В этой статье мы рассмотрим основы работы абсорбционной машины. Абсорбционный чиллер отличается от других чиллеров, потому что у него нет компрессора. Вместо этого он использует тепло для охлаждения. Это может показаться немного запутанным, но вы поймете, почему и как это работает.
Используемые хладагенты
Интересным моментом для абсорбционных чиллеров является то, что они не используют обычные хладагенты. Вместо этого они используют воду в качестве хладагента, и она смешивается с аммиаком или литийбромидом. Литий-бромид чаще встречается, потому что он более безопасен и не токсичен, поэтому мы рассмотрим, как работают чиллеры с литий-бромистым литием.
Основные понятия
Чтобы лучше понять, что такое абсорбционная машина, необходимо рассмотреть три важных понятия этого чиллера и почему используется вода и литий-бромид.
1. Когда мы кипятим воду, она меняет состояние от жидкости до пара. Вода кипит при разных температурах при разных давлениях. Если вы увеличиваете давление, тогда вода кипит при гораздо более высоких температурах, и если вы уменьшаете давление, тогда вода кипит при гораздо более низких температурах.
Пример:
- Мы привыкли к кипячению воды при температуре около 100 ° C (212 ° F), поскольку атмосферное давление вокруг нас составляет около 101 кПа (14,7 фунтов на квадратный дюйм). Причина этого — из-за веса атмосферы над нами.
- Если бы мы поднялись выше в небо, скажем, на вершине горы Эверест, атмосфера будет тоньше, и вода будет кипеть при температуре около 70 ° C (158 ° F), поскольку атмосферное давление составляет около 34 кПа (4,9 фунта на кв. дюйм). Таким образом, вы можете видеть, когда давление уменьшается, воду становится легче кипятить.
- Если воду помещают в вакуумную камеру, она будет кипеть при чрезвычайно низких температурах. Таким образом, в абсорбционном чиллере камера испарителя и поглотителя выдерживается в условиях около вакуума при около 0,84 кПа (0,12 дюйма). Это позволяет воде кипеть при температуре около 4,5 ° C (40 ° F), поэтому требуется очень мало энергии.
Путем изменения давления вокруг внутренней части абсорбционного чиллера вода и бромид лития способны легко изменять фазы между жидкостью и паром, что необходимо для обеспечения охлаждающего эффекта.
2) Второе, что нужно понять, это то, что бромид лития представляет собой соль, только в жидкой форме. И соль притягивает влагу. Поэтому, если мы распыляем бромид лития на несколько водяных паров, они будут притягиваться друг к другу и смешиваться.
3) Третья вещь, которую следует помнить, состоит в том, что воду и литий-бромид можно смешивать вместе, но если вы добавите тепло, они будут разделены. Вода будет подниматься и испаряться, а литий-бромид будет опускаться на дно.
Принцип работы абсорбционной машины
Основными компонентами абсорбционного чиллера являются конденсатор и генератор, которые содержат верхнюю часть камеры. Испаритель и поглотитель содержат нижнюю часть камеры. Существует также теплообменник для повышения эффективности системы.
Прежде всего, смесь, содержащая около 50% бромистого лития и 40% воды, закачивается из абсорбера через теплообменник, а затем поднимается в генератор. Эта линия рассматривается как линия слабого раствора, потому что бромид лития смешивается с водой.
Источник тепла (горячая вода / пар) протекает через трубу внутри резервуара генератора, что приводит к разделению бромида лития и воды. Вода испаряется в виде пара и поднимается в секцию конденсатора, оставляя бромид лития позади.
Бромид лития накапливается и опускается на дно из-за веса молекул. Это вызывает концентрацию литийбромидной жидкости в основании генератора, после чего она течет вниз через теплообменник и распыляется через абсорбер, где он может смешиваться с молекулами воды.
Между тем водяной пар конденсируется в жидкость, поскольку вступает в контакт с охлаждающей катушкой в секции конденсатора. Вода из градирни проходит через герметичную трубу внутри конденсатора для удаления тепла водяного пара, который заставляет его конденсироваться в жидкость.
Затем эту жидкую воду собирают в лоток внутри конденсатора, и она будет проходить через трубу вниз в испаритель. Объемный расход воды контролируется через фиксированное отверстие. Испаритель находится в очень низком давлении, в условиях, близком к вакууму, что заставляет воду понижать температуру из-за быстрого падения давления. Вода снижает температуру до 4 ° C (40 ° F).
Линия «охлажденная вода» проходит через испаритель, точно так же, как обычный охладитель с воздушным или водяным охлаждением, и это несет всю нежелательную теплоту здания от блоков и фанкойлов и т. д. Она проходит через охлаждающую катушку, где холодная вода из конденсатора затем распыляется по поверхности для извлечения нежелательной тепловой энергии.
«Охлажденная вода» поступает в обмотку испарителя при температуре около 12 ° C (54 ° F), и когда спрей холодной конденсаторной воды контактирует с трубой линии охлажденной воды, она будет передавать свою тепловую энергию из » охлажденной воды » в » конденсаторную воду «. Помните, что две воды никогда не смешиваются, они всегда разделены стенкой трубы.
Когда тепло передается через стенку трубы и в воду конденсатора, снаружи труб конденсаторная вода испаряется в пар из-за низкого давления в камере. По мере испарения она несет в себе нежелательную тепловую энергию. Помните, ранее мы узнали, как вода кипит при низких температурах при низком давлении. Контур охлажденной воды теперь отдает свое тепло, и к тому времени, когда он покинет испаритель, она будет около 7 ° C (45 ° F) и будет готова к перекачке вокруг здания для сбора большего количества тепла.