воды. Это восстанавливает изначальную концентрацию бромида лития в растворе, что нужно для поддержания его абсорбирующих свойств. В конденсаторе происходит процесс конденсации пара хладагента, образовавшегося при кипении раствора в генераторе. Далее, эта вода-хладагент вновь попадает в «испаритель» (левую часть камеры) и цикл повторяется заново [4].

Абсорбционные машины просты по конструкции (кроме насосов для перекачки жидкости, в них нет других движущихся механизмов), дешевы в изготовлении, надежны, малошумны. Их можно размещать вне помещений: на открытых площадках под легкими навесами для защиты от осадков. Главный недостаток -невысокая энергетическая эффективность [5].

Во многих случаях абсорбционная холодильная машина позволяет радикально снизить эксплуатационные расходы на центральное кондиционирование и промышленное охлаждение за счет использования доступного альтернативного источника энергии, который часто бывает дешевле затрат на подключение и использование электрических мощностей. Именно с помощью абсорбционных холодильных машин возможно более полное использование топливно-энергетических ресурсов, уменьшить тепловое загрязнение окружающей среды, т.е. решать самые актуальные задачи энергетики. Список использованной литературы:

1. Абсорбционные холодильные машины. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www .abok.ru/for_spec/articles.php?nid=3873.

2. Гафуров А.М. Способ преобразования сбросной низкопотенциальной теплоты ТЭС. // Вестник Казанского государственного энергетического университета. - 2015. - №4 (28). - С. 28-32.

3. Калимуллина Д.Д., Гафуров А.М. Новые системы охлаждения конденсаторов паровых турбин ТЭС. // Инновационная наука. - 2016. - № 3-3. - С. 100-101.

4. Принцип действия абсорбционной холодильной машины. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://abxm-thermax. ru/abxm/.

5. Виды абсорбционных холодильных машин. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http: //www .xiron.ru/content/view/11984/92/.

© Зайнуллин Р.Р., Галяутдинов А.А., 2016

УДК 621.57

Р.Р. Зайнуллин

ассистент кафедры «Промышленная электроника и светотехника» Казанский государственный энергетический университет

г. Казань, Российская Федерация А.А. Галяутдинов

ученик 10 класса МБОУ «Параньгинская средняя общеобразовательная школа»

Республика Марий Эл, Российская Федерация

ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ МАШИН

Аннотация

В статье рассматривается опыт эксплуатации абсорбционных холодильных машин и показатель их

Принцип действия абсорбционной холодильной машины

Абсорбционная холодильная машина в качестве источника энергии для своей работы использует тепло. Необходимая тепловая энергия может быть получена как от электричества, так и непосредственно от источников теплоты, том числе низкопотенциальной, а также вторичной.

В рассмотренных ранее компрессорных холодильных машинах для переноса теплоты от тела с меньшей к телу с большей температурой использовалась механическая энергия компрессора, первоисточник которой определяет его привод (электродвигатель, двигатель внутреннего сгорания и т.п.). Тепловая энергия тоже является важнейшим видом энергии, известными способами трансформируемым в другие виды энергии. По этой причине она может применяться и для совершения работы по переносу теплоты в холодильных машинах. Использование тепловой энергии для совершения работы по переносу теплоты от тела менее нагретого к телу более нагретому реализуется в абсорбционных холодильных машинах (АХМ). Абсорбционные холодильные машины работают с использованием свойств бинарных растворов, компоненты которых имеют существенно различающиеся температуры кипения при равных давлениях, а взаимная растворимость их имеет также существенную зависимость от температуры. Причем растворимость снижается с повышением температуры. Схема АХМ приведена на рисунке.

Схема абсорбционной холодильной машины

 При организации технологического процесса абсорбционной холодильной машины используется прямой и обратный термодинамический циклы. Котел Кm генерирует пар холодильного агента, который поступает в турбину Т, которая является приводом компрессора Кс. Далее пар поступает в устройство А, где конденсируется и насосом Н опять подается в котел. Это прямой термодинамический цикл, результатом которого является трансформация теплоты, подведенной к котлу Кm, в механическую энергию турбины.

В технической литературе элемент, называемый выше «котел», может называться также кипятильником или генератором. Компрессор Кс перемещает пары хладагента по тракту традиционного холодильного цикла: компрессор Кс – конденсатор К – регулирующий вентиль РВ (или другое расширяющее или дросселирующее устройство) – испаритель И. Это обратный термодинамический цикл.

В описанной выше технологической схеме путем трансформации теплоты получена механическая энергия, которая расходуется на совершение работы по переносу теплоты от тела менее нагретого (охлаждаемая в испарителе среда) к телу более нагретому (охлаждающая в конденсаторе среда). Тепловая энергия израсходована на отбор теплоты от охлаждаемой среды в испарителе. Описанную выше схему можно упростить, убрав из неё процессы, представленные на рисунке штриховыми линиями и совместив обратный и прямой термодинамические процессы. Совмещение прямого и обратного термодинамических процессов (отказ от турбины и компрессора) возможно при применении бинарных растворов. Бинарный раствор, как уже было отмечено выше, состоит из двух компонентов с высокой взаимной растворимостью, имеющих существенно отличающиеся температуры кипения. Совмещенный термодинамический цикл с использованием свойств бинарных растворов и применяется в абсорбционных холодильных машинах.

В котле Кm за счет подвода теплоты Qk из бинарного раствора выделяется компонент с низкой температурой кипения. Состав следующих элементов на пути движения паров этого компонента раствора полностью аналогичен составу элементов парокомпрессорной холодильной машины. Путем изменения температуры в котле можно менять давление паров легкокипящего компонента и выбрать его таким, чтобы в процессе охлаждения в теплообменнике К была достигнута полная конденсация паровой фазы. По аналоги с парокомпрессионной холодильной машиной этот теплообменник называется конденсатором. Снижение давления конденсатора осуществляется в регулирующем вентиле РВ, при этом понижается и температура дросселируемого вещества. Следующий теплообменник И предназначен для отвода теплоты от охлаждаемой среды при кипени конденсата. Этот теплообменник называется испарителем. Легкокипящий компонент бинарного раствора выполняет в данной части цикла те же функции, что и в парокомпрессорной холодильной машине хладагент. В абсорбционной холодильной машине легкокипящий компонент тоже называется хладагентом.

Далее технологический процесс изменения свойств холодильного агента отличается от характера его превращений в парокомпрессорной ХМ. Хладагент поступает в абсорбер А, где опять происходит взаиморастворение компонентов раствора. Компонент бинарного раствора, имеющий высокую температуру кипения и поступающий в абсорбер из котла, называется поглотителем, или абсорбером. Растворимость хладагента в поглотителе увеличивается со снижением температуры. По этой причине для обеспечения процесса сорбции поглотителем поступающего из испарителя хладагента в абсорбере температура должна быть ниже , чем температура раствора в котле. Поглотитель в абсорбере охлаждается за счёт холодных паров хладагента и (или) за счёт отвода теплоты с помощью другого теплоносителя. Эти процессы реализуются в специальном теплообменнике (теплообменниках). При растворении хладагента в поглотителе выделяется теплота, которая тоже отводится с помощью теплообменника абсорбера. В целом в абсорбере должна компенсироваться теплота охлаждения поглотителя, поступающего из котла, и теплота взаимного растворения компонентов бинарного раствора.

Температура его снижается и при дросселировании его в регулирующем вентиле РВ1. Обогащенный хладагентом бинарный раствор с помощью насоса Н опять подается в котел. Далее цикл повторяется.

Абсорбционная холодильная машина имеет два контура циркуляции: холодильный контур циркуляции хладагента и тепловой контур циркуляции поглотителя. На участке перемещения их насосом из абсорбера в котел контуры совмещены. При циркуляции хладагента совершается обратный термодинамичаский цикл, при циркуляции поглотителя, прямой термодинамический цикл.

В цикле абсорбционной холодильной машины на компенсацию работы по переносу теплоты затрачивается тепловая энергия. Наличие вторичных тепловых ресурсов с необходимым температурным уровнем, определяемым режимом работы котла (кипятильника), определяет область применения абсорбционных холодильных машин.

Реферат: Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины

Реферат: Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины
скачать (69.5 kb.)
Доступные файлы (1):

n1.doc

Министерство образования и науки Украины

Национальная металлургическая академия Украины
Кафедра промышленной теплоэнергетики
РЕФЕРАТ

по дисциплине: «Теплотехнологические процессы и установки»
на тему:

«Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины»


Выполнила:

Проверил:

г. Днепропетровск

2010г.

СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………..

3

Растворы абсорбционных холодильных машин……………...…………………

5

Схема и принцип работы абсорбционной холодильной машины………………

6

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………

9

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………...

10

ВВЕДЕНИЕ
Проблемы энергосбережения в настоящее время имеют важное значение в первую очередь в связи с ограниченностью природных ресурсов, неравномерным их распределением, а также в связи со всё возрастающим техногенным загрязнением окружающей среды, частью которого являются тепловые сбросы холодильных машин.

