Что такое абсорбционный холодильник
Для чего нужны абсорбционные холодильники
Холодильник стал непременным атрибутом каждой хорошо оборудованной кухни. Его правильный выбор влияет на качество потребляемых продуктов и на комфортную кулинарную деятельность женщин. Существует несколько типов холодильных камер, по-разному ведущих себя во время эксплуатации. Наиболее известными являются компрессорные холодильники. Чем же отличаются от них абсорбционные?
Отличие абсорбционного холодильника от компрессорного
Основное отличие абсорбционной холодильной камеры от компрессорной состоит в том, что в ней нет компрессора. Поэтому холодильники абсорбционного типа (без движущихся устройств) не шумят и редко ломаются. Это обеспечивает как плюсы, так и минусы данного вида устройств. В компрессионном холодильнике чаще всего ломается компрессор. Их можно починить, заменив вышедший из строя компонент. Абсорбционные холодильники ломаются гораздо реже. Но если такой агрегат вышел из строя, починить его невозможно.
Холодильник для автодома
Из чего состоит абсорбционный модуль?
Абсорбционный тип предполагает движение хладагента по холодильной системе, которое происходит в связи с растворением аммиака в водной массе.
Основными частями абсорбционной холодильной камеры являются:
Холодильный агрегат холодильника
Эти устройства соединяются трубами и собираются в замкнутую схему. Принципиальная схема холодильника, работающего по абсорбционному методу, изображена ниже.
Принцип действия абсорбционного холодильного модуля
Принцип работы абсорбционного холодильника состоит в следующем. Генератор обеспечивает кипение аммиачной смеси, которая в парообразном виде поступает в конденсатор. Неиспользованная водоаммиачная низко концентрированная смесь проникает в абсорбер, там ее насыщают аммиаком.
Пары аммиачного хладагента получает конденсатор. В нем происходит кипение аммиака и преобразование его из парообразного состояния в жидкое. Жидкообразный аммиак при помощи вентиля направляется в испаритель.
Этот процесс обеспечивает забор тепла под действием испарителя и отдачу его во внешнее пространство конденсатором. Генератор является нагнетательным компонентом схемы абсорбционного холодильника, а абсорбер выполняет всасывание аммиака.
В отличие от компрессионного холодильника, в абсорбционном имеется 2 цепи прохождения хладагента. Большая цепь обеспечивает работу системы, по малой цепи проходит водоаммиачная жидкость разной степени насыщенности.
Недостатки абсорбционного холодильника
Существенные недостатки описываемого устройства состоят в следующем:
Недостатком является и ядовитые свойства аммиака. Из-за них холодильные камеры редко применяются частными лицами в быту.
Холодильник для автодома
Области применения абсорбционной холодильной техники
Популярность приобрели абсорбционные холодильники на газу Морозко. Они не требуют подключения к электричеству. Такой агрегат можно поставить в дачном домике, когда нет возможности подключиться к электричеству. Есть возможность приобрести автомобильный холодильник на газу.
Автомобильный абсорбционный холодильник сохранит низкую температуру в камере даже жарким летом. Автомобильные мини холодильники помогут во время длительного путешествия. Газовый мини холодильник Морозко любят брать в дорогу водители дальнобойщики.
Холодильник на пропане
Газовый абсорбционный холодильник своими руками умелец, при строгом соблюдении техники безопасности, может сделать на основе другой абсорбционной техники и газового нагревательного модуля. Остальным автолюбителям лучше купить его в магазине.
Абсорбционный холодильник принцип работы
Абсорбционный холодильник: принцип работы
Абсорбционный холодильник
Принцип работы бескомпрессорных аппаратов схож с парокомпрессионными по линии низкого давления.
В зоне высокого давления в качестве рабочего вещества применяются абсорберы.
В зависимости от типа абсорбера такие машины могут быть водно-аммиачные или бромисто-литиевые.
После испарителя пары хладагента поступают в абсорбер, где они поглощаются рабочим веществом (раствором аммиака в воде или раствором бромистого лития).
Выделившаяся при этом теплота сбрасывается в окружающую среду (в помещение кухни), а концентрированный раствор термонасосом закачивается в кипятильник, где происходит его нагрев.
Так как температура кипения хладагента на порядок ниже, в кипятильнике выпаривается только абсорбер, хоть и частично.
Принцип действия абсорбционного холодильника
Холодильников абсорбционного типа предназначены для хранения пищевых продуктов в охлажденном и замороженном состоянии, охлаждения напитков и получения в небольшом количестве пищевого льда.
Для холодильников данного типа характерны бесшумная работа и отсутствие движущихся частей, увеличивающее их долговечность по сравнению с компрессионными холодильниками.
Понятие процесса 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.
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 работы абсорбционного холодильника
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.
