Принцип действия абсорбционного холодильника.

Назначение, преимущества и недостатки холодильников абсорбционного типа

Холодильников абсорбционного типа предназначены для хранения пищевых продуктов в охлажденном и замороженном состоянии, охлаждения напитков и получения в небольшом ко-иичестве пищевого льда. Отечественной промышленностью осво­ен выпуск абсорбционных холодильников полезным объемом 30...210 дм³ и потребляемой мощностью 60... 200 Вт.

Для холодильников данного типа характерны бесшумная рабо­та и отсутствие движущихся частей, увеличивающее их долговеч­ность по сравнению с компрессионными холодильниками.

В то же время абсорбционные холодильники уступают ком­прессионным по ряду показателей:

• энергозатраты при эксплуатации абсорбционных холодиль­ников выше вследствие постоянного или цикличного включения электронагревателя;

• их холодопроизводительность значительно ниже, чем у ком­прессионных;

• продолжительность процесса охлаждения до получения отри­цательной температуры в испарителе больше, чем у компресси­онных холодильников.

В последнее время разработаны новые модели абсорбционных холодильников с агрегатом, которые обеспечивают более низкую температуру в низкотемпературном отделении. Так, у холодиль­ника «Кристалл-9» она равна -18 "С.

Понятие процеса абсорбции.

Холодильники абсорбционного типа получили свое название от происходящего в них процесса абсорбции, т.е. поглощения жидким или твердым веществом паров хладагента, образующихся в испарителе. Хладагентом служит аммиак. Его пары поглощаются нодой с образованием водоаммиачного раствора.

Аммиак (NН₃) — бесцветный газ с очень резким характерным запахом, легко растворяющийся в воде. Раствор имеет щелочную

реакцию.; На этом основан весьма простой способ обнаружения утечки газообразного аммиака из системы холодильного агрегата (аппарата): смоченная водой лакмусовая бумажка в парах, содер­жащих аммиак, синеет.

Компонентами раствора для заполнения холодильного агрега­та являются хладагент R717 — аммиак, абсорбент — бидистиллят йоды, ингибитор — двухромовокислый натрий, инертный газ — нодород. Агрегат наполнен водоаммиачным раствором и водоро­дом под давлением 1,47... 1,96 МПа. Раствор приготовляют, сме­шивая аммиак с дистиллированной водой двойной перегонки. Его объем в агрегате составляет 350...750 см³, массовая концентрация аммиака в растворе — 34...36%.

Для предохранения внутренней поверхности труб холодильно­го агрегата от коррозии в водоаммиачный раствор вводят хромат натрия (№₂СЮ₄) в количестве примерно 1...2 % массы раствора.

Холодильный агрегат расположен на задней стенке холодиль­ного шкафа, испаритель — внутри холодильной камеры. Агрегат выполнен из стали, по отношению к которой аммиак инертен.

В бытовых холодильниках используют холодильные агрегаты абсорбционно-диффузионного действия, холодопроизводитель-ность которых составляет 23,3...34,9 Вт.

3. Составные части холодильного агрегата абсорбционного типа. Агрегат изготавлива­ют из бесшовных труб, соединяемых газовой сваркой. Его основ­ными узлами являются:

• кипятильник (выработка аммиачного пара и подъем раствора с низкой концентрацией аммиака на высоту слива в абсорбер);

• конденсатор (конденсация паров аммиака);

• испаритель (испарение жидкого аммиака с поглощением теп­ла, вызывающим охлаждение);

• абсорбер (поглощение пара аммиака водоаммиачным раство­ром — абсорбция);

• электронагреватель (нагрев водоаммиачного раствора в кипя­тильнике).

Принцип действия абсорбционного холодильника.

Принцип действия холодильной машины абсорбционного типа заключается в следующем. Концентрированный водоаммиачный раствор постоянно нагревается в кипятильнике 1 (рис. 2.9) до тем­пературы кипения каким-либо источником тепла (электрическим, газовым и т.д.). Так как температура кипения хладагента значи­тельно ниже температуры кипения растворителя (абсорбента), то в процессе выпаривания концентрированного раствора из кипя­тильника выходят пары с высоким содержанием хладагента и не­большим количеством растворителя. На пути к конденсатору они проходят через специальный теплообменный аппарат (дефлегма­тор 2), в котором частично конденсируются. Образовавшийся кон­денсат стекает в раствор с низкой концентрацией аммиака, выхо­дящий из кипятильника, а пары с большей концентрацией хладагента

поступают в конденсатор 3. Высококонцентрированный жид­кий хладагент переходит из

Рис. 2.9. Холодильный агрегат абсорбционного типа:

1 —кипятильник; 2 — дефлегматор; 3 — конденсатор;

4 — испаритель; 5 — абсорбер; -»— концентрированный
раствор; ---> — раствор с низкой концентрацией хладагента;

> — » — пары хладагента; >---жидкий хладагент

конденсатора в испаритель 4, где закипает при отрицательной температуре, отбирая тепло из холо­дильной камеры. Раствор с низкой концентрацией хладагента из кипятильника поступает в абсорбер 5 и охлаждается за счет теплообмена с окружающей средой до температуры, при которой начинается абсорбция. Выходящие из испарителя пары хладагента, перемещаясь навстречу потоку охлажденного раствора, также до­стигают абсорбера, здесь происходит поглощение (абсорбция) па­ров данным раствором. При этом в окружающую среду выделяется некоторое количество теплоты абсорбции (смешения). Образовавшийся в абсорбере концентрированный раствор подается с помощью термонасоса в кипятильник.

Циркуляция раствора и хладагента осуществляется непрерывно, пока работают кипятильник и термонасос, обогреваемые од­ним источником тепла. Таким образом, в абсорбционном холодильном агрегате непрерывного действия всасывающим компонентом механического компрессора служит абсорбер, а нагнетательным — термонасос.

Электронагреватель холодильного агрегата представляет со­бой нихромовую проволоку диаметром 0,25 мм из сплава Х20Н80-Н-1-0,25, завитую в спираль с нанизанными на нее фар­форовыми втулками и вставленную в металлическую гильзу, для изготовления которой использована труба. Свободное пространство между втулками спирали и внутренней поверхностью гильзы заполнено песком. Концы спирали присоединены к переключателю мощности или терморегулятору.

В зависимости от объема холодильника электронагреватели раз­личаются по мощности, количеству ступеней (1, 2 или 3) и на­пряжению.

Система регулирования температуры в абсорбционных холодиль­никах может быть ручной и автоматической. В первом случае, ког­да электронагреватель рассчитан на несколько ступеней мощнос­ти, регулировка температуры производится самим владельцем пу­тем переключения нагревателя на большую или меньшую мощность, а в газовых холодильниках — ручкой регулятора расхода газа.

В холодильниках новых моделей с электронагревателем посто­янной мощности применяется прерывистый (цикличный) режим работы. В электрическую цепь холодильника введен терморегуля­тор, отключающий нагреватель при достижении в камере задан­ной температуры. Благодаря использованию инерционной способ­ности холодильного цикла удается существенно снизить суточ­ный расход электроэнергии и повысить срок службы нагревателя, естественно, что при цикличной работе холодильного агрегата гемпература в камере непостоянна, и ее определенный средний уровень может поддерживаться только средствами автоматики.

В холодильниках применяют терморегуляторы АРТ-2А или 1-110 (Т-120) разных модификаций с соответствующей настрой­кой температурной характеристики.