Холодильники абсорбционного типа
Абсорбционные бытовые холодильники предназначены для кратковременного хранения скоропортящихся пищевых продуктов и получения пищевого льда. Промышленность выпускает абсорбционные холодильники объемом 30—200 дм? и потребляемой мощностью от 50 до 200 Вт.
Особенностью холодильников абсорбционного типа является бесшумность работы, отсутствие запорных вентилей и движущихся частей. Однако поскольку нагреватель постоянно включен в электросеть, эксплуатация абсорбционного электрохолодилькика обходится дороже компрессионного, включающегося в сеть периодически.
Разработаны и серийно выпускаются двухкамерные холодильники, создающие холод в низкотемпературном отделении до минус 18 °С. Эти холодильники имеют высокие эксплуатационные данные.
Свое название абсорбционные холодильники получили от процесса абсорбции, т. е. поглощения жидким или твердым поглотителем паров хладагента, образующихся в испарителе. Хладагентом в абсорбционных холодильниках служит аммиак NHS. Пары аммиака поглощаются водой с образованием при этом водоаммиачного раствора. Холод получается за счет кипения холодильного агента.
Компонентами раствора в холодильном агрегате абсорбционного холодильника являются: хладагент — аммиак, абсорбент — бидистиллят воды, ингибитор — двухромовокислый натрий, инертный газ — водород. Количество водоаммиачного раствора для заполнения холодильного агрегата составляет 730—800 см8, концентрация аммиака в водоаммиачном растворе 34—36 % (по массе).
Агрегат наполнен водоаммиачным раствором и водородом. Давление внутри агрегата 1500—2000 кПа. Водород инертен и не вступает Б химическую реакцию с аммиаком.
Холодильный агрегат абсорбционно-диффузионного действия выполнен из бесшовных труб, соединенных газовой сваркой,
Назначение основных частей холодильного агрегата следующее!
генератор 9 выработка аммиачного пара и подъем слабого раствора на высоту слива в абсорбер;
конденсатор 1 — конденсация аммиачного пара;
испаритель 3 — испарение жидкого аммиака G образованием колода;
абсорбер // — поглощение пара аммиака водоаммиачным раствором (процесс абсорбции).
Холодильный агрегат с одним испарителем работает следующим образом. Водоаммиачный раствор циркулирует в холодильном агрегате по замкнутому контуру, изменяя в абсорбере и генераторе свою концентрацию. Крепкий раствор имеет повышенную концентрацию аммиака, слабый — низкую концентрацию.
В ресивере 14 находится крепкий раствор. Из ресивера крепкий раствор поступает в генератор 9, в котором кипит с выделением преимущественно аммиачного пара, в результате чего концентрация аммиака в растворе падает и раствор из крепкого превращается в слабый. Слабый раствор поступает в абсорбер, где поглощает пар аммиака, поступающий из испарителя, и превращается в крепкий раствор, который стекает в ресивер.
Генератор работает следующим образом. Крепкий раствор из ресивера 14 поступает во внутреннюю трубку жидкостного теплообменника 17, где нагревается горячим слабым раствором, циркулирующим в межтрубном пространстве. Из жидкостного теплообменника подогретый крепкий раствор поступает в регенератор 16, где поглощает тепло проходящего через регенератор горячего пара, в результате чего раствор нагревается еще сильнее. Из регенератора крепкий раствор поступает в кипятильник-термосифон 10, где в результате поглощения тепла электронагревателя 15 происходит кипение раствора с образованием большой части водоаммиачного пара. Образующаяся парожидкостная смесь в силу разности гидравлических напоров поднимается по кипятильнику-термосифону. После выхода из кипятильника-термосифона водоаммиачный пар через регенератор поступает в воздушный ректификатор 2, а слабый раствор через напорную трубку и ЖИДКОСТНЫЙ теплообменник поступает в абсорбер. В результате того, что вода имеет более высокую температуру конденсации, в воздушном ректификаторе происходит конденсация водяного пара и из ректификатора в конденсатор поступает практически чистый аммиачный пар.
Конденсатор выполнен в виде двух труб с общим оребрением. Аммиачный пар, непрерывно поступающий в конденсатор, вытесняет о пуда водород, в результате чего парциальное, давление аммиачного пара становится примерно равным общему давлению в холодильном агрегате. В конденсаторе происходит конденсация аммиачного пара с выделением тепла. Жидкий аммиак охлаждается холодной парогазовой смесью, выходящей из испарителя' в газовом теплообменнике 7, после чего поступает в испаритель.
Испаритель выполнен из труб с насаженными пластинами. В испарителе жидкий аммиак испаряется, поглощая тепло холодильной камеры.
Для удаления пара аммиака из испарителя парогазовая смесь циркулирует в холодильном агрегате по замкнутому контуру. При этом доля аммиачного пара в парогазовой смеси меняется.
Богатая парогазовая смесь имеет большое количество пара аммиака. Бедная парогазовая смесь имеет малое количество пара аммиака. Циркуляция парогазовой смеси происходит вследствие разности удельных весов бедной и богатой парогазовой смеси. Богатая парогазовая смесь опускается из верхней ветви испарителя через вертикальный теплообменник 5 в нижнюю ветку испарителя 6, затем через газовый и газожидкостный 8 теплообменники в ресивер. С ресивера он поступает в абсорбер. В абсорбере, выполненном в виде змеевика, значительная часть пара аммиака поглощается водоаммиачным раствором. Процесс абсорбции происходит с выделением тепла. Богатая парогазовая смесь превращается в бедную, которая поступает в межтрубное пространство газового теплообменника. В нем бедная парогазовая смесь охлаждается холодной богатой парогазовой смесью, выходящей из испарителя, в котором бедная парогазовая смесь вновь насыщается испарившимся аммиаком, превращаясь в богатую.
Слабый раствор перед поступлением в- абсорбер предварительно охлаждается в газожидкостном теплообменнике.
Холодопроизводительность агрегата абсорбционно-диффузионного действия равна 23—34 Вт.
Электрооборудование холодильника состоит из электронагревателя, терморегулятора, колодки зажимок, светильника с выключателем к соединительных проаодов.
Электронагреватель представляет собой спираль из нихромовой проволоки с нанизанными на нее фарфоровыми втулками, вставленную в специальную металлическую гильзу. Свободное пространство между втулками спирали и внутренней поверхностью гильзы заполнено сухим кварцевым песком, С одной стороны гильзы наглухо закрыты. В открытую часть гильзы вложен нагревательный элемент, располагающийся по всей ее длине. Через колпачок с отверстиями концы спирали, изолированные фарфоровыми бусами, выведены из металлической гильзы.
Система регулирования температуры в абсорбционных холодильниках может быть неавтоматической и автоматической. В первом случае, когда электронагреватель рассчитан на несколько ступеней мощности, регулировка температуры производится путем включения нагревателя на большую или меньшую мощность,
В холодильниках последних выпусков применяется прерывистый режим работы холодильного агрегата с постоянной мощностью электронагревателя. Благодаря использованию инерционной способности холодильного цикла удалось снизить суточный расход электроэнергии и повысить срок службы электронагревателя. В электрическую цепь холодильника включен терморегулятор, отключающий электронагреватель при достижении в камере заданной температуры. Естественно, что при такой цикличной работе холодильного агрегата температура в камере постоянной быть не может и определенный средний уровень ее может поддерживаться только средствами автоматики. Применяют терморегуляторы с соответствующей настройкой температурной характеристики.
