Абсорбційний холодильник. Відмінності і принцип роботи

В даний час всіляких скорочень витрат і витрат при проектуванні, виготовленні, монтажі та подальшої експлуатації устаткування замовник намагається вибрати як можна більш ефективне рішення, менш енерговитратне і з тривалим терміном служби. При проектуванні хладоцентров на сьогоднішній день більш ніж в 85 % випадків інжинірингові компанії вибирають перевірена часом обладнання, а саме парокомпрессионниє чиллер. Те ж саме відноситься і до побутової техніки. Холодильник абсорбційного типу може придбати лише обмежену кількість потенційних покупців. Вони складні в обслуговуванні і коштують дорожче. Але з іншого боку, вони безшумні в роботі, не створюють паразитних вібрацій і служать набагато довше, ніж їх парокомпресійні побратими.

Єдиний процес

Перш ніж порівнювати і оцінювати абсорбційний холодильник, необхідно розібратися, в чому його відмінність від загальноприйнятої конструкції. Принцип роботи будь примітивної холодильної машини однаковий. І неважливо, побутового чи вона призначення або промислового. Починаючи від самих маленьких, всього на пару кіловатів, спліт-систем і закінчуючи величезними індустріальними чилерами, від стандартного побутового холодильника до величезного промислового складу морозильно-холодильного зберігання - процес завжди можна звести до одного замкнутому циклу. Будь-яка примітивна холодильна установка працює за спрощеним зворотного циклу Карно.

Основи термодинаміки

Теплота завжди передається від більш нагрітого тіла менш нагрітому. Цього майбутніх фізиків, і не тільки, вчить "Перший початок термодинаміки" ще в школі. І з цим фактом важко не погодитися. Спробуйте жарким літнім днем винести морозиво на сонце - воно почне у вас танути, але ніяк не замерзати ще сильніше. Для того щоб відвести тепло від тіла (або від якого-небудь об'єму рідини/газу), необхідно виконати певну роботу. В парокомпрессионних машинах цю роботу виконує компресор. Підвищуючи тиск хладагента (як правило, фреону) у системі до певного рівня, він в тому числі підвищує його температуру. Абсорбційний холодильник компресора позбавлений - і це його одна з основних відмінностей.

Скидання теплоти

Після компресора газ з високим тиском і з високою температурою надходить у конденсатор. В обох типах холодильників він винесений за межі камери охолодження і призначений для скидання теплоти в навколишнє середовище, тобто в приміщення кухні, де він встановлений. Температура, з якою фреон поступає в конденсатор, 50-55 градусів Цельсія, тобто трохи вище, ніж у приміщенні. За рахунок менш нагрітого повітря газ охолоджується і змінює свій фазовий стан, перетворюючись на рідину, тобто конденсуючись. Якщо піднести руку за звичайний або абсорбційний холодильник, можна відчути нагріте теплообмінник конденсатора. Це універсальний спосіб перевірити, чи працює холодильник чи ні.

Що і де кипить?

Далі рідкий холодоагент заходить назад в холодильну камеру і потрапляє в тонку нитку капіляра, де йде скидання тиску і фреон частково скипає. Велика холодильна установка замість капіляра працює з теплорегулюючі вентилем (ТРВ). Принцип їх роботи приблизно однаковий. Остиглий хладон з низьким тиском надходить у випарник і починає кипіти, за рахунок більш низької температури випаровування, ніж температура повітря в камері. Зміна фазового стану (з рідкого до газоподібного) відбувається з досить пристойним поглинанням теплоти. Температура в холодильній камері знижується. Газ знову надходить у компресор і цикл повторюється.

Абсорбційний холодильник

Принцип роботи безкомпресорним апаратів схожий з парокомпресійна по лінії низького тиску. В зоні високого тиску в якості робочої речовини застосовуються абсорбери. В залежності від типу абсорбера такі машини можуть бути водно-аміачні або бромисто-літієві. Після випарника пари холодоагенту надходять в абсорбер, де вони поглинаються робочою речовиною (розчином аміаку у воді або розчином бромистого літію). Виділилася при цьому теплота скидається в навколишнє середовище (приміщення кухні), а концентрований розчин термонасосом закачується в кип'ятильник, де відбувається його нагрівання. Так як температура кипіння холодоагенту на порядок нижче, в кип'ятильник випаровується тільки абсорбер, хоч і частково. Залишилася його частина видаляється в спеціальному теплообміннику - дефлегматоре, а чистий холодоагент надходить у конденсатор, і цикл повторюється.

Що в підсумку?

Якщо розглядати великі промислові абсорбційні чілери, то їх застосовують там, де є можливість використовувати непридатні джерела теплопостачання (для роботи кип'ятильника): дешевий газ, відпрацьований пар з турбін, геотермальні джерела енергії і т. д. Це на кілька порядків скорочує вартість експлуатації. Побутовий абсорбційний холодильник живиться від електромережі, споживаючи при цьому менше, ніж компресорний. Такі холодильники безшумні (немає шуму від роботи компресора) і надійні (немає рухомих і труться один об одного частин). Однак ремонт такого холодильника, якщо він все ж вийде з ладу, обійдеться в досить пристойну суму, та й коштують вони дорожче. Тому тут кожен споживач вирішує сам, що для нього важливіше.