Рис. 2.9. Холодильный агрегат абсорбционного типа:
>—» — пары хладагента; >— жидкий хладагент
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.
Принцип работы автомобильных холодильников абсорбционного типа
Действие автохолодильников абсорбционного типа основывается на постоянной циркуляции холодильного агента — аммиачного раствора, его попеременном охлаждении/нагревании.
Раствор поступает в испаритель камеры, охлаждая ее.
Поскольку температура кипения аммиака ниже, чем у воды, он испаряется за счет тепла, которое было получено при охлаждении.
После чего происходит поглощение его паров водой, затем жидким раствором вновь начинается очередной цикл.
Циркуляция идет непрерывно: абсорбер при этом осуществляет функцию всасывания, а термонасос – нагнетания.
Конструктивные особенности автохолодильников данного типа обуславливают объем в 20-150 литров.
Данные устройства достаточно экономичны, работать могут от прикуривателя и от газа.
Как недостатки автомобильных абсорбционных холодильников можно отметить их относительно большой вес наряду с определенной чувствительностью – если аппарат не будет находиться в правильном вертикальном положении, может нарушиться циркуляция хладагента.
Все об абсорбционных холодильниках
В нашей стране абсорбционный тип холодильников до сих пор представлен слабо, хотя за рубежом такая техника пользуется спросом. Немногие модели, прибывающие для продажи в Россию уже сейчас, могут оказаться интересными для потребителя. В этом руководстве мы расскажем об особенностях абсорбционных автохолодильников и подскажем, на что обращать внимание перед покупкой.
Назначение абсорбционного автохолодильника
Абсорбционный автохолодильник призван поддерживать низкую температуру пищевых продуктов, уберегая их от преждевременной порчи. На нем также лежит функция охлаждения пищи и напитков, если те принято употреблять в холодном виде. В западных странах такая техника часто используется автомобилистами для безопасной транспортировки пищи в машине. Вместительная модель, имеющая возможность питаться от розетки, может применяться в качестве основного дачного холодильника.
Типы абсорбционных автохолодильников
Подобное оборудование является лишь подклассом охладительной техники, но предполагает еще более глубокую классификацию.
Первый критерий – используемые источники тепла.
Охлаждение осуществляется в результате нагрева водоаммиачной смеси, нагревать ее может как непосредственно огонь от дизельного топлива или природного газа, так и разогретый им пар или вода (75-200 и 75-95 градусов соответственно). Особой популярностью пользуются электрические модели, где нагрев воды происходит с помощью металлических нагревательных элементов.
Автохолодильники могут быть стационарными и переносными.
Стационарные модели имеют значительные габариты и массу, а также не оборудованы удобными для транспортировки ручками, однако оснащаются вилками для розетки 220В и применяются за пределами автомобиля.
Переносные заточены под постоянное перемещение, потому ориентируются на работу от газового баллона или прикуривателя.
По типу конструкции и способам установки классифицируются только стационарные модели. Выделяют напольные, настенные и встроенные разновидности.
Принцип работы абсорбционного холодильника
Рассматривать механизм действия такого оборудования стоит на примере аммиачной смеси в роли хладагента – ее чаще всего используют в автохолодильниках.
Смесь закипает в генераторе и в виде пара добирается до конденсатора. Остатки смеси, из которой выкипела большая часть аммиака, попадают в абсорбер, где насыщаются аммиаком повторно. Тем временем образовавшиеся пары аммиака попадают в конденсатор и там превращаются снова в жидкость, направляясь в испаритель. Благодаря описанной схеме хладагент забирает тепло из внутренностей холодильника и выбрасывает его во внешнее пространство при попадании в конденсатор.
В абсорбционном механизме хладагент движется сразу по двум цепям. Более крупная цепь узлов обеспечивает работу всего механизма, в ее прохождении участвует газообразный и жидкий аммиак, а также водоаммиачная смесь. Малая цепь предназначена для восстановления в смеси должного процента содержания аммиака.
Основные элементы
Механизм абсорбционного холодильника состоит из следующих обязательных узлов.
Используемые хладагенты
В примере принципа работы в качестве хладагента упоминается аммиак, однако это не единственный, а лишь наиболее распространенный вариант охлаждающего вещества.
С точки зрения физики все хладагенты работают примерно одинаково, но у каждого есть свои нюансы использования. В первых прообразах холодильников хладагентами были сернистый ангидрид, метиловый эфир и все тот же аммиак, но только последний сохранил в урезанном виде свою роль до нашего времени – перечисленные вещества имеют крайне неприятный запах и токсичны для человека.
В 1930-ых годах появились хлорфторуглероды, также известные как фреоны, на полвека именно они стали главным хладагентом. В 80-ых годах прошлого века ученые пришли к выводу, что фреоны разрушают озоновый слой атмосферы и способствуют глобальному потеплению, потому в 1987 году было принято решение об их постепенном выведении из использования. Вместо них предложили озонобезопасные гидрофторуглеродные соединения, но они стоят дорого и не отличаются высокой эффективностью, потому фреоны могут использоваться и сейчас.
