Войти
Абсорбционный холодильник - это холодильник, в котором используется источник тепла (например, солнечная энергия, пламя, работающее на ископаемом топливе, отработанное тепло заводов или системы централизованного теплоснабжения ) для обеспечения энергией, необходимой для запуска процесса охлаждения. В системе используются два хладагента, первый из которых выполняет испарительное охлаждение, а затем поглощается вторым хладагентом; тепло необходимо для возврата двух охлаждающих жидкостей в их исходное состояние. Этот принцип также может быть использован для кондиционирования зданий с использованием отработанного тепла от газовой турбины или водонагревателя. Использование отработанного тепла газовой турбины делает турбину очень эффективной, поскольку она сначала производит электричество, затем горячую воду и, наконец, кондиционирование воздуха - тригенерацию. Абсорбционные холодильники обычно используются в транспортных средствах для отдыха (RVs), туристах и караванах, потому что они могут работать на пропановом топливе, а не на электричестве. В отличие от более распространенных парокомпрессионных холодильных систем, абсорбционный холодильник может быть изготовлен без движущихся частей, кроме хладагентов.
В первые годы двадцатого века цикл абсорбции пара с использованием водно-аммиачных систем был популярен и широко использовался, но после его развития в цикле сжатия пара он потерял большую часть своей важности из-за своего низкого коэффициента полезного действия (примерно одна пятая от коэффициента сжатия пара). Абсорбционные холодильники - популярная альтернатива обычным компрессорным холодильникам, где электричество ненадежно, дорого или недоступно, где шум от компрессора вызывает проблемы или где имеется избыточное тепло (например, от выхлопных газов турбин или промышленных процессов, или от солнечных станций).
Абсорбционное охлаждение было изобретено французским ученым Фердинандом Карре в 1858 году. В первоначальной конструкции использовались вода и серная кислота. В 1922 году Бальцар фон Платен и Карл Мунтерс, еще будучи студентами Королевского технологического института в Стокгольме, Швеция, усовершенствовала принцип с помощью трехжидкостной конфигурации. Эта конструкция "Platen-Munters" может работать без насоса.
Коммерческое производство началось в 1923 году недавно образованной компанией AB Arctic, которая была куплена Electrolux в 1925 году. В 1960-х годах абсорбционное охлаждение пережило ренессанс из-за значительного спроса на холодильники для караваны (туристические трейлеры). AB Electrolux учредила дочернюю компанию в США под названием Dometic Sales Corporation. Компания продавала холодильники для автофургонов (внедорожников) под торговой маркой Dometic. В 2001 году Electrolux продала большую часть своей линейки товаров для отдыха венчурной компании EQT, которая создала Dometic как отдельную компанию.
В 1926 году Альберт Эйнштейн и его бывший ученик Лео Сцилард предложили альтернативную конструкцию, известную как холодильник Эйнштейна. На конференции TED в 2007 г. представил свое исследование новой, очень маленькой, «периодической абсорбции» холодильного агрегата для вакцины, предназначенного для использования в странах третьего мира. Холодильник представляет собой небольшой блок, устанавливаемый над костром, который впоследствии можно использовать для охлаждения 15 литров воды до температуры чуть выше нуля в течение 24 часов при температуре окружающей среды 30 ° C.
Общие В абсорбционных холодильниках используется хладагент с очень низкой точкой кипения (менее -18 ° C (0 ° F)), как и в компрессорных холодильниках. В компрессионных холодильниках обычно используется ГХФУ или ГФУ, в абсорбционных холодильниках обычно используется аммиак или вода, и требуется как минимум вторая жидкость, способная абсорбируйте охлаждающую жидкость, абсорбент, соответственно воду (для аммиака) или рассол (для воды). Оба типа используют испарительное охлаждение : когда хладагент испаряется (закипает), он забирает с собой тепло, обеспечивая охлаждающий эффект. Основное различие между двумя системами заключается в том, как хладагент превращается из газа обратно в жидкость, чтобы цикл мог повторяться. Абсорбционный холодильник превращает газ обратно в жидкость, используя метод, который требует только тепла и не имеет движущихся частей, кроме жидкостей.
Цикл абсорбционного охлаждения можно описать в три этапа:
Таким образом, система бесшумно обеспечивает механическую циркуляцию жидкости без обычного насоса. Третью жидкость, газообразную, обычно добавляют, чтобы избежать проблем с давлением при конденсации (см. Ниже).