Уменьшение вредного влияния на окружающую среду может быть достигнуто повышением эффективности холодильных систем как при их создании, так и в процессе эксплуатации.

В области холодильной техники к энергосберегающим системам относятся теплоиспользующие абсорбционные холодильные машины.

Абсорбционные холодильные машины работают, потребляя энергию в виде теплоты, причем в ряде случаев используются, так называемые вторичные тепловые ресурсы, такие, как тепловые сбросы ТЭЦ, тепловые отходы химических предприятий и др.

При выработке холода абсорбционными холодильными машинами, работающими с использованием вторичных тепловых ресурсов, полностью сберегается тепло, которое в противном случае было бы затрачено на производство электроэнергии, необходимой для привода электродвигателей компрессоров.

Энергосберегающий эффект в виде экономии тепла проявляется при работе абсорбционных холодильных машин от незагруженных теплофикационных отборов ТЭЦ. Одним из назначений абсорбционной холодильной машины при этом является получение холодной воды в режиме кондиционирования воздуха.

Использование абсорбционных холодильных машин для кондиционирования и теплоснабжения дало возможность осуществить их круглогодичную загрузку, упростить системы хладо- и теплоснабжения, создать экономичные, безопасные и малошумные машины.

На уровень эффективности холодильной машины влияет ряд факторов, непосредственно связанных с эксплуатацией. С одной стороны, это факторы, обусловленные конструкцией системы (надежность, уровень автоматизации и др.), с другой – ее влияние на окружающую среду.

Эксплуатационные показатели абсорбционной холодильной машины, связанные с надежностью и уровнем автоматизации, выше, чем у компрессионной, т.к. надежность компрессионной холодильной машины в значительной степени определяется надежностью механического компрессора.

Степень отрицательного влияния абсорбционной холодильной машины на окружающую среду выявляется в результате анализа факторов, оказывающих вредное воздействие на природу со стороны холодильной техники в целом.

К числу этих факторов относятся: тепловые сбросы, шум и вибрация, загрязнение воды, утечки холодного агента и масла.

Растворы абсорбционных холодильных машин
В составе абсорбционной холодильной машины роль компрессора выполняется системой абсорбер-генератор. При этом процессы, связанные с работой компрессора, осуществляются с помощью растворов, состоящих из двух или трех компонентов.

В холодильной технике это, как правило, раствор, состоящий из двух (бинарный) компонентов с различными температурами кипения при одинаковом давлении. Один компонент, с более низкой температурой кипения, является холодильным агентом, другой – абсорбентом (поглотителем).

Раствор, обеспечивающий процессы в абсорбционной холодильной машине, носит название ее рабочего вещества (тела).

К рабочим веществам абсорбционных холодильных машин предъявляются 2 основных требования:


  • Полная взаимная растворимость компонентов;

  • Значительное различие величин нормальных температур кипения компонентов.

Наибольшее применение в холодильной технике получили абсорбционные холодильные машины, работающие на растворах вода-аммиак (водоаммиачные), вода-бромистый литий (бромистолитиевые). В водоаммиачных холодильных машинах холодильным агентом является аммиак, в бромистолитиевых – вода.

Раствор при совершении цикла абсорбционной холодильной машины меняет свое состояние.

Рабочие вещества представляют две группы смесей: раствор аммиака в воде относится к первой группе, в нем оба компонента являются летучими; раствор бромистого лития в воде относится ко второй группе, в нем абсорбент (бромистый литий) характеризуется практически нулевой летучестью. В паровой фазе растворов первой группы присутствуют оба компонента, а во второй – только один.

Схема и принцип работы ХМ
На рис. 1 представлена схема абсорбционной холодильной машины, которая может работать на бинарных смесях как первого, так и второго типа.

Раствор с большим содержанием легкокипящего компонента, образующийся в абсорбере, поступает в насос при давлении кипения, где его давление повышается до давления конденсации. За счет работы насоса к раствору подводится тепло qи. Концентрация раствора при этом не изменяется. Из-за несжимаемости жидкости энтальпия раствора до и после насоса остается постоянной.

В рекуперативном теплообменнике раствор подогревается и с измененной концентрацией подается в генератор. В генераторе при подводе тепла qh от греющего источника раствор кипит, его концентрация по легкокипящему компоненту уменьшается.

В абсорбционной машине, работающей на бинарных смесях первого типа, образующийся пар подвергается очистке в процессе ректификации, происходящей в специально предусмотренной для этого части генератора.

Пар из генератора направляется в конденсатор, где сжимается при давлении Рк и отводе тепла конденсации qк. Затем жидкость дросселируется в регулирующем вентиле РВ-1. При этом давление снижается от Рк до Р0. Процесс дросселирования происходит при постоянной энтальпии и концентрации. Холодильный агент переходит из состояния переохлажденной жидкости в состояние влажного пара и поступает далее в испаритель, где кипит при подводе тепла qа. Концентрация по легкокипящему компоненту повышается, и на этом цикл замыкается.

Таким образом, можно считать, что абсорбер является всасывающей стороной компрессора, а генератор – нагнетательной.

Уравнение теплового баланса одноступенчатой абсорбционной холодильной машины:

qh+ q0 + qи = qк + qa+ (qR),

где qR– тепло, отводимое от пара при очистке его в дефлегматоре при работе абсорбционной холодильной машины на бинарной смеси холодильного типа.

Эффективность работы абсорбционной холодильной машины оценивается тепловым коэффициентом

? = q0/qh

Абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины (АБХМ) представляют собой блочные комплектные агрегаты высокой заводской готовности. Холодная вода, получаемая на АБХМ, применяется в системах кондиционирования воздуха, для технологических нужд на предприятиях химической, нефтехимической промышленности и др. , при этом АБХМ ориентированы на использование в качестве греющих сред с относительно низкими температурными параметрами.

Водоаммиачные абсорбционные холодильные машины (АВХМ) применяются преимущественно в составе технологических линий. Это машины крупной единичной мощности, которые используют в качестве греющей среды вторичные тепловые ресурсы и индивидуально привязаны к конкретным условиям производств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Действие абсорбционной холодильной машины основано на простом принципе: при понижении абсолютного давления снижается температура кипения воды.

Абсорбционная холодильная машина по своему устройству значительно отличается от компрессионной. В ней отсутствует компрессор, а кроме хладагента в ее системе циркулирует также жидкость, называемая абсорбентом. Абсорбентом являются жидкости, обладающие хорошей поглотительной способностью хладагента.

В качестве хладагента в абсорбционных машинах обычно используют аммиак, а абсорбентом для него служит вода. Вследствие хорошей растворимости аммиака в воде, хладагент и абсорбент находятся в системе абсорбционной машины в виде водоаммиачного раствора с различной концентрацией в нем аммиака в отдельных частях машины.

Основное преимущество этих машин заключается в возможности использования для их работы дешевых источников тепла низкого потенциала, например отработавшего пара, использованной в производстве горячей воды, отходящих газов, низкосортного топлива и др. Это преимущество указывает на целесообразность применения абсорбционных машин, прежде всего на тех производственных предприятиях, которые являются потребителями холода и одновременно имеют дешевые источники тепла. Кроме того, эти машины выгодно применять в районах, которые, не располагая электроэнергией, имеют низкосортное топливо.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Галимова Л.В. «Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы»/ Астрахан. гос. тех. ун-т. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 1997. – 226 с.

  2. Материал сайта www.rossklad.ru.

Абсорбционные холодильные машины Абсорбция - Справочник химика 21

    В абсорбционных холодильных машинах необходимо выбрать не только подходящий хладагент, но и дешевый и доступный растворитель, в котором легко растворяется хладагент. Схемы абсорбционных циклов отличаются от парокомпрессионных способом сжатия паров хладагента после испарителя. Схема абсорбционной холодильной машины приведена на рис. 28. Пары хладагента из испарителя / поступают в абсорбер 2, где они поглощаются растворителем, при этом предусмотрен отвод тепла абсорбции. Процесс поглощения паров [c.125]
    Абсорбционную холодильную машину можно рассчитать, зная три основных исходных температуры — высшую температуру греющего источника, которая определяет высшую температуру кипения раствора в генераторе — температуру охлаждающей воды, определяющую давление в конденсаторе р и низшую температуру процесса абсорбции /с — температуру охлаждаемой среды, от которой зависит давление ро и температура в испарителе [55]. [c.400]

    Действие абсорбционных холодильных машин основано-на поглощении (абсорбции) паров холодильного агента каким-либо абсорбентом при давлении испарения ро и последующем его выделении (при давлении конденсации р) путем нагревания. Вместо сжатия холодильного агента в компрессоре, необходимого для последующей его конденсации водой, здесь для той же цели применяются выделение (десорбция) и отгонка холодильного агента из растворителя под избыточным давлением. [c.662]

    Абсорбция — физико-химический процесс поглощения веществ из раствора или из смеси газов твердыми телами или жидкостью. Аппараты, в которых происходит поглощение веществ, называются абсорберами, а поглощающие вещества — абсорбентами. Явление абсорбции широко используется в технике, например, в абсорбционных холодильных машинах для поглощения хладагента. В качестве хладагентов используются аммиак, сернистый ангидрид и т. д. в качестве абсорбентов — вода, хлористый кальций, двуокись кремния и пр. [c.3]

    Основное преимущество последовательной абсорбции заключается в возможности получить значительное сокращение расхода тепла на производство холода по сравнению с раздельным получением холода двух температур. Для сравнения можно рассмотреть абсорбционную холодильную машину с последовательным включением абсорберов и две абсорбционные холодильные машины, работающие раздельно на производство холода низкой температуры и высокой /о - Причем обе машины работают без отбора холодного крепкого раствора на ректификацию и потери в теплообменнике отсутствуют. При раздельном производстве холода двух температур обе установки работают при одном и том же давлении конденсации Рк, имеют одну и ту же температуру нагрева 2, крепкий раствор охлаждается до одной и той же температуры а слабый раствор— до одной и той же температуры и (рис. 53). [c.119]

    При выпаривании в цикле А можно получить ректифицированные пары при давлении рк, которые можно направить в конденсатор абсорбционной холодильной машины. С другой стороны прн помощи цикла В можно осуществить поглощение паров при давлении ро, т. е. паров, приходящих из испарителя. Одновременно в этом же цикле при выпаривании и ректификации образуются ректифицированные пары при давлении ру, которые могут быть поглощены в процессе абсорбции в цикле А.[c.183]

    Принцип работы абсорбционных холодильных машин основан на поглощении (абсорбции) паров хладагента каким-либо абсорбентом при давлении испарения и последующем его выделении (десорбции) при давлении конденсации путем нагревания. [c.289]

    Холодопроизводительность машины 1,45 МВт при температуре кипения —45° С и температуре конденсации 40° С. Максимальная температура охлаждающей воды 35° С. При указанных параметрах требуется двухступенчатое сжатие, которое позволяет получить достаточную зону дегазации. В среднем для ступени низкого давления зона дегазации составляет 17%, а для ступени высокого давления — 11%. Таким образом, абсорбционная холодильная машина состоит из двух последовательно работающих ступеней — абсорбции и выпаривания аммиака. [c.93]

    Тепло абсорбции, конденсации и дефлегмации отводится охлаждающей водой, проходящей по трубному пространству аппаратов. Как отмечалось выще, в описанной водоаммиачной абсорбционной холодильной машине в качестве теплоносителя используется водяной пар. Возможно использование в качестве теплоносителя перегретой воды газа или парогазовой смеси, при этом несколько изменится конструкция генератора, однако принципиальная схема холодильной машины останется без изменения. [c.60]

    Абсорберы. По принципу проведения абсорбции паров аммиака разбавленным водоаммиачным раствором абсорберы подразделяются в основном на пленочно-оросительные и барботажные, а по конструктивной компоновке — на вертикальные и горизонтальные Абсорберы барботажного типа, где процесс протекает в большом объеме (пары аммиака поступают через штуцер в нижией части аппарата под слой водоаммиачного раствора) более металлоемкие, чем пленочно-оросительные [61]. В связи с этим они применяются только в абсорбционных холодильных машинах малой холодопроизводительности. [c.138]

    При работе абсорбционной холодильной машины в качестве теплового насоса теплота абсорбции и конденсации (вместе или раздельно) используется для обогрева. Общее количество полученного тепла больше затраченного на величину полезной холодопроизводительности установки.[c.429]

    В машинах периодического действия абсорбер и генератор совмещены в одном аппарате, и периоды абсорбции и выпаривания сдвинуты по времени. В первой половине цикла аппарат охлаждается и служит абсорбером, засасывая пар из испарителя, а во второй половине цикла он нагревается и выполняет функции генератора, подавая пар в конденсатор. Абсорбционные холодильные машины периодического Действия в промышленности не применяют. [c.138]


    Действие абсорбционных холодильных машин основано на поглощении (абсорбции) паров холодильного агента каким-либо абсорбентом при давлении испарения ро и последующем его выделении (при давлении конденсации р) путем нагревания. Вместо сжатия холодильного агента [c.702]

    Абсорбция аммиака применяется для улавливания его из коксовых и других содержащих аммиак газов при производстве солей аммония (сульфата, нитрата и др.), при производстве соды аммиачным методом и т. д. Важное применение имеет абсорбция аммиака в холодильной технике — в абсорбционных холодильных машинах. [c.293]

    Таким образом, в абсорбционной холодильной машине наряду с циркуляцией хладоагента осуществляется циркуляция раствора между абсорбером и генератором. Заметим также, что теоретически наиболее низкая темлература раствора в абсорбере равна температуре охлаждающей его воды и, таким образом, температура раствора будет значительно выше температуры паров. аммиака, отсасываемых из испарителя. Однако это обстоятельство не служит препятствием к поглощению раствором паров аммиака, так как единственным условием осуществления абсорбции является наличие в абсорбере раствора с концентрацией паров аммиака меньшей, чем в испарителе. [c.242]

    Работа аммиачной абсорбционной холодильной машины протекает в следующем порядке. Аммиак кипит в испарителе 4 и охлаждает рассол, циркулирующий через испаритель. Образующиеся в испарителе пары аммиака поступают в абсорбер и поглощаются в нем слабым водоаммиачным раствором. Процесс абсорбции сопровождается выделением тепла, которое отводится охлаждающей водой. По мере насыщения аммиаком слабый раствор ста- [c.37]

    Схема абсорбционной холодильной машины приведена на рис. 34. Пары аммиака из испарителя И направляются в абсорбер А, в котором поглощаются бедным водоаммиачным раствором тепло абсорбции Qa отводится охлаж-дающей водой. Обогащенный водоаммиачный раствор из абсорбера перекачивается насосом Я через теплообменник Т в ректификатор Р. В кипятильнике ректификатора за счет подвода тепла Qг происходит выделение из раствора паров аммиака при давлении Р . Ректификатор Р с Дефлегматором Д служат для отделения воды от паров аммиака и получения аммиака с возможно меньшим содержанием паров воды (обычно 0,005—0,003 кг/кг). Пары аммиака конденсируются в конденсаторе К. Жидкий аммиак через регулирующий вентиль РВ поступает в испаритель И, в котором охлаждает перерабатываемый газ, отнимая от него тепло о. Обедненный раствор из кипятильника через теплообменник Т возвращается в абсорбер. [c.76]

    Процессы массообмена часто сопровождаются теплообменом абсорбция аммиака водой, холодильные абсорбционные машины, абсорбция водными растворами бромистого лития и т.д. [c.15]

    Возможности дополнительного насыщения раствора с помощью процесса обращенной ректификации для обычных холодильных машин невелики. Это объясняется сравнительно пологим расположением изотерм при низких давлениях. Положение серьезно изменяется в абсорбционных термотрансформаторах повышающего типа, где абсорбция происходит при высоких давлениях, для которых изотермы насыщенного пара значительно круче. [c.95]

    Снижение температуры абсорбции ацетилена ведет к увеличению абсорбционной способности поглотителя, возможно, к снижению давления абсорбции, но требует дополнительных затрат, связанных с холодильной машиной и ее работой. Тем 1е менее способ выделения ацетилена из газовых смесей при низких температурах является перспективным. [c.173]

    Представляет практический интерес использование абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин для теплоснабжения при работе по схеме понижающего трансформатора (рис. 1П—27, б). В этом случае в испаритель подается вода температурой 25—35°С (например, из оборотной системы градирен) и возвращается в цикл охлажденной на 5—10°С, а теплота абсорбции и конденсации составляет полезную теплопроизводительность при температуре 60—80°С. Каждому киловатту тепловой нагрузки генератора с температурой греющей среды 160—180°С соответствует 1,6 кВт снимаемой теплопроизводительности при пониженной температуре (коэффициент трансформации 1,6). [c.165]

    В абсорбционной машине вместо механического компрессора применяется так называемый термохимический компрессор, состоящий из генератора, абсорбера и теплообменника, в котором процесс всасывания пара заменяется процессом абсорбции хладагента раствором, а процесс нагнетания — десорбцией хладагента из кипящего раствора. Для осуществления холодильного цикла в абсорбционных машинах применяются растворы, состоящие из двух компонентов, один из которых является хладагентом, а второй — абсорбентом. [c.89]

    Абсорбционные холодильные машины вырабатывают холод, используя способность веществ абсорбировать рабочее тело. Сжатие пара в таких машинах основано на абсорбции рабочего тела (СаС1г) при температуре окружающей среды и его десорб ции при более высокой температуре. [c.278]

    Тепловой расчет отдельных аппаратов бромистолитиевой абсорбционной холодильной машины сводится к определению необходимой поверхности теплообмена для подвода или отвода тепла. В основных аппаратах фактйчески протекают процессы кипения водного раствора бромистого лития, конденсации водных паров, испарение воды и абсорбция водных паров раствором бромистого лития (см. рис. 28). [c.147]

    В абсорбционных холодильных машинах периодического действия (рис. 10) нельзя осуществить теплообмен между крепким и слабым раствором. Стадии выпаривания и конденсации, кипения и абсорбции проходят раздельно. Аппараты должны быть рассчитаны на емкость, достаточную для накопления в ресивере жидк010 аммиака на весь рабочий период. При большой частоте циклов тепловой коэффициент резко понижается. [c.403]

    Сборнобрусчатый холодильник для Дальнего Востока емкостью 700 т Абсорбци- онный 700 50 - - 3542 Три абсорбционных холодильных машины производительностью по 100 тыс. ккал час [c.190]

    На рис. 1, а показана схема такого режима, в к-ром рабочее тело последовательно проходит через два аппарата, циклически изменяя свое состояние х( с) под действием постоянных во времени внеш. воздействий (потоков) и и и ( С - емя пребывания рабочего тела в аппарате). К этим процессам относятся цикльг абсорбционно(адсорбционно)-десорбцион-ные (см. Абсорбция, Адсорбция), классификация (см. Сепарация воздушная), циклы холодильных машин с циркуляцией рабочего тела (см. Холодильные процессы), в вибрационных экстракторах (см. Экстракция жидкостная) и др. [c.362]

    Нормальные температуры кипения нефти и фреона-22 значительно отличаются, поэтому ректификационные устройства не нужны. При температуре кипения ниже 0° С и обычной температуре охлаждающей абсорбер и конденсатор воды зона дегазации настолько мала, что осуществление цикла абсорбционной холодильной мащины становится невозможным. Поэтому Селлерио предлагает устанавливать компрессор между испарителем и абсорбером. Рабочий процесс этой абсорбционно-компрессионной холодильной машины при to = —20° С (ро = 2,51 ата) и /к = 30° С (рк = 12,26 ата) показан на рис. 33, а. Давление абсорбции 5,5 ата. При этом давлении и конечной температуре абсорбции 20° С gr = 0,30. Температура, уходящего из генератора слабого раствора, 124° С, концентрация а = 0,10. Отношение давления в абсорбере к давлению в испарителе равно 2,2. При тех же температурах конденсации и кипения и одинаковой холодопроизводительности расход энергии в компрессионной холодильной машине, работающей на чистом фреоне-22, увеличился бы более чем в 2 раза. [c.83]

    Теплота конденсации хладагента в каждой холодильной машине (и теплота абсорбции в абсорбционной машине) должна быть передана окружаюш,ей среде. В качестве теплоотводяш,ей среды могут быть выбраны вода или атмосферный воздух — самые дешевые теплоприемники, обладающие практически неограниченной теплоемкостью. [c.269]

    МПа, температуре верха 40 °С, низа — 104 °С. Температура в емкости 5 равна 25 °С, для ее получения в качестве хладоагента в конденсаторах-холодильниках 4 используют воду с температурой 7—10 °С. При таком режиме глубина отбора пропана составляет 92—93%. Захоложенная оборотная вода с температурой 7 °С получается в абсорбционно-бромлитиевой холодильной машине, в которой холодильным агентом является вода, абсорбентом — водный раствор бромистого лития. Нагретая вода с температурой 12 °С подается в змеевик испа-рителя-абсорбера, где охлаждается за счет испарения паров воды в вакууме из насыщенного водного раствора бромистого лития. Охлажденная до 7 °С вода поступает в конденсаторы-холодильники и затем цикл повторяется. Для снятия тепла абсорбции и конденсации к холодильной машине подводится оборотная вода с температурой 25 °С. [c.101]

    Дальнейший процесс интенсификации процесса абсорбции и теплообмена возможен при принципиально новой конструкции абсорбера, в котором процессы тепло- и массообмена разделены [64]. Такая конструкция абсорбера принята в абсорбционной бромистолитиевой холодильной машине агрегата АБХА-5000 [66]. Абсорбер представляет собой полую емкость, в которой распыля-егся предварительно охлажденный в водорастворном теплообменнике смешанный раствор бромистого лития. Следовательно, процесс теплообмена в пленке заменен на теплообмен в трубчатом теплообменнике, а процесс абсорбции протекает мгновенно в полом аппарате, где отсутствует сопротивление пучка труб. Этот принцип увеличивает коэффициент теплопередачи в теплообменнике жидкость — жидкость , соответственно сокращаются теплопередающая поверхность и гидравлические потери пара, так как водяной пар не должен проходить сквозь трубный пучок абсорбера, и упрощается конструкция абсорбера. [c.150]

    Эффект от применения абсорбционных бромистолитиевых холодильных машин увеличивается при полезном использовании отводимой теплоты абсорбции и конденсации. Работа таких машин в системе котельной с учетом использования отводимой теплоты позволяет комплексно решать задачу хладотепло-снабжения производств. [c.164]

    Теплота абсорбции и конденсации абсорбционной бромистолитиевой холодильной машины может полностью использоваться для подогрева свежей воды, направляемой для подпитки в систему котельной. В машине холодопроизводительностью 1000 кВт в этом случае можно нагреть 200 м /ч воды до 45°С. Экономия топлива при использовании АБХМ по этой схеме составит 36 кг у. т. на 1 ГДж вырабатываемого холода. [c.165]

    Холод в абсорбционной машине (как и в компрессионной паровой машине) получается за счет кипения холодильного агента с последующей конденсацией паров его. Затем жидкий холодильный агент дросселируется в регулирующем вентиле и кипит в испарителе. В этих частях абсорбционной машины рабочие процессы одинаковы с процессами компрессионной машины. Из испарителя пары холодильного агента с низкой температурой поступают в абсорбер, в котором поглощаются при низком давлении слабым раствором. Выделяющаяся при этом теплота поглощения отводится охлаждающей водой. В результате абсорбции концентрация раствора увеличивается. Насос откачивает полученный крепкий раствор и нагнетает его в кипятильник при столь малой затрате энергии, что практически ею можно пренебречь. В кипятильнике за счет подвода тепла от соответствующего источника крепкий раствор выпаривается при относительно высоком давлении и высокой температуре. Выделяющиеся из раствора пары направляются в конденсатор. В резуль- атс выпаривания раствор в Кипнтильнике становится слабым, дросселируется в дополнительном регулирующем вентиле и при пониженном давлении поступает в абсорбер для восстановления концентрации. [c.132]


Принцип абсорбционного чиллера

- Inst Tools

Абсорбционный чиллер занимает жизненно важное место в системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Абсорбционный чиллер - это оборудование, в котором используется источник тепла, хладагент и абсорбент для производства охлажденной или горячей воды. В чиллерах такого типа, наряду с парокомпрессионными водоохладителями или электрическими чиллерами, абсорбционная система охлаждения также используется во многих областях. Абсорбционные чиллеры производят охлажденную воду в условиях вакуума для кондиционирования воздуха и технологических процессов.

Основные компоненты пароабсорбционных чиллеров

Абсорбционные чиллеры в простейшей форме (одноступенчатые) состоят из следующих основных частей:

  • Генератор
  • Конденсатор
  • Испаритель
  • Абсорбер
  • Теплообменник
  • Насос хладагента
  • Насос для раствора
Принцип работы абсорбционного чиллера

1. Функция генератора абсорбционного чиллера

В генераторе абсорбционных чиллеров слабый раствор нагревается рабочим паром (пар абсорбционные чиллеры), горячей водой или дымовыми газами в абсорбционных чиллерах косвенного нагрева.В то время как абсорбционные чиллеры с прямым нагревом работают на природном газе, дизельном топливе или керосиновом масле. После нагрева в генераторе раствор концентрируется и образуются высокотемпературные пары хладагента. После процесса генератора в чиллере пары хладагента с высокой температурой и давлением перемещаются в конденсатор. Сильный раствор поступает в абсорбер через теплообменник при обмене тепла со слабым раствором.

2. Функция конденсатора абсорбционного чиллера

Пары хладагента от генератора конденсируются в конденсаторе охлаждающей водой.Конденсация - это процесс с постоянным давлением, при котором хладагент (вода) отдает свое тепло охлаждающей воде. Таким образом, тепло хладагента переносится в атмосферу. В чиллерах с водяным охлаждением охлаждающая вода рециркулирует после обмена теплом с воздухом в градирнях той же системы HVAC.

