Схема и принцип работы абсорбционной ХМ

Абсорбционные холодильные установки работают с затратой теплоты. Рабочим телом в абсорбционной холодильной ма­шине является раствор двух пол­ностью растворимых друг в друге веществ с резко различными темпе­ратурами кипения. Температура кипения бинарного (двойного) раст­вора при данном давлении зависит от концентрации раствора. Водоаммиачный раствор, например, при концентрации аммиака x = 0 (чи­стая вода) имеет при атмосферном давлении, равном 100 кПа, темпера­туру кипения 99,64°С, а при x = 100% (чистый аммиак) его тем­пература кипения равна —33,4°С. Для промежуточных значений кон­центраций температуры кипения при давлении 100 кПа лежат в ука­занном интервале.

Фазовая диаграмма состояния бинарного раствора изображена на рис. 25.7.

Здесь точки 1 и 2 харак­теризуют температуры кипения чи­стых компонентов. Кривая 1А2 по­казывает состав кипящего жидкого раствора, а верхняя кривая 1В2 — состав равновесного с ним насы­щенного пара.

Если состояние кипящей жидко­сти изображается точкой А на кри­вой 1А2, тогда состояние пара, на­ходящегося с ней в равновесии, ха­рактеризуется точкой В на кривой 1В2, т. е. при кипении раствора концентрации x₁ образуется пар, имеющий по сравнению с исходным раствором более высокую концент­рацию легкокипящего компонента, равную x₂. Из раствора выпарива­ется тот компонент, который при данном давлении имеет меньшую температуру кипения. Процесс вы­паривания является эндотермиче­ским, т. е. протекает с затратой теп­лоты, и, наоборот, процесс погло­щения компонента раствором явля­ется экзотермическим.

Абсорбционная холодильная ус­тановка состоит из следующих эле­ментов (рис. 25.8): испарителя И, конденсатора КД, абсорбера Аб,ки­пятильника КП, насоса Н и дрос­сельных вентилей РВ1 и РВ2.

Основные элементы установки — ки­пятильник с конденсатором и аб­сорбером — предназначены для не­прерывного воспроизводства жид­кости высокой концентрации, посту­пающей затем в испаритель на па­рообразование, и жидкости низкой концентрации, служащей для аб­сорбции (поглощения) концентри­рованного пара.

В кипятильнике при p_к = соnst происходит выпаривание из раство­ра компонента за счет подводимой теплоты q₁. Пар направляется в конденсатор, где, отдавая теплоту -охлаждающей среде (воде), кон­денсируется также при p_к = соnst. При этом образуется жидкость с высокой концентрацией аммиака. В регулирующем вентиле РВ2 дав­ление этого легкокипящего компо­нента снижается до давления в аб­сорбере (р_а<р_k). С этим давле­нием жидкость поступает в испари­тель и, отбирая теплоту q₂, перехо­дит в пар. Пар направляется в аб­сорбер, где поглощается раствором; выделяющаяся при этом теплота отводится охлаждающей водой. Чтобы не было изменения концент­рации растворов в кипятильнике x_к и абсорбере x_а (xа>xк) вследствие выпаривания компонента в первом и поглощения его во втором, часть обогащенного легкокипящим компо­нентом раствора из абсорбера пере­качивается насосом в кипятильник, а из последнего часть обедненного раствора через дроссель РВ1 на­правляется в абсорбер.

Полезным эффектом работы аб­сорбционной установки является теплота q₂, воспринятая в испари­теле. Для получения этого эффекта в установке затрачивается теплота q₁, подводимая в кипятильнике.

Степень эффективности абсорб­ционных машин в отличие от других холодильных установок характери­зуют тепловым коэффициентом w_a=q₂/q₁.

Поиск по сайту: