Абсорционные холодильные машины

Абсорбционная холодильная машина (также абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина,абсорбционный чиллер или АБХМ) — промышленная холодильная установка, предназначена для отбора и удаления избыточного тепла и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов при работе различного рода производственного оборудования, технологических устройств, инструмента, оснастки, а также технологических процессов, связанных с повышенными тепловыми нагрузками. В качестве абсорбента в них используются различные растворы, например, бромида лития (LiBr) в воде.

К абсорбционным холодильным машинам относятся так же аммиачные холодильные установки абсорбционного принципа действия.

История создания АБХМ[править | править вики-текст]

· Первое документированное использование искусственного охлаждения в 1756 году было осуществлено английским учёным Вильямом Калленом[1]

· Способность концентрированной серной кислоты поглощать (абсорбировать) водяной пар впервые была замечена Геральдом Найрне в 1777 году.

· В 1810 году Джоном Лесли создана первая искусственная ледоделка на основе поглощения сернистого газа водой.

· В 1834 году английским врачом Джейкобом Перкинсом (Jacob Perkins (англ.)) (1766—1844) была построена холодильная машина с использованием насоса (компрессора) на диэтиловом эфире.

· Французским учёным Фердинандом Карре (Ferdinand Carre (фр.)) (1824—1900) и его братом Эдмондом Карре (Edmond Carre) в 1846 году была изобретена аммиачная абсорбционная холодильная машина. Несмотря на то, что его способ был очень удачным, об изобретении забыли на несколько десятилетий.

· В 1871 году была построена машина, работающая на метиловом эфире.

· В 1850 году Эдмонд Карре создал абсорбционную машину на воде и концентрированной серной кислоте.

· В 1923 году австралийцем Эдвардом Халлстромом изобретён оригинальный аммиачный абсорбционный холодильник упрощённой конструкции — Icy Ball (англ. ледяной шар).

· В 1926 году физики Альберт Эйнштейн и Лео Силард изобретают так называемый холодильник Эйнштейна, который был запатентован в США 11 ноября 1930 года[2].

· В начале XX века в Москве была открыта фирма, которая предлагала всем желающим агрегат под названием «Эскимо». Данный агрегат был изготовлен по принципу, предложенному Фердинадом Карре. При своих больших габаритах, агрегат не издавал громкого шума и был универсальным. Для работы необходимы были уголь, дрова, керосин или спирт. Один цикл работы «Эскимо» позволял получить 12 кг льда.

· Применение абсорбции в промышленном кондиционировании началось в конце 1950-х годов.

· В 1985 году были разработана и запатентована более эффективная АБХМ — трёхступенчатая абсорбционная холодильная машина с тремя конденсаторами и тремя генераторами.

· В 1993 году был запатентован альтернативный цикл трёхступенчатой абсорбционной холодильной машины с двойным конденсатором[3].



Типы абсорбционных охладителей[править | править вики-текст]

Тип АБХМ Источник тепла Мощность
Охладители прямого нагрева (Direct-fired Chiller/heaters) Природный газ, дизельное топливо, отходящие дымовые газы. По холоду от 17 кВт до 12 МВт, по теплу — от 17 кВт до 8 МВт.
Охладители парового нагрева (Steam-fired chillers) Пар с температурой 75-200°С По холоду от 200 кВт до 15 МВт.
Охладители нагрева горячей водой (Hot water-fired chillers) Горячая вода с температурой 75-95°С на входе/до 65°С на выходе) По холоду от 105 кВт до 12 МВт.
Охладители нагрева выхлопными газами (Exhaust-fired chillers/heaters) Выхлопные газы с температурой 250—600°С на входе/до 150°С на выходе По холоду от 200 кВт до 12 МВт.

Принцип действия[править | править вики-текст]

На представленной схеме Бромид-Литиевой абсорбционной холодильной машины охладитель состоит из двух камер.

· Верхняя — генератор (AT). Это горячая камера с относительно высоким давлением.

· Нижняя — испаритель (VD) и абсорбер (AB). Это холодная камера с очень низким давлением (2мБар).

Под действием тепла (HM) в генераторе из раствора бромида лития выделяются пары воды (хладагента), которые переносятся в конденсатор. Водяной пар конденсируется, отдавая тепло воде охлаждающего контура KüW. Охлажденная вода по линии 5 поступает в испаритель, где при низком давлении закипает при температуре +6 °C и забирает тепло от охлаждаемого контурачиллер-фанкойл (KW). Насос VD прокачивает воду на форсунки, что способствует более интенсивному теплообмену. В других типах АБХМ охлаждаемый контур не обрызгивается, а погружается в ванну хладагента.

Оставшийся концентрированный раствор бромида лития по линии 1-2 через растворный теплообменник/гидравлический затворWT1 переходит в абсорбер. Для улучшения абсорбции раствор разбрызгивается форсунками и поглощает водяной пар из испарителя. Процесс абсорбции связан с выделением теплоты, которая отводится охлаждающим контуром KüW в абсорбере АВ. Полученный раствор воды и бромида лития перекачивается по линии 3-4 в генератор через регулятор/теплообменник WT1, и цикл повторяется снова.

Преимущества[править | править вики-текст]

По сравнению с компрессионными холодильниками, АБХМ обладают следующими преимуществами:

· Минимальное потребление электроэнергии. Электроэнергия требуется для работы насосов и автоматики.

· Минимальный уровень шума.

· Экологически безопасны. Хладагентом является обычная вода.

· Утилизируют тепловую энергию сбрасываемой горячей воды, дымовых газов или производственных процессов.

· Длительный срок службы (не менее 20 лет).

· Полную автоматизацию.

· Пожаро- и взрывобезопасность.

· Абсорбционные машины не подведомственны Ростехнадзору.

Недостатки[править | править вики-текст]

Абсорбционные охладители, по сравнению с компрессионными охладителями отличает:

· Более высокая цена оборудования, примерно в 2 раза выше чем цена обычного охладителя.

· Необходимость наличия дешевого (бесплатного) источника тепловой энергии с достаточно высокой температурой.

· Относительно низкая энергетическая эффективность — тепловой коэффициент (отношение подведенной тепловой энергий к полученному холоду), равный 0,65-0,8 — для одноступенчатых машин, и 1—1,42 — для двухступенчатых машин.

· Существенно больший вес, чем у обычного охладителя.

· Необходимость использовать открытые охладители — градирни, что увеличивает водопотребление системы.




214554824.html
21554824.html
215554824.html
216554824.html
217554824.html
    PR.RU™