3. Функция испарителя абсорбционного чиллера

Хладагент из конденсатора течет в испаритель. В этом отсеке абсорбционного чиллера хладагент испаряется, забирая тепло от охлажденной воды.Хладагент из поддона хладагента испарителя перекачивается по трубкам испарителя с помощью насоса хладагента. Поток хладагента по трубам испарителя испаряет хладагент, создавая охлаждающий эффект, и испаряется с образованием пара за счет поглощения тепла охлажденной воды, протекающей по трубам. , испарение происходит при постоянном давлении, когда хладагент получает скрытую теплоту от охлаждающей воды. Здесь в абсорбере происходит абсорбция чиллера. Охлажденная вода охлаждается и возвращается в систему заказчика.

4. Функция абсорбера абсорбционного чиллера

Образующиеся пары хладагента попадают в абсорбер и поглощаются сильным раствором в абсорбере. Таким образом, крепкий раствор разбавляется за счет поглощения паров хладагента абсорбером. Вырабатываемое тепло уносится в атмосферу за счет охлаждающей воды.

5. Функция насоса раствора HVAC в абсорбционном охладителе

Этот слабый раствор перекачивается насосом раствора в генератор для концентрирования.Насосы являются компонентами абсорбционных систем охлаждения, для работы которых требуется электроэнергия. Слабый раствор из абсорбера закачивается в генератор через теплообменник. Этот процесс продолжается, и эффект охлаждения повторяется.

Как работают абсорбционные чиллеры?

Первоначальная конструкция абсорбционного чиллера принадлежит таким известным ученым, как Фердинанд Карре, Карл Мунтерс и Бальцар фон Платен, которые работали в период с 1850-х по 1920-е годы.В то время как продукция была впервые произведена в промышленных масштабах в 1923 году, серьезное производство началось только в 60-х годах из-за растущего спроса на холодильники для домов на колесах. Легендарный вклад этих людей все еще виден сегодня - они играют решающую роль в системах централизованного холодоснабжения. В последнее время исследования и разработки в технологии абсорбционного охлаждения увеличились из-за повышенного интереса к децентрализованным энергетическим системам и постоянно ужесточающихся нормативов энергоэффективности.Абсорбционные чиллеры оказались идеальной заменой компрессорных чиллеров в местах, где электричество ненадежно, недоступно или дорого, где имеется отработанное тепло или где ограничения шума делают компрессорные чиллеры бесполезными. Сравнение чиллеров с компрессионными чиллерами может дать больше информации о том, как работают абсорбционные чиллеры.

Сравнение с компрессорным чиллером

Каждый чиллер использует некоторую внешнюю силу для передачи тепла высокотемпературной среде от низкотемпературной.Например, в электрических чиллерах есть компрессоры. Абсорбционные чиллеры заменяют компрессор с паром, горячей водой или любым другим внешним источником тепла. Абсорбционный чиллер очень прост в эксплуатации . Его работа в основном аналогична тому, что происходит в парокомпрессионном охладителе, поскольку оба процесса включают конденсацию и испарение хладагента внутри системы. Однако в то время как абсорбционный чиллер использует термохимический процесс, в обычном чиллере используется механическая энергия .Единственная разница в том, как повышается давление хладагента от уровня испарения до уровня конденсации. Проще говоря, абсорбционный чиллер не сжимает пары хладагента ; вместо этого он растворяет пар в абсорбенте и переносит полученный продукт в среду с более высоким давлением с помощью насоса с очень низким потреблением электроэнергии. Конечно, это всего лишь описание основного цикла абсорбции - есть более сложные циклы, в которых есть даже дополнительные компоненты -.

Принцип работы абсорбционного чиллера

Некоторые вещества обладают особым свойством сродства к другим веществам при определенных условиях давления и температуры , только это сродство может измениться при изменении условий. Майкл Фарадей придумал идею абсорбционного чиллера на основе этой концепции в 1824 году. Принцип , лежащий в основе процесса абсорбции , заключается в разделении и рекомбинации с жидкостями (хладагентом и абсорбентом) для создания охлаждающего эффекта.Обычно абсорбционные чиллеры имеют цикл NH 3 -H 2 0 (аммиак-вода) или цикл LiBr (бромид лития). В первом цикле вода действует как абсорбент, а водный раствор аммиака действует как хладагент. В последнем цикле бромид лития является абсорбентом, а вода - хладагентом. В большинстве промышленных чиллеров используется система абсорбции водяного пара аммиака из-за следующих преимуществ:

  • Высокая растворимость аммиака в воде.
  • Аммиачный водоохладитель работает с положительным давлением (Li-Br работает с отрицательным давлением), что снижает проблемы с обслуживанием и делает машину более надежной.
  • Аммиачный водопоглощающий чиллер может работать в экстремальных условиях (высокая температура конденсации и низкая температура испарения).
  • Способен охлаждать гликоль при отрицательных температурах.
  • Совместим с конденсатором с воздушным охлаждением (нулевое потребление воды).

Как работают абсорбционные чиллеры: пошаговое объяснение

Рис. 1: Представление простого цикла абсорбции

  • Генератор: в генераторе, источник тепла производит пары аммиака из крепкого раствора аммиака.Прежде чем пар аммиака (хладагента) попадет в конденсатор, он проходит через выпрямитель для обезвоживания.
  • Конденсатор: обезвоженный аммиак под высоким давлением поступает в конденсатор, где конденсируется. После охлаждения он проходит через дроссельную заслонку (расширительный клапан), и давление и температура снижаются. Новые значения должны быть ниже тех, которые поддерживает испаритель (следующая ступень).
  • Испаритель: испаритель, который по сути представляет собой холодное охлаждаемое пространство, появляется.Охлажденный аммиак поступает в испаритель, поглощает тепло и затем уходит в виде насыщенного пара аммиака.
  • Абсорбер: , когда пар входит в абсорбер, он подвергается разбрызгиванию слабого водно-аммиачного раствора. Слабое решение, в свою очередь, становится сильным. Насос направляет новый раствор в генератор через регенератор (также может называться теплообменником). К тому времени, как раствор поступает, он уже достигает давления генератора / конденсации. Процесс начинается снова.

Подробнее о принципе работы

Чтобы понять процесс, давайте рассмотрим его пошагово, начиная с генератора. Другими компонентами этого чиллера являются конденсатор, абсорбер и испаритель. Идея этого процесса заключается в создании жидкого раствора с хладагентом, который можно перекачивать до более высокого уровня давления. Этот процесс откачки заменяет механическое сжатие, в котором используется электроэнергия.

Генератор

Теплый разбавленный раствор поступает в камеру с более высоким давлением.Раствор распыляется на теплообменник с горячей водой или любым другим источником тепла. Происходит теплопередача, и раствор закипает, высвобождая пар хладагента и горячий концентрированный раствор. Ниже представлена ​​упрощенная схема.

Рис. 1. Упрощенная схема абсорбционного чиллера [/ caption]

Конденсатор

Пар хладагента попадает в конденсатор, где он снова превращается в жидкость с помощью более холодного теплообменника. Следующей остановкой для жидкого хладагента является испаритель, но сначала он должен пройти через расширительный клапан, чтобы температура и давление могли упасть.

Испаритель

Хладагент входит в эту секцию под низким давлением в виде смеси жидкости и пара. Цель этого раздела - охладить. Для коммерческого применения испаритель охлаждает воду для охлаждения через систему HVAC здания.

Абсорбер

После испарения в испарителе хладагент попадает в абсорбер. Абсорбер имеет крепкий раствор, он просто поглощает пары хладагента и разбавляется. Получающееся тепло сбрасывается в атмосферу через охлаждающую воду.

Комбинация с комбинированным производством тепла и электроэнергии (ТЭЦ)

Поскольку цены на энергию стремительно растут, производство электроэнергии и место ее использования стали более надежными и доступными, чем поставки с удаленной электростанции. Местный план комбинированного отопления и производства электроэнергии (ТЭЦ) должен быть не только более энергоэффективным, но и более экологически безопасным, поскольку производит меньше парниковых газов. Система ТЭЦ характеризуется одновременным генерированием полезной тепловой энергии и механической мощности / электроэнергии из одного источника энергии.Ее также называют когенерационной системой.

Рис. 2: Схема технологического процесса системы ТЭЦ

Абсорбционные чиллеры используют тепловую энергию для охлаждения воды, поэтому они идеально сочетаются с системами когенерации. Комбинация абсорбционной холодильной системы с когенерационной установкой позволяет использовать избыточное тепло. Установка производит горячую воду, которая, в свою очередь, приводит в действие абсорбционный чиллер. Концепция этой технологии (также называемая «тригенерация») основана на одновременной потребности в охлаждении, электричестве и обогреве в одном помещении.Такая потребность существует в большом количестве объектов, например, в торговых центрах, пищевой промышленности и больницах. Для безупречной работы охлаждения и ТЭЦ существует одно требование - конечные пользователи должны находиться в непосредственной близости от станции, потому что распределение охлажденной воды дорого по сравнению с электричеством. Возврат инвестиций начинает появляться в сезонные периоды, которые позволяют максимально использовать отходящее тепло, производимое электростанцией. Например, эта система демонстрирует гибкость, предлагая охлаждение летом и обогрев зимой.Таким образом, время работы увеличивается с пользой для окружающей среды и владельцев оборудования.