Современные холодильники работают на пропане, этилене, пропилене или изобутане. Развивается использование экологически безопасных углеводородов, диоксидов углерода и азота. Упор во всех современных хладагентах делается на безопасность, но их недостатки – завышенные цены в сравнении с КПД.
Отличия абсорбционных холодильников
Абсорбционный автохолодильник радикально отличается от привычного компрессорного или термоэлектрического.
От компрессорных
У абсорбционного механизма нет компрессора – именно эта движущаяся деталь издает характерный шум в процессе работы и чаще всего ломается. Преимущество тихого и долговечного абсорбционного холодильника может считаться также и недостатком: у компрессорных моделей замена сломавшегося компрессора не представляет сложности, а абсорбционный вариант ломается редко, но ремонту не подлежит.
Абсорбционный механизм замораживает продукты медленнее компрессорного. В условиях автомобиля он боится тряски и ударов даже больше, чем его компрессионный “собрат”.
От термоэлектрических
Общее у двух типов холодильников – отсутствие движущихся и дребезжащих частей, оба отличаются тихой работой (термоэлектрический вариант даже тише) и крайне редкими поломками. При этом термоэлектрическое устройство вообще не использует жидких хладагентов – носителем тепла здесь фактически выступает электричество, циркулирующее между внутренним и наружным блоками.
Термоэлектрические модели хороши тем, что, в отличие от абсорбционных, не боятся тряски и ударов, могут работать даже в перевернутом виде. При этом устройство потребляет много электроэнергии, а охлаждает слабо, работает преимущественно с уже охлажденными продуктами, чья температура будет просто поддерживаться, и в этом плане абсорбционный аппарат выигрывает. В то же время у термоэлектрических моделей есть уникальная в масштабах холодильников функция – они могут не только охлаждать, но и нагревать продукты (сохранять их в теплом состоянии).
Преимущества и недостатки
Абсорбционные холодильники не являются наиболее востребованными, потому нужно взвесить преимущества и недостатки перед покупкой.
Преимущества
Недостатки
Основные области применения
Абсорбционные холодильники непереборчивы в источниках питания – агрегат может быть запитан и от стационарной розетки, и от бортовой системы автомобиля, и от газового баллона. Это позволяет использовать устройство где угодно, в том числе в походных условиях – прямо в автомобиле. На пятилитровом баллоне автохолодильник небольшой емкости и мощности работает месяц, потому он пользуется спросом среди часто путешествующих людей.
Использование абсорбционных холодильников актуально в дачных условиях, когда хозяева появляются наездами и не хранят много пищи. Устройство также уместно во всех регионах, где электроснабжение имеет нестабильный характер – благодаря альтернативному источнику нагрева в виде того же газового баллона гарантируется бесперебойное охлаждение продуктов.
Заключение
Абсорбционный холодильник на аммиаке и его отличия от компрессорного
Топ-3 лучших абсорбционных холодильника в автомобиль
Место | Модель | ||
1. | Colku XC-42G | Цены | Обзор |
2. | Dometic Combicool RF60 | Цены | Обзор |
3. | Camping World Unicool DeLuxe 42 L | Цены | Обзор |
Типичный абсорбционный холодильник на аммиаке
Для чего нужны абсорбционные холодильники
Эти бытовые приборы предназначены для получения пищевого льда или хранения скоропортящихся съестных припасов в течение небольшого времени. Низкая температура продуктов, которые находятся в абсорбционном холодильнике, не дает им испортиться раньше положенного срока. Агрегат морозит напитки и пищу. В ряде стран такие холодильники используют водители, чтобы было безопаснее перевозить еду в машине. Они востребованы в домах, где хозяева проживают периодически.
Отличие абсорбционного холодильника от компрессорного
У холодильника на аммиаке отсутствует компрессор, поэтому при работе он не издает шума. Такие модели, в отличие от компрессорных, редко выходят из строя.
Если произошла поломка, то устранить ее не получится.
В отличие от компрессорных в холодильнике без компрессора на получение минусовой температуры уходит намного больше времени. Такие приборы уступают и по другим показателям. У них ниже производительность холода, а энергетические затраты выше. Это объясняется тем, что происходит постоянное либо циклическое включение электронагревателя.
Основные составляющие абсорбционного холодильника
Такой агрегат состоит из:
В генератор поступает водоаммиачная смесь, которая там нагревается. Благодаря конденсатору в окружающую среду отдается большое количество тепла. Если поднести руку за аммиачный холодильник, чувствуется что теплообменник конденсатора теплый. Таким способом проверяют, работает он либо нет.
Абсорбер снабжен водной охладительной системой, он отвечает за наполнение аммиаком обедненного водоаммиачного раствора. Испарительный блок, находится вблизи охлаждаемых камер. Он предназначен для испарения аммиака. Вентилями регулируют подачу газа от одного узла к другому. Процесс должен быть выполнен в правильной последовательности и дозировке. При помощи насоса из абсорбера в генератор нагнетают перенасыщенный раствор аммиака.
Рейтинг лучших абсорбционных холодильников в автомобиль 2019 — 2020 годов
Colku XC-42G (42л)
низкий уровень энергопотребления;
Dometic Combicool RF60
низкий уровень энергопотребления;
Camping World Unicool DeLuxe 42 L
быстро набирает температуру;
поддерживает заданную температуру на протяжении 10-12 дней.
Принцип действия абсорбционного холодильника
Принцип работы абсорбционного холодильника чаще объясняют на примере агрегатов с использованием аммиачной смеси. В генераторе происходит закипание водоаммиачной смеси, которая в паровом состоянии достигает конденсатора. В оставшейся ее части аммиака сохраняется мало. Эти остатки поступают в абсорбер. В нем происходит повторное насыщение аммиаком. А образовавшиеся аммиачные пары проникают в конденсатор, превращаясь опять в жидкость, которая затем направляется в испаритель.
Согласно схеме, хладагент из внутренних частей холодильника забирает тепло, которое потом при поступлении в конденсатор выпускается во внешнюю среду. Движение хладагента в абсорбционном механизме осуществляется одновременно по двум цепям. По крупной проходит водоаммиачная смесь, а также жидкий и газообразный аммиак. Эта цепь обеспечивает функционирование всего устройства. В малой цепи происходит восстановление в смеси необходимого количества аммиака.
Достоинства и недостатки абсорбционного холодильника
К главным преимуществам относится:
Если в холодильник положить большое количество не остывших продуктов, он выйдет из нагревательного режима.
Области применения абсорбционной холодильной техники
Во многих странах этот тип холодильного агрегата пользуется спросом. В российских домах они практически не встречаются, к тому же их выбор не всегда оправдан. Поэтому перед покупкой следует тщательно взвесить все плюсы и минусы.
Холодильники абсорбционного типа
1. Общие сведения
Бытовые холодильники абсорбционного типа предназначены для кратковременного хранения скоропортящихся пищевых продуктов и получения пищевого льда.
Отечественная промышленность выпускает абсорбционные холодильники объемом от 3О до 200 дм3 (л) и потребляемой мощностью от 75 до 200 Вт (табл. 1.).
Таблица 1. Технические характеристики холодильников абсорбционного типа.
Холодильник | Общий объем, дм3 | Объем низко-температурного отделения, С | Температура в низко-температурном отделении, °С | Расход электроэнергии при средней температуре в холодильной камере 5°С | |
---|---|---|---|---|---|
при температуре окружающей среды 32°С, кВт*ч/сут | при температуре окружающей среды 25°С, кВт*ч/сут | ||||
«Морозко-3М» АМ-30 | 30,6 | − | − | 1,7 | 1,4 |
«Морозко-4» АШ-30 | 30 | 2,5 | -6 | 1,45 | − |
«Морозко-5» АШ-50 | 50 | 2,5 | -6 | 1,45 | − |
«Ладога-40М» АШ-40 (бар) | 40 | − | − | 1,8 | 1,5 |
«Спутник» АШ-60 (бар) | 60 | − | − | 1,89 | 1,7 |
«Ладога-4» АШ-80 | 80 | 5,6 | -6 | 2,4 | 1,8 |
«Иней» АШ-120 | 120 | 10 | -6 | 2,99 | 2,6 |
«Кристалл-4» АШ-120 | 120 | 15 | -6 | 3 | 2 |
«Кристалл-9» АШД-200П | 213 | 31 | -18 | 4,5 | 3,5 |
«Кристалл-9М» АШД-200П | 213 | 31 | -18 | 3,2 | 2,3 |
«Кристалл-12» АШД-250П | 260 | 50 | -18 | 3,1 | 2 |
Таблица 1. (продолжение)
Холодильник | Потребляемая мощность, Вт | Габаритные размеры, мм | Масса, кг |
---|---|---|---|
«Морозко-3М» АМ-30 | 75 | 580х420х445 | 19,4 |
«Морозко-4» АШ-30 | 60 | 450х400х405 | 15 |
«Морозко-5» АШ-50 | 75 | 650х400х405 | 21 |
«Ладога-40М» АШ-40 (бар) | 75 | 800х1140х432 | 60 |
«Спутник» АШ-60 (бар) | 90 | вертикальный вариант 1000х500х600; горизонтальный вариант 850х1000х600 | 90 |
«Ладога-4» АШ-80 | 100 | 980х550х580 | 46 |
«Иней» АШ-120 | 123 | 1100х560х610 | 60 |
«Кристалл-4» АШ-120 | 125 | 1060х570х650 | 53,5 |
«Кристалл-9» АШД-200П | 200 | 1320х570х600 | 58 |
«Кристалл-9М» АШД-200П | 130 | 1320х570х600 | 60 |
«Кристалл-12» АШД-250П | 200 | 1600х580х600 | 68 |
Особенностью холодильников абсорбционного типа является бесшумность работы, отсутствие запорных вентилей и движущихся частей, что увеличивает его долговечность.
