АБХМ • Принцип охлаждения, конструктивные элементы

Принцип охлаждения, конструктивные элементы

Когда жидкость испаряется, она поглощает тепло из среды. Например, ваша рука будет чувствовать прохладу, если алкоголь распылен на ней, алкоголь поглощает тепло с вашей руки. Испарение – основная теория при разработке всего оборудования для охлаждения. Вода испаряется при 100 °C при нормальном атмосферном давлении 760 мм ртутного столба (1,01 МПа), но может испаряться при очень низких температурах в условиях вакуума. При условии давления 6 мм (0,0008 МПа) ртутного столба в герметичном сосуде, вода может испаряться даже при 4 °C.

Раствор бромида лития—очень сильный абсорбент воды и может поглощать пар из среды постоянно, чтобы сохранить условие низкого давления. Все абсорбционные чиллеры разработаны на следующих принципах: вода(хладагент) поглощает большое количество тепла из системы кондиционирования воздуха, так как она испаряется в условиях вакуума. Раствор бромида лития поглощает пар, чье тепло передается охлаждающей воде и выбрасывается в атмосферу. Вода выпаривается из разбавленного раствора. Концентрированный раствор поглощает пар, образующийся в процессе цикла охлаждения.

Функциональная схема двухступенчатой абсорбционной машины, работающей в режиме охлаждения

Описание цикла охлаждения BROAD DFA чиллера/нагревателя:

Испаритель: вода с температурой 12 °C поступает в чиллер из системы кондиционирования воздуха, проходит внутри медных трубок испарителя и охлаждается до 7 °C хладагентом (водой) с температурой 4 °C, распыленной в условиях вакуума с внешней стороны трубок. Нагреваясь, вода поглощает тепло из системы кондиционирования воздуха и становится паром, который поступает в абсорбер.

Абсорбер: 61% раствор бромида лития при 41 °C хорошо поглощает водяной пар. Температура поднимается, крепкий раствор становится слабым, когда раствор поглощает пар из испарителя. Охлаждающая вода из градирни, которая протекает внутри медных трубок абсорбера, выводит тепло в окружающую среду. 52-54% разбавленный раствор поступает в высокотемпературный генератор (ВТГ) и отдельно в низкотемпературный генератор, (НТГ) где нагревается и конденсируется. Испаритель и абсорбер расположены в одной зоне, где давление около 6 мм ртутного столба (0.0008 МПа).

Высокотемпературный генератор (ВТГ): раствор бромида лития нагревается до 160 °C пламенем 1400 °С и производит большое количество пара, который поступает в НТГ и концентрирует раствор от 52-54% до 61%. Крепкий раствор снова возвращается в абсорбер. Давление в ВТГ около 690 мм рт.ст.(0,92 МПа).

Низкотемпературный генератор (НТГ): водяной пар из ВТГ поступает в теплообменные трубы НТГ и нагревает окружающий разбавленный раствор до 90 °C. Раствор испаряется, и пар поступает в конденсатор. Раствор концентрируется от 52-54 до 60,5% и поступает в абсорбер. Водяной пар из ВТГ также конденсируется после охлаждения и поступает в конденсатор.

Конденсатор: охлаждающая вода поступает в теплообменные трубы конденсатора и конденсирует пар с внешней стороны трубок в воду, передавая тепло в градирню. Водный конденсат поступает в испаритель, хладагента. НТГ и конденсатор расположены в одной зоне с внутренним давлением около 57 мм рт. ст. (0,0076 МПа).

Теплообменник высокой температуры (ТВТ): крепкий раствор при 160 °C из ВТГ обменивается теплом с разбавленным раствором 38 °C из абсорбера, как результат, температура разбавленного раствора поднимается, в то время как температура крепкого раствора снижается. После обмена теплом, крепкий раствор 160 °C поступает в абсорбер при температуре 42 °C с возвратом тепла с разницей температуры в 118 °C.

Теплообменник низкой температуры (ТНТ): крепкий раствор при 90 °C из НТГ обменивается теплом с разбавленным раствором 38 °C из абсорбера. Температура разбавленного раствора повышается, в то время как температура крепкого раствора снижается. После обмена теплом 90 °C крепкий раствор поступает в абсорбер при 41 °C с возвратом тепла с разницей температуры в 49 °C.Теплообменник снижает общее количество теплоты, необходимое для ВТГ и НТГ. Это действие является ключевым энергосберегающим фактором чиллера.

Водный нагреватель: в режиме охлаждения возможно получение горячей воды. Горячая вода поступает через трубы теплообменника водного нагревателя и нагревается паром с внешней стороны трубок, которые производят водный конденсат, поступающий назад в ВТГ.

Принципы нагрева

Принцип нагрева BROAD DFA прост: при горении нагревается раствор бромида лития, образующийся водяной пар нагревает теплую воду и горячую воду в теплообменных трубах водного нагревателя, производя водный конденсат, который нагретым поступает обратно в раствор. Цикл повторяется.

При нагревании 3 клапана переключения охлаждения/нагрева закрыты, чтобы отделить основной корпус от ВТГ. Основной корпус находится в закрытом положении.

Теплая и горячая вода поступают через теплообменные трубы водного нагревателя над ВТГ и обмениваются теплом с паром в ВТГ, водный конденсат поступает обратно в ВТГ. ВТГ выполняет функцию вакуумного котла. Теплая и горячая вода может поступать постоянно с температурой 95 °C. Когда температура горячей 65°C, давление в ВТГ – около 240 мм рт. ст. (0,032 МПа); когда она - 95 °C, давление в ВТГ около 707 мм рт. ст. (0,094 МПа) (на 53 мм рт. ст. ниже, чем стандартное атмосферное давление).

Функциональная схема двухступенчатой абсорбционной машины в режиме нагрева

Под воздействием источника тепла раствор LiBr испаряется, и его пары нагревают медные трубы с подлежащей нагреву водой, пары конденсируются в воду, которая поступает в ВТГ, где снова нагревается, и процесс повторяется.

Принцип работы двухступенчатой АБХМ

Данная Flash-анимация наглядно покажет Вам принцип работы абсорбционной холодильной машины, работающей на природном газе. Для пошагового запуска просто нажимайте на части АБХМ, на которые указывает красная стрелка.