Максимальное преимущество абсорбционных чиллеров

Хотя абсорбционные чиллеры являются усовершенствованием традиционных методов охлаждения, которые мы уже перечислили, для оптимальной работы необходимо правильное и регулярное обслуживание. Это единственный способ обеспечить срок службы оборудования 25 лет. Чиллер будет работать идеально, если технический персонал сосредоточит внимание на следующих областях обслуживания: средствах управления, механических компонентах и ​​компонентах теплопередачи.Вот некоторые из областей, требующих внимания:

  • Сальники вала насоса - проверка на износ
  • Утечки хладагента - уровень потерь не должен превышать 1%
  • Поверхности теплопередачи - без отложений и накипи
  • Трубки теплообменника - растрескивание, точечная коррозия и коррозия нежелательны
  • Подшипники насоса - может потребоваться замена или очистка

Выбор лучшего абсорбционного чиллера

Вы можете выполнять все описанные выше процедуры технического обслуживания, но оборудование все равно будет изнашиваться, а затраты на техническое обслуживание возрастут.Возможно, пришло время перейти на более современную, более надежную и эффективную машину. Если система работает при частичной нагрузке в течение длительного времени, выбор чиллера с высокой эффективностью при частичной нагрузке может быть всем, что вам нужно. Также важно правильно подобрать чиллер. Чиллер, размер которого слишком велик для определенного применения, легко будет работать с низким КПД. У него могут даже возникнуть серьезные проблемы, если он будет работать длительное время при таких нагрузках. Пусть тщательный анализ эксплуатационных потребностей, типа объекта и графика определяет процесс модернизации / выбора чиллера.

Преимущества абсорбционных чиллеров

Мы немного коснулись этого в начале этого поста. Исходя из описания работы и требований абсорбционных чиллеров, ниже приведены сценарии, в которых чиллеры были бы предпочтительнее.

  1. Высокие затраты на электроэнергию и низкие затраты на топливо. Убедитесь, что дифференциал достаточно большой.
  2. Недостаточно электроэнергии.
  3. Имеется отработанное тепло (например, от потока выхлопных газов или горячей воды из рубашки двигателя).
  4. Наличие достаточного количества горячей воды или низкосортного отработанного пара.

Он также подойдет для областей, где тихая среда является приоритетом - абсорбционный чиллер работает тихо, не изнашивается из-за отсутствия движущихся частей - минимальные требования к обслуживанию.

Итог

Вы все еще задаетесь вопросом: «, как работают абсорбционные чиллеры ?». Как ARANER, мы уже много лет проводим анализ нагрузки на охлаждение и обогрев, поэтому они могут помочь.Если вы подумываете об установке абсорбционного чиллера, стоит провести технико-экономическое обоснование, прежде чем вкладывать деньги в крупный проект. Такое исследование покажет, действительно ли существуют какие-либо экономические и экологические преимущества. Абсорбционные чиллеры работают оправданно там, где пиковые потребности в электроэнергии высоки. Как мы уже говорили, использование рекуперации тепла - еще одна возможность экономии средств для владельца предприятия. Свяжитесь с командой, чтобы получить рекомендации и поддержку.

Абсорбционная холодильная установка, цикл, установка, как она работает?

Что такое абсорбционная холодильная установка?

Система охлаждения с абсорбцией пара включает в себя все процессы в системе охлаждения с компрессией пара, такие как сжатие, конденсация, расширение и испарение.В системе абсорбции пара в качестве хладагента используется аммиак, вода или бромид лития. Хладагент конденсируется в конденсаторе и испаряется в испарителе. Хладагент создает охлаждающий эффект в испарителе и отдает тепло в атмосферу через конденсатор.

Основное различие между двумя системами заключается в способах всасывания и сжатия хладагента в холодильном цикле. В системе сжатия пара компрессор всасывает хладагент из испарителя и сжимает его до высокого давления.Компрессор также обеспечивает прохождение хладагента через весь цикл охлаждения. В цикле абсорбции пара процесс всасывания и сжатия осуществляется двумя различными устройствами, называемыми абсорбером и генератором. Таким образом, абсорбер и генератор заменяют компрессор в цикле абсорбции пара. Абсорбент обеспечивает поток хладагента от абсорбера к генератору, абсорбируя его.

Еще одно важное различие между циклом сжатия пара и циклом абсорбции пара заключается в способе подачи энергии в систему.В системе сжатия пара подвод энергии осуществляется в виде механической работы электродвигателя, приводимого в действие электричеством. В системе поглощения пара подводимая энергия выражается в виде тепла. Это тепло может быть из-за избыточного пара от процесса или горячей воды. Тепло также может быть создано другими источниками, такими как природный газ, керосин, обогреватель и т. Д., Хотя эти источники используются только в небольших системах.

Абсорбционная система охлаждения

Простая абсорбционная система и как она работает?

1) Конденсатор: Как и в традиционном конденсаторе цикла сжатия пара, хладагент входит в конденсатор при высоком давлении и температуре и конденсируется.Конденсатор водяного охлаждения.

2) Расширительный клапан или дроссель: Когда хладагент проходит через расширительный клапан, его давление и температура внезапно снижаются. Затем этот хладагент (в данном случае аммиак) попадает в испаритель.

3) Испаритель: Хладагент при очень низком давлении и температуре поступает в испаритель и производит охлаждающий эффект. В цикле сжатия пара этот хладагент всасывается компрессором, но в цикле абсорбции пара этот хладагент течет в абсорбер, который действует как всасывающая часть цикла охлаждения.

4) Абсорбер: Абсорбер - это своего рода сосуд, состоящий из воды, которая действует как абсорбент, и ранее абсорбированного хладагента. Таким образом, абсорбер состоит из слабого раствора хладагента (в данном случае аммиака) и абсорбента (в данном случае воды). Когда аммиак из испарителя попадает в абсорбер, он абсорбируется абсорбентом, из-за чего давление внутри абсорбера снижается, что приводит к увеличению потока хладагента из испарителя в абсорбер.При высокой температуре вода поглощает меньше аммиака, поэтому она охлаждается внешним хладагентом, чтобы увеличить ее способность абсорбировать аммиак.

Как работает система охлаждения Absoption (продолжение)

Первоначальный поток хладагента из испарителя в абсорбер происходит из-за того, что давление пара хладагента-абсорбента в абсорбере ниже, чем давление пара хладагента в испарителе. Давление пара хладагента-абсорбента внутри абсорбента определяет давление на стороне низкого давления системы, а также температуру испарения хладагента внутри испарителя.Давление паров раствора хладагента и абсорбента зависит от природы абсорбента, его температуры и концентрации.

Когда хладагент, поступающий в абсорбер, абсорбируется абсорбентом, его объем уменьшается, поэтому происходит сжатие хладагента. Таким образом, абсорбер действует как всасывающая часть компрессора. В абсорбере также выделяется теплота абсорбции, которую отводит внешний хладагент.

5) Насос: Когда абсорбент абсорбирует хладагент, образуется крепкий раствор абсорбента хладагента (аммиак-вода).Этот раствор перекачивается насосом под высоким давлением в генератор. Таким образом насос увеличивает давление раствора примерно до 10 бар.

6) Генератор: Раствор хладагента и аммиака в генераторе нагревается от внешнего источника тепла. Это может быть пар, горячая вода или любой другой подходящий источник. Из-за нагревания температура раствора повышается. Хладагент в растворе испаряется, и он выходит из раствора под высоким давлением. Затем хладагент высокого давления и высокой температуры попадает в конденсатор, где он охлаждается хладагентом, затем попадает в расширительный клапан и, наконец, в испаритель, где он производит охлаждающий эффект.Затем этот хладагент снова абсорбируется слабым раствором в абсорбере.

Когда испарившийся хладагент покидает генератор, в нем остается слабый раствор. Этот раствор поступает в редукционный клапан, а затем обратно в абсорбер, где он готов для поглощения свежего хладагента. Таким образом, хладагент продолжает повторять цикл.

В генераторе повышается давление хладагента, поэтому оно считается эквивалентом компрессорной части компрессора.

Справочная информация и изображения любезно предоставлены

  1. Книга: Принципы охлаждения Роя Дж. Доссата, четвертое издание, Prentice Hall

Поглощение аммиака

Как это работает - Принцип работы систем абсорбции аммиака

Для охлаждения применена технология абсорбционных холодильных установок. уже более ста лет. На заводах сегодня используются самые современные технологии для проектирования, компоненты и стратегия управления, что, конечно же, повышает экономическую ценность и надежность растений значительно.

В охлаждающей машине хладагент испаряется при низкой температуре и низком давлении. Пар извлекается из испарителя, затем преобразуется в более высокое давление и сжижается в конденсаторе.

В компрессорной холодильной машине механический компрессор пар хладагента от более низкого давления испарения до более высокого давления конденсации. В Тепло конденсации, производимое в конденсаторе, рассеивается с помощью градирни, в то время как испаритель обеспечивает холодопроизводительность, забирая тепло при низкой температуре.
В абсорбционных холодильных установках (ARP ) это процесс реализуется с помощью схемы решения, которая служит тепловой компрессор. Жидкий абсорбент растворяет хладагент пар. Эта жидкость перекачивается в десорбер до уровня высокого давления. или генератор, где хладагент снова отделяется от жидкости решение. Это достигается путем нагрева раствора до кипения. так, чтобы хладагент испарился из раствора.Это отопление может осуществляться за счет сбросного тепла, пара или с помощью газовой или масляной горелки. Затем пары аммиака сжижаются в конденсаторе. В тепло конденсации, а также тепло поглощения необходимо отводить к атмосфере.

Основное отличие между цикл сжатия и абсорбции состоит в том, что для первого требуется механических энергия как движущая сила для компрессора и последний нуждается в тепловой энергии для десорбера и только небольшое количество (2% движущей энергии) электричество для жидкостного насоса.

В некоторых случаях полезно создавать ARP с несколькими стадии, например, когда температура движущей энергии не достаточно высокий (например, когда используется охлаждающая вода двигателя) или когда необходимо охлаждение на разных уровнях температуры.

Пароабсорбционный чиллер (VAM) - Принцип работы в деталях

Пароабсорбционный чиллер

Коммунальные услуги имеют решающее значение для промышленности, так как не все химические реакции происходят при температуре окружающей среды или температуре окружающей среды.Для обеспечения требуемой температуры для химической реакции и для других целей на химических предприятиях требуются инженерные сети. Эти устройства способствуют достижению требуемой химической температуры, т.е. высокой или низкой температуры для химических процессов. Помимо VAM, градирня также используется для понижения температуры охлаждающей воды. Ранее мы обсуждали типы градирен, в которые мы включали работу градирни. В этой статье мы подробно изучим работу пароабсорбционной машины / пароабсорбционного чиллера .

Различные типы коммунальных предприятий требуются для работы отраслей, и общие коммунальные услуги перечислены ниже

  1. Пар
  2. Горячая вода
  3. Охлаждающая вода
  4. Охлаждающая вода
  5. рассол
  6. Электричество и многое другое

В зависимости от требований к температуре используются различные устройства, и сегодня в этой статье мы узнаем, как производить охлажденную воду с помощью абсорбционного чиллера, известного также как чиллер VAM.

Прежде чем мы изучим и поймем работу пароабсорбционной машины, нам нужно обновить газовый закон, то есть закон Гей-Люссака, который также известен как закон давления и температуры .

Этот закон гласит, что давление данного количества газа, удерживаемого в постоянном объеме, прямо пропорционально температуре Кельвина.

Давление ∝ Температура

Пояснение - Это означает, что если давление в системе увеличивается, температура системы также увеличивается.


Что такое пароабсорбционная машина?

Пароабсорбционная машина (VAM), также известная как паропоглощающий чиллер , предназначена для производства охлажденной воды с использованием источника тепла, такого как пар, горячая вода и топливный газ. это звучит странно, т. е. из ствола получается охлажденная вода, но да, это возможно. Это самые простые слова, которыми можно описать VAM.

В пароабсорбционной машине в основном два отсека и четыре других отсека

Основные два отсека паропоглощающего чиллера :

  1. Сторона низкого давления
  2. Сторона высокого давления

Эти два основных компонента снова подразделяются на две части, как показано ниже.

# 1 Сторона низкого давления
1) Испаритель
2) Абсорбер

# 2 Сторона высокого давления
1) Генератор
2) Конденсатор

Рабочий материал в паропоглощающем агрегате

чиллер
  • Хладагент - DM Вода (деминерализованная вода)
  • Абсорбент (соль) - Бромид лития (LiBr)

Хладагент: - Хладагент пароабсорбционной машины - чистая (дистиллированная) вода. Водяной хладагент циркулирует по замкнутому контуру.

Кипение воды - это изменение давления и температуры

Например,

1. Уровень моря
Температура 100 ° C
Давление 760 мм рт. Ст.

2. Высотная вершина Эвереста
Температура 70 ° C
Давление 525 мм рт. Ст.

3. В вакууме
Температура 3,7 ° C
Давление 6 мм рт. Ст.

Абсорбент

Абсорбентом пароабсорбционной машины является бромид лития (LiBr). LiBr - это химикат, привлекательный для воды, что означает, что он имеет большое сродство к воде.Чем выше концентрация и ниже его температура, тем сильнее поглощающая способность. LiBr - нетоксичный водный раствор, но очень агрессивен в присутствии кислорода. LiBr оказывает коррозионное воздействие на металлы в присутствии кислорода, но, поскольку абсорбционный охладитель представляет собой вакуумный сосуд, в котором почти нет кислорода, он не повредит МОС машины.

Химические характеристики LiBNr следующие

  • Химическая формула: Li Br
  • Молекулярный вес: 86.856
  • Компонент: Li = 7,99% / Br = 92,01%
  • Удельный вес: 3,464 при 25 ° C)
  • Точка плавления: 549 ° C
  • Точка кипения: 1265 ° C
    Подробнее о LiBr на странице Бромистого лития Википедия стр.

Как работает пароабсорбционная машина

Подробно дано описание основных частей абсорбционного чиллера на основе бромида лития .

Блок-схема пароабсорбционной машины / абсорбционный чиллер бромистого лития

Сторона низкого давления

1.Испаритель

Функция испарителя заключается в охлаждении воды, протекающей через змеевик. В испарителе поддерживается вакуум около 6 мм рт.ст., до которого вода хладагента закипает при температуре около 4 ° C.
Вода, поскольку хладагент входит в испарители при очень низком давлении и температуре. поскольку внутри испарителя поддерживается очень низкое давление. Этот водяной хладагент поглощает тепло охлаждаемого вещества и полностью испаряется, а затем попадает в абсорбер.

2.Абсорбер

Функция абсорбера заключается в поддержании давления в испарителе в вакууме за счет поглощения паров хладагента, испарившихся в испарителе.

Концентрированный раствор бромида лития находится в абсорбере, поскольку вода хорошо растворяется в растворе бромида лития, а затем превращается в образовавшийся разбавленный LiBr. Этот раствор перекачивается в генератор

.

А пока можете ознакомиться с расчетом эффективности градирни

Сторона высокого давления

1.Генератор

Функция генератора заключается в обогащении раствора LiBr до его исходной концентрации. По мере того, как раствор бромида лития истощается, эффект поглощения паров хладагента уменьшается. Разбавленный раствор абсорбента LiBr поступает в генератор, чтобы восстановить его концентрацию. Это сосуд, в котором разбавленный раствор абсорбента нагревается паром, горячей водой или прямым газом. Разбавленный раствор выделяет пары хладагента и становится концентрированным раствором

Горячий концентрированный раствор, который теперь вновь обрел способность поглощать больше хладагента, возвращается обратно в абсорбер.

2. Конденсатор

Конденсатор предназначен для охлаждения и сжижения паров хладагента, выходящих из генератора.

Горячий пар хладагента, покидающий регенератор, проходит через сепараторы или сепаратор в конденсатор, охлаждающая вода из градирни циркулирует через конденсатор, отводя тепло от пара хладагента. Этот пар конденсируется в жидкий хладагент, где он проходит через редукционный клапан в испаритель, работающий под вакуумом.

Этот цикл повторяется непрерывно, бромид лития, с другой стороны, покидает генератор и снова входит в абсорбер для поглощения водяного хладагента.

Преимущества пароабсорбционного чиллера

  1. Поскольку это простой теплообменник, работающий при разном давлении, он относительно дешевле и надежен, а также требует очень небольших затрат на обслуживание и эксплуатацию.
  2. Работает на экологически чистом хладагенте вместо CFC, который отрицательно влияет на озоновый слой.
  3. Поскольку в нем нет движущихся частей, что делает его свободным от шума и вибрации.
  4. Все операции полностью автоматизированы, что требует минимального вмешательства человека и упрощает процесс

Получите профессиональные знания о промышленной безопасности… !!!

Завершение

Это была подробная статья о работе пароабсорбционного чиллера (VAM) , и надеюсь, вы поняли принцип работы пароабсорбционного чиллера , который также известен как абсорбционный чиллер на основе бромида лития . Если у вас есть какие-либо сомнения относительно системы абсорбции пара, не стесняйтесь использовать раздел комментариев, мы поможем с вашей путаницей.Мы затронули различные темы химической инженерии, такие как деаэратор и его типы. Мало того, мы также осветили статьи, связанные с промышленной безопасностью, например, пожарный треугольник. Прочтите их, и если вы хотите, чтобы мы затронули какую-либо конкретную тему, сообщите нам об этом в разделе комментариев.