Для сравнения, в компрессорном холодильнике используется компрессор, обычно приводимый в действие либо от электрического двигателя, либо от двигателя внутреннего сгорания, для увеличения давления на газообразный хладагент. Образующийся горячий газ под высоким давлением конденсируется в жидкую форму путем охлаждения в теплообменнике («конденсаторе»), который подвергается воздействию внешней среды (обычно воздуха в помещении). Конденсированный хладагент, теперь имеющий температуру, близкую к температуре окружающей среды, но при более высоком давлении, затем проходит через отверстие или дроссельный клапан в секцию испарителя. Дроссельная заслонка или дроссельная заслонка создают перепад давления между секцией конденсатора высокого давления и секцией испарителя низкого давления. Более низкое давление в секции испарителя позволяет жидкому хладагенту испаряться, который поглощает тепло из пищевого отделения холодильника. Теперь испарившийся хладагент возвращается в компрессор для повторения цикла.
Простая абсорбционная холодильная система, распространенная на крупных промышленных предприятиях, использует раствор бромида лития или соли хлорида лития и вода. Вода под низким давлением испаряется из охлаждаемых змеевиков. Вода абсорбируется водным раствором бромида лития. Система отводит воду из раствора бромида лития с помощью тепла.
В другом варианте используется воздух, вода и раствор соленой воды. Забор теплый влажный воздух проходит через распыленный раствор соленой воды. Спрей снижает влажность, но существенно не меняет температуру. Менее влажный теплый воздух затем проходит через испарительный охладитель , состоящий из струи пресной воды, которая охлаждает и повторно увлажняет воздух. Влажность удаляется из охлажденного воздуха с помощью еще одной струи солевого раствора, обеспечивающей выход прохладного и сухого воздуха.
Солевой раствор регенерируется путем его нагревания под низким давлением, в результате чего вода испаряется. Вода, испарившаяся из солевого раствора, повторно конденсируется и направляется обратно в испарительный охладитель.
Абсорбционный холодильник с одинарным давлением использует преимущество того факта, что скорость испарения жидкости зависит от парциального давления пара над жидкостью и возрастает. с более низким парциальным давлением. Имея одинаковое общее давление во всей системе, холодильник поддерживает низкое парциальное давление хладагента (следовательно, высокую скорость испарения) в той части системы, которая отводит тепло из низкотемпературной внутренней части холодильника, но поддерживает хладагент. при высоком парциальном давлении (следовательно, низкой скорости испарения) в той части системы, которая отводит тепло в воздух с температурой окружающей среды за пределы холодильника.
В холодильнике используются три вещества: аммиак, водород газ и вода. Цикл замкнут, весь водород, вода и аммиак собираются и бесконечно повторно используются. В системе создается давление, при котором точка кипения аммиака выше, чем температура змеевика конденсатора (змеевика, который передает тепло воздуху за пределами холодильника, будучи более горячим, чем внешний воздух). Это давление обычно составляет 14–2 ° С. 16 атм, при котором точка росы аммиака будет около 35 ° C (95 ° F).
Цикл охлаждения начинается с подачи жидкого аммиака комнатной температуры в испаритель. Объем испарителя больше объема жидкости, а избыточное пространство занято смесью газообразного аммиака и водорода. Присутствие водорода снижает парциальное давление газообразного аммиака, тем самым понижая температуру жидкости ниже температуры внутри холодильника. Аммиак испаряется, забирая у жидкости небольшое количество тепла и понижая температуру жидкости. Он продолжает испаряться, в то время как большая энтальпия парообразования (тепло) течет из более теплого внутреннего пространства холодильника в более холодный жидкий аммиак, а затем в большее количество газообразного аммиака.
На следующих двух этапах газообразный аммиак отделяется от водорода, чтобы его можно было повторно использовать.
Чистый аммиак затем газ поступает в конденсатор. В этом теплообменнике горячий газообразный аммиак передает свое тепло наружному воздуху, температура которого ниже точки кипения аммиака полного давления, и поэтому конденсируется. Конденсированный (жидкий) аммиак стекает вниз, чтобы смешаться с газообразным водородом, выделяющимся на стадии абсорбции, повторяя цикл.