Однако по сравнению с компрессионными холодильниками абсорбционные имеют ряд недостатков. Поскольку нагреватель постоянно или циклично включен в электросеть, эксплуатация абсорбционного электрохолодильника обходится дороже компрессионного, включающегося в сеть периодически.
Производительность абсорбционных холодильников значительно ниже компрессионных, процесс охлаждения и получения низкой (минусовой) температуры в абсорбционных холодильниках протекает значительно медленнее и достигаемая температура значительно дольше, чем в компрессионных холодильниках.
В последнее время разработаны новые модели абсорбционных холодильников с агрегатом, который создает более низкие температуры в низкотемпературном отделении. Так, в низкотемпературном отделении холодильника «Кристалл-9» температура минус 18 °С.
Свое название холодильники абсорбционного типа получили от происходящего в них процесса абсорбции, т.е. поглощения жидким или твердым поглотителем паров хладагента, образующихся в испарителе. Хладагентом служит аммиак. Пары аммиака поглощаются водой с образованием при этом водоаммиачного раствора.
Аммиак (NНз) — бесцветный газ с очень резким характерным запахом, легко растворятся в воде. Раствор имеет щелочную реакцию, на этом основан весьма простой способ обнаружения утечки из системы хладоагрегата газообразного аммиака: посинение смоченной водой лакмусовой бумажки в парах, содержащих аммиак.
Компонентами раствора для заполнения холодильного агрегата являются: хладагент — аммиак, абсорбент — бидистиллят воды, ингибитор — двухромовокислый натрий, инертный газ — водород. Количество водоаммиачного раствора для заполнения холодильного агрегата составляет 350-750 см3, концентрация аммиака в водоаммиачном растворе 4-36% (по массе).
Агрегат наполнен водоаммиачным раствором и водородом под давлением 1,47-1,96 МПа. Водород инертен и не вступает в химическую реакцию с аммиаком.
Назначение водорода — создание противодавления аммиачному пару. Водород подается в конденсатор с меньшим давлением, чем давление аммиачного пара до его конденсации.
Для предохранения внутренней поверхности труб холодильного агрегата от коррозии в раствор вводят хромат натрия ( Na2 CrO4 ) в количестве примерно 2% массы заряда. Водоаммиачный раствор приготовляют, смешивая аммиак с дистиллированной водой двойной перегонки.
Холодильный агрегат расположен на задней стенке холодильного шкафа, испаритель — внутри холодильной камеры.
Холодопроизводительность агрегата абсорбционно-диффузионного типа 20-30 ккал/ч.
2. Холодильный агрегат
Принцип работы холодильного агрегата абсорбционного типа заключается в следующем. Концентрированный раствор постоянно нагревается в кипятильнике 1 (рис. 1.) до температуры кипения каким-либо источником тепла (электрическим, газовым и т.д.).
Рис. 1. Схема холодильного агрегата абсорбционного типа:
1 — кипятильник: | 4 — испаритель; |
2 — дефлегматор: | 5 — абсорбер |
3 — конденсатор: |
Так как температура кипения хладагента значительно ниже температуры кипения растворителя абсорбента), то в процессе выпаривания концентрированного раствора из кипятильника выходят концентрированные пары хладагента с небольшим количеством растворителя. На пути движения к конденсатору концентрированные пары хладагента проходят специальный теплообменный аппарат (дефлегматор 2), в котором происходит частичная конденсация концентрированных паров. При этом образовавшийся конденсат стекает в слабый раствор, входящий из кипятильника, а более концентрированные пары хладагента поступают в конденсатор 3. Высококонцентрированный жидкий хладагент из конденсатора поступает в испаритель 4, где он закипает при отрицательной температуре, отбирая тепло из холодильной камеры. Слабый раствор из кипятильника поступает в абсорбер 5 и охлаждается окружающей средой до температуры начала абсорбции. Выходящие из испарителя пары хладагента также поступают в абсорбер навстречу движущемуся охлажденному слабому раствору. В абсорбере происходит процесс поглощения (абсорбции) паров хладагента слабым раствором. При этом выделяется некоторое количество теплоты абсорбции (смешения) в окружающую среду Образовавшийся в абсорбере концентрированный раствор термонасосом передается 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 роль всасывающей части механического компрессора выполняется абсорбером, а нагнетательной —термонасосом.
Для повышения эффективности холодильного цикла абсорбционной холодильной машины используют также теплообменники жидкостные и паровые, которые сокращают непроизводительные потери тепла.
а) | Рис. 2. Электронагреватель: а — устройство: 1 — металлическая гильза; 2 — нихромовая спираль; 3 — песок; 4 — втулка спирали; 5 — фарфоровые бусы; б — схема включения Электронагреватель холодильного агрегата изготовлен из нихромовой проволоки сплава Х20Н80-Н-1-0.25, 0 0,25, завитой в спираль 2 (рис. 2, а) с нанизанными на нее фарфоровыми втулками 4. Спираль вставлена в металлическую гильзу 1, изготовленную из трубы. Свободное пространство между втулками спирали и внутренней поверхностью гильзы заполнено песком 3. Длина гильзы 200-250 мм, диаметр 20-25 мм. С одной стороны гильза наглухо закрыта. В открытую часть гильзы вложен нагревательный элемент, располагающийся на участке длиной 150 мм, от краев гильзы он находится на расстоянии 5 мм. Через колпачок с отверстиями концы спирали, изолированные фарфоровыми бусами 5, выведены из металлической гильзы. Концы спирали присоединяются к переключателю мощности или к терморегулятору. В зависимости от объема холодильника электронагреватели различаются до мощности, количеству ступеней — 1,2 или 3 (рис. 2, б), а также по напряжению. Так, одноступенчатый электронагреватель холодильника «Кристалл-4» имеет мощность 125 Вт; двухступенчатый электронагреватель в двухкамерном холодильнике «Кристалл-9» имеет две ступени мощностей — 200 и 70 Вт. В холодильниках старых моделей устанавливались двух — и трехсекционные нагреватели, рассчитанные соответственно на два или три, переключения мощности. 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 включения нагревателя на большую или меньшую мощность, а в газовых холодильниках — ручкой регулятора расхода газа. В холодильниках новых моделей применяется прерывистый (цикличный) режим работы с постоянной мощностью электронагревателя. Благодаря использованию инерционной способности холодильного цикла удалось существенно 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. В холодильниках применяют терморегуляторы АРТ-2А или Т-110 (Т-120) разных модификаций с соответствующей настройкой температурной характеристики. Терморегулятор работает следующим образом. При достижении температуры на испарителе ниже определенной величины в капиллярной трубке терморегулятора, закрепленой на испарителе, происходит конденсация хладона, в результате чего давление пара хладона падает и контакты терморегулятора размыкаются. При этом электронагреватель отключается от сети. При повышении температуры на испарителе жидкий хладон, находящийся в капиллярной трубке терморегулятора, начинает испаряться. Давление пара хладона достигает величины, при которой контакты терморегулятора вновь замыкаются. При замыкании контактов терморегулятора электронагреватель потребляет электроэнергию и холодильный агрегат работает. Температура на испарителе вновь начинает понижаться. 3. Принцип работыХолодильный агрегат холодильника «Морозко-ЗМ» (рис. 3) абсорбционно-диффузионного действия представляет собой систему цельнотянутых стальных труб, герметично закрытую, без движущихся частей и в работе абсолютно бесшумную. Рис. 3. Холодильный агрегат холодильника «Морозко-ЗМ»:
Наполненный водоаммиачным раствором и водородом агрегат работает в течение всего срока службы. Благодаря присутствию в холодильном агрегате инертного газа общее давление системы поддерживается одинаковым во всех частях, а после зарядки составляет примерно 42 МПа. Это позволяет обеспечить необходимую циркуляцию внутри труб с помощью термосифона — трубки малого диаметра, подогреваемой в нижней части электронагревателем. Генератор и электронагреватель закрыты металлическим кожухом, внутри которого проложена термоизоляция 15 из стекловолокна. Концентрированный водоаммиачный раствор с начальной концентрацией около 35% подогревается электронагревателем 14 в термосифоне 10 генератора 9 до температуры 55-175 °С. Образующаяся при кипении парожидкостная смесь поднимается по термосифону, так как удельный вес ее становится меньше, чем удельный вес крепкого раствора в сборнике 2, с которым сообщается термосифон. После выхода из термосифона от парожидкостной смеси отделяется водоаммиачный пар, а слабый водоаммиачный раствор поступает через трубку 12 слабого раствора и теплообменник растворов в верхнюю часть абсорбера 4. Водоаммиачный пар через пароотводящую трубку 13 поступает в регенератор 11, а затем проходит через дефлегматор 6 в конденсатор 7. В результате охлаждения концентрированным раствором в регенераторе 11 достигается повышение концентрации пара без потерь тепла. Дополнительное охлаждение пара окружающим воздухом, образование флегмы с целью максимального повышения концентрации пара и отделения от него воды происходит в дефлегматоре 6. Аммиачный пар поступает в конденсатор 7, а флегма — в регенератор 11. Процесс дефлегмации в холодильных агрегатах абсорбционного типа происходит на выходе из генератора, когда пары аммиака, имеющие примесь паров воды, охлаждаются окружающим воздухом. При этом флегма (концентрированный раствор аммиака) отделяется от паров аммиака, т.е. пар очищается от примесей воды. Пары воды вместе с флегмой возвращаются в генератор. Дефлегматор расположен на пароотводящей трубе. В конденсаторе аммиачный пар конденсируется. Образовавшийся жидкий аммиак сливается в испаритель 8, где происходит испарение жидкого аммиака, сопровождающееся поглощением тепла холодильной камеры. Между испарителем и абсорбером циркулирует водород в смеси с аммиаком под высоким давлением. В испарителе пар аммиака диффундирует в бедную пароводородную смесь. Насыщенная парами аммиака пароводородная смесь опускается через регенеративный газовый теплообменник 5 в сборник раствора 2. Туда же поступает неиспарившаяся часть жидкого аммиака. Продолжая свое движение в абсорбере, насыщенная аммиаком пароводородная смесь в процессе абсорбции отдает полученный в испарителе аммиак слабому водоаммиачному раствору, который движется противотоком, сливаясь сверху вниз. Очистившись от значительной части аммиака и уменьшив свой удельный вес, пароводородная смесь становится бедной, вытесняется из абсорбера притоком, насыщенным более тяжелой газовой смесью из испарителя и поступает в регенеративный теплообменник 5, где охлаждается насыщенной пароводородной смесью, поступившей из испарителя. Охлажденная бедная пароводородная смесь поступает в испаритель. Водоаммиачный раствор, обогатившись аммиаком в абсорбере, сливается в сборник раствора 2, а затем в теплообменник 1 растворов, где подогревается возвращающимся из генератора слабым водоаммиачным раствором. Нагретый насыщенный водоаммиачный раствор поступает в термосифон 10. Процессы в холодильном агрегате протекают непрерывно. Кипение в генераторе сопровождается поглощением тепла электронагревателя, раствор кипит и образуется водоаммиачный пар. Тепло в холодильной камере поглощается холодильным агентом (аммиаком) через развитую, оребренную поверхность испарителя. Интенсивность выделения тепла от холодильного агента в окружающую среду в конденсаторе и абсорбере обеспечивается развитой поверхностью теплообмена и достигается соответственно оребрением и увеличением длины трубы. Аккумулятор 3 водорода служит сборником водорода и газообразного аммиака и стабилизирует работу холодильного агрегата в случае повышения температуры окружающем среды, способствуя поддержанию постоянного холодильного эффекта. Вследствие непрерывности холодильного цикла в холодильной камере холодильника с помощью описанного холодильного агрегата достигается и устанавливается низкая температура. Необходимый режим работы холодильного агрегата определяется конструктивным исполнением и размерами, а также параметрами заряда (концентрацией водоаммиачного раствора, давлением водорода) и устанавливается в зависимости от температуры окружающей среды и режима работы нагревателя термосифона. 4. Заполнение агрегата водоаммиачным растворомЭту операцию рекомендуется проводить в такой последовательности. Проверить, все ли вентили на стенде закрыты, открытые — закрыть. Подать к стенду сжатый воздух, Проверить давление по манометру (оно должно быть не менее 490 кПа). Открыть вентиль водородного провода, установить давление на низкой стороне редуктора по графику зависимости давления от температуры на зарядной станции. Давление должно быть на 49 кПа больше зарядного давления. После установки давления по манометру на редукторе открыть вентиль 3 (рис. 4). Рис. 4. Схема зарядной станции:
Сверить показания стендового манометра и манометра на редукторе, отрегулировать давление и закрыть вентиль 3. Давление проверяется по стендовому манометру. Манометр на редукторе является индикаторным прибором. Подключить агрегат к стенду, включив пневмозажим. Проверить герметичность подключения, подав к зарядному ключу водород под давлением 490 кПа, для чего открыть вентиль 4, а затем вентиль 3 до давления на стендовом манометре 490 кПа, после чего закрыть вентиль 3. Неплотность подключения проверяется по характерному шипящему звуку прорывающегося водорода. При обнаружении утечки открыть вентиль 1, уменьшить давление и закрыть вентиль 1, после чего сменить уплотнительную шайбу. Открыть вентиль 15 вакуумметра, включить вакуум-насос. Когда установится стабильное разрежение, проверить его величину по вакуумметру. Оно должно быть не ниже 93 кПа. При большем разрежении работать не разрешается. Отвакуумировать агрегат, открыв вентиль 2, до прекращения движения стрелки вакуумметра, после чего закрыть вентиль 2. Открыть вентиль 3, наполнить агрегат водородом до давления 490 кПа, закрыть вентиль 3. Открыть вентиль 1, сбросить давление, закрыть вентиль 1. Открыть вентиль 2, произвести повторное вакуумирование, закрыть вентиль 2. Открыть вентиль 3, наполнить агрегат водородом до давления 490 кПа, закрыть вентиль 3. Открыть вентиль 1, сбросить давление, закрыть вентиль 1. Открыть вентиль 2, произвести вакуумирование в третий раз, закрыть вентиль 2. Открыть вентиль 10, а затем вентиль 5, наполнить дозатор раствором. За наполнением дозатора следить по мерному стеклу. Когда уровень раствора достигнет установленной метки, закрыть вентиль 5. Закрыть вентиль 4, открыть вентиль 6. Наполнить агрегат из дозатора. Уровень раствора должен снизиться до установленной метки на мерном стекле, после чего закрыть вентиль 6. Открыть вентиль 4, затем вентиль 3 и ввести в агрегат зарядное давление раствора. Запереть зарядным ключом запорную иглу наполнительного штуцера, закрыть вентиль 3, открыть дренажный вентиль 1. Отключить пневматический зажим и снять агрегат со стенда. Закрыть дренажный вентиль 1. Проверить мыльной пеной герметичность на зарядном штуцере. При обнаружении неплотности дожать запорную иглу и повторить проверку. Приготовление водного раствора аммиакаПроцесс насыщения ведется при включенной вытяжной вентиляции. Перед началом работы по насыщению необходимо подорвать вручную предохранительные клапаны на смесителе и водородом проверить давление их срабатывания, для чего открыть вентили 9 и 7 и, постепенно открывая вентиль 3 так, чтобы на манометре М1 смесителя давление не превышало 196 кПа, подать водород в смеситель. Давление срабатывания клапанов регистрировать по водородному манометру М2, оно не должно превышать 147 кПа. Закрыть вентиль 3. Открыть вентиль 15, включить вакуум-насос, открыть вентиль 2. Вентиль 12 соединить резиновым шлангом с бутылью, в которой находится 30 дм3 дважды дистиллированной воды с добавкой хромовокислого натрия, открыть вентиль 12. По окончании процесса закачки закрыть вентили 12, 9, 7 и 2. Выключить вакуум-насос. Включить подачу к смесителю охлаждающей воды. Проверить подачу воды по струе в сливной воронке. Осторожно, не более чем на половину оборота, открыть вентиль 11 подачи аммиака. При сильной вибрации смесителя уменьшить подачу аммиака, закрывая вентиль 11. Процесс насыщения ведется до тех пор, пока уровень раствора не достигнет метки на мерном стекле. По окончании процесса насыщения раствор отстаивается в течение 2-3 ч при интенсивном охлаждении смесителя. Пробу для анализа берут через вентиль 12 при температуре раствора не выше 20 °С. Раствор готов к наполнению агрегатов только после подтверждения лаборантом, что его концентрация соответствует техническим требованиям. Данные анализа заносят в сменный журнал. Пробу на концентрацию водного раствора аммиака берут через каждые 3 ч работы станции. При непрерывной работе стенда пробу берут с дозатора через вентиль 16. Раствор должен иметь концентрацию аммиака 385 г на 1 кг раствора, хромовокислого натрия в пересчете на сухое вещество 22 г. Один раз в смену проверяют количество зарядного раствора (450±5 см3) путем слива в мерный цилиндр. Требования безопасности труда:Проверка на обмерзание испарителяПосле заполнения водоаммиачным раствором и окраски холодильные агрегаты ставят на стол для воздушной сушки или подвешивают на специальные крючки в сушильных шкафах. Затем их отправляют на первый участок для комплектовки перед проверкой на обмерзание. На генератор надевают кожух, закладывают теплоизоляцию, монтируют коробку газового теплообменника. На последнем участке в генератор холодильного агрегата устанавливают электронагреватель и помещают каждый агрегат в специально оборудованный индивидуальный холодильный шкаф с термометром для наблюдения за температурой. Проверка на обмерзание длится 10-12 ч. За время проверки необходимо обращать внимание на температуру внутри шкафа при закрытой двери и на степень обмерзания всего испарителя. После этого ваттметром проверить потребляемую электронагревателем мощность, а по контрольному счетчику — расход электроэнергии. Затем снять агрегат из холодильного шкафа, демонтировать электронагреватель, набить номератором порядковый номер и опломбировать колпачок штуцера. Статья подготовлена по материалам книги издательства СОЛОН-Пресс Серии Ремонт №35 « Ремонт холодильников » Д. А. Лепаев, В. В. Коляда 2005 Всего хорошего, пишите to Elremont © 2006
|