Как работают абсорбционные чиллеры | EnergyLink

В отличие от обычных чиллеров, абсорбционные чиллеры используют сбор отработанного тепла от других процессов или оборудования для управления термодинамическим процессом, который позволяет охлаждать воду и распределять ее для нужд ОВК.Вместо обычных хладагентов вода обычно смешивается либо с аммиаком, либо с бромидом лития, и бромид лития является более распространенным, поскольку он не токсичен.

Хотите знать ваши варианты? См. Три типа абсорбционных чиллеров здесь>

Основные рекомендации по установке абсорбционного чиллера

Преимущество абсорбционных чиллеров

состоит в том, что они не оснащены электрическими компрессорами, что означает, что они могут обеспечить значительную холодопроизводительность объекта, не увеличивая пиковую потребность в электроэнергии.Основное соображение, которое необходимо принять во внимание при оценке применимости таких чиллеров, заключается в том, что для их работы требуется большой и постоянный поток отработанного тепла. Наиболее очевидными кандидатами являются промышленные производственные предприятия, но в других условиях, например в университетских кампусах, крупных больничных комплексах или крупных отелях, часто существует значительная возможность извлечь выгоду из установки абсорбционного чиллера.

Каковы преимущества использования абсорбционных чиллеров?

  1. Хладагенты, используемые в основном в абсорбционных чиллерах, не способствуют глобальному потеплению и разрушению озонового слоя.
  2. Абсорбционный чиллер может снизить затраты на электроэнергию, горячую воду, отопление и охлаждение для объекта.
  3. Из-за отсутствия компрессоров в машине шум и вибрация в здании значительно снижены, обеспечивая тихую среду с высокой надежностью.
  4. Абсорбционный чиллер почти полностью работает за счет тепла, которое уже теряется.
  5. Он не потребляет электроэнергию для производства охлажденной воды и тепла.
  6. Для системы аварийного резервного питания не потребуется почти такой же мощности.

Наука, лежащая в основе абсорбционных чиллеров

Абсорбционный чиллер обычно имеет конденсатор, генератор, испаритель, абсорбер и теплообменник. Сначала в абсорбере хранится хладагент или вода, смешанная с бромидом лития. Он будет прокачиваться через теплообменник и поступать в резервуар генератора в верхней части чиллера. Тепло, выделяемое снаружи, или отработанный пар, собираемый из других систем в здании, поступает в генератор чиллера.Бромид лития и вода будут разделены при нагревании. Вода постепенно превращается в пар и поднимается вверх, где находится конденсатор, а бромид лития опускается вниз.

Бромид лития пройдет по трубе и потечет обратно в абсорбер, откуда он изначально начался. Затем пар в конденсаторе наверху проходит через градирню. В трубе градирни давление воздуха ниже, чем в конденсаторе. Таким образом, пар снова становится водой при понижении давления воздуха.Затем холодная вода поступает в испаритель и ожидает повторного смешивания с бромидом лития в абсорбере.

Короче говоря, абсорбционный чиллер охлаждает воду за счет резкого изменения давления. Когда вода в генераторе нагревается, давление воздуха высокое. Вода выделяет тепло и превращается в пар. Затем по трубе пар поступает в испаритель, где давление воздуха низкое. Затем пар остынет и сразу же снова станет холодной водой. Наружная температура упадет, поскольку пар поглощает тепло и превращается в воду.

Вода испаряется и уносит все нежелательное тепло. Затем, проходя через градирню, пар охлаждается в среде с низким давлением и снова становится водой. Когда вода смешивается с бромидом лития в абсорбере, они снова готовы пройти через теплообменник и уносят с собой больше нежелательного тепла.

Во время работы абсорбционный чиллер производит охлажденную воду, потребляя при этом лишь небольшое количество электроэнергии для работы насосов.И он будет продолжать отводить тепло из здания по мере прохождения цикла нагрева и охлаждения.

Как установить абсорбционный чиллер

Лучше всего работать с подрядчиком, который имеет опыт работы со сложными системами, такими как абсорбционные чиллеры. EnergyLink может помочь вам спроектировать, построить и профинансировать абсорбционную охлаждающую систему, которая имеет экономический смысл для вашей организации с хорошим и понятным путем к получению разумной рентабельности инвестиций. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о способах финансирования абсорбционных чиллеров>

Абсорбционная система

- обзор

Absorption Step

Рабочие данные для четырех абсорбционных систем заводов, использующих процесс Cominco, представлены в Таблице 7-25.Наблюдаемая эффективность удаления диоксида серы варьируется от 85 до 97%. Степень удаления диоксида серы, достижимая в системе этого типа, очевидно, зависит от большого числа переменных. Главными из них являются

Таблица 7-25. Рабочие данные технологического абсорбера Cominco

scfm
Факторы завода Свинцовый агрегат для агломерации, газ Завод по обжигу цинка, газ, газовый кислотный завод Объем газа 902-Mathieson Acid, объем газа
150 000 20 000 (средн.) 50 000–60 000
Сырьевой газ,% SO 2 0.75 5,5 1,0 0,9
Остаточный газ,% SO 2 0,10 <0,2 0,08 0,03
SO 900 раствор. 2 / л 500 400–550
Скорость газа (поверхностная), фут / с 4,0 1,7 2,9
Число ступеней в серии 3 4 1 2
Высота упаковки на ступень, фут. 17 17 25
Прибл. скорость циркуляции, галлонов в минуту:
1-я ступень ** 1,200–1,500 450 1,000
2-я ступень 1,200–1,500 900 9027 ***
Стадия 3 600–800450
Стадия 4450
SO 2 Эффективность удаления276 976 85279 92 97

* За единицу.

1.

Высота (и тип) насадки на каждой ступени

2.

Количество ступеней

3.

Скорость циркуляции раствора на каждой ступени

4.

Расход газа

5.

Состав раствора (по аммиаку и диоксиду серы) на каждой стадии

6.

Температура

В все поглотители, описанные в Таблице 7-25.Упаковка газопоглотителей свинцово-агломерационной и цинковой обжиговой установки описана (Онтарио, 1947) как 2 на 6 дюймов. доски на краю, на расстоянии 2 дюйма друг от друга, причем каждый слой расположен под прямым углом к ​​слою под ним. С интервалом 2 на 8 дюймов. доски используются вместо 2х6 дюймов. доски так, чтобы чередующиеся слои находились на расстоянии около 2 дюймов друг от друга, обеспечивая боковой поток газа.

Водный раствор аммиака с концентрацией приблизительно 30% используется в качестве подпитки в поглотителях Trail. При использовании нескольких стадий абсорбции добавка свежего аммиака разделяется таким образом, чтобы часть поступала в циркулирующий поток каждой колонны для поддержания надлежащего pH для оптимальной абсорбции с минимальными потерями аммиака.Значения pH раствора в различных абсорбционных единицах варьируются от примерно 4,1 до 5,4. Нижний показатель соответствует самому богатому раствору в отношении диоксида серы; он циркулирует в первой ступени установки для обжига цинка и контактирует с газом, содержащим 5,5% диоксида серы. PH растворов на последних ступенях (по отношению к газу) абсорбционных систем Trail составляет приблизительно 5,1 для агрегата свинцово-агломерационной установки, 5,2 для установки обжига цинка и 5,4 для колонны предварительной обработки кислотной установки (одиночная сцена).

Температуры абсорбции должны поддерживаться как можно более низкими, чтобы минимизировать потери аммиака и поддерживать благоприятное равновесие для абсорбции диоксида серы. Теплота реакции удаляется из блоков абсорбции диоксида серы, обрабатывающих плавильные газы, путем пропускания циркулирующих потоков раствора через охладители с алюминиевыми трубками, так что конечная температура контакта с газом не превышает примерно 35 ° C (95 ° F). Регулирование температуры значительно упрощается для абсорберов, работающих с остаточным газом кислотных заводов, поскольку этот газовый поток настолько сухой, что испарение воды до его насыщения обеспечивает достаточное охлаждение, если газ не содержит более примерно 1% диоксида серы.Тепловой баланс для типичного случая представлен Берджессом (1956) и основан на следующей общей теплоте реакции абсорбции диоксида серы в циркулирующем растворе, к которому добавлен 28% раствор аммиака:

(7-71) SO2 (г) + Nh4 (28% вод. реакция 7-71 приблизительно равна теплоте, необходимой для испарения воды в пар при 25 ° C (77 ° F), если предположить, что равновесие достигается по отношению к воде, и что давление пара воды над раствором составляет примерно 80% чистой воды.

Берджесс (1956) указывает на важность подачи чистого газа в абсорбер для минимизации потерь аммиака. Присутствие кислотного тумана в газовом потоке от установок H 2 SO 4 может вызвать образование аэрозоля сульфата аммония, который не улавливается раствором скруббера, и может привести к десятикратному увеличению потерь аммиака.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *