Абсорбційний цикл

Абсорбційний тепловий насос містить випарник і конденсатор, які працюють точно так само, як у парокомпресійному циклі.

Теплота підводиться до випарника, викликаючи кипіння хладоагента при низькому тиску. Корисне тепло відводиться від конденсатора, усередині якого відбувається конденсація при високому тиску. Однак в абсорбційному циклі використовується додатковий контур, у якому тече рідкий абсорбент, або розчинник. Хладоагент, що випарувався, поглинається рідиною при низькому тиску. Потім рідина спеціальним насосом перекачується в область високого тиску, де відбувається підведення тепла, і незважаючи на високий тиск, пари хладоагента виділяються з рідини. Оскільки суміш рідкого абсорбенту й хладоагента практично нестислива, витратами потужності на насос можна знехтувати й джерелом первинної енергії є тільки теплота, що підводиться до генератора пари, що завжди має максимальну температуру циклу. Теплота, що виділилася в абсорбері, підсумовується з теплом від конденсатора, тому КОП циклу завжди більше одиниці.

Як і всі інші цикли, цей цикл можна зрівняти з ідеальним циклом Карно.

Абсорбційний цикл Карно.

Т_G і Q_G — температура й тепловий потік генератора; T_A і Q_A — абсорбера; Тс і Qc — конденсатора; Q_E і Т_Е — випарника.

Узагальнена діаграма р-Т-х.

Абсорбційний тепловий насос - це просто теплова машина, об'єднана з тепловим насосом; його характерні температури указані на рис. При цьому

Реальні цикли в деяких аспектах відрізняються від описаного, тому що пари хладоагента й розчинника спеціально підбираються із сильною взаємною спорідненістю. Вимоги до властивостей робочих тіл такі:

1) значна спорідненість для одержання великих змін концентрацій у розчинах;

2) високе значення летючості для підвищення ККД генератора;

3) помірний робочий тиск, що визначає тиск парів хладоагента;

4) хімічна стабільність для запобігання розкладання в генераторі.

Абсорбційний цикл широко застосовується для кондиціювання повітря й охолодження із двома парами хладоагент - розчинник: аміак - вода й вода - бромистий літій. Обидві пари речовин мають ряд переваг, але при використанні в теплових насосах також і істотні недоліки, зазначені нижче:

Аміак - вода

1. Оскільки як аміак, так і вода дають пару в генераторі, потрібно рефлюкс-конденсатор для поділу потоків.

2. Аміак дає пару занадто високого тиску (близько 2 МПа при 50°С).

3. Пари аміаку помітно токсичні, що вимагає певних заходів безпеки.

4. Аміак викликає корозію міді, і її не можна застосовувати в теплообмінній апаратурі.

Вода - бромистий літій

1. Ефективність циклу обмежується початком кристалізації, що визначає досяжну концентрацію.

2. Вода як хладоагент має дуже низький тиск пари, тому весь цикл проходить при тиску нижче атмосферного.

3. Вода замерзає при 0° С, тому випарник не може працювати при більше низьких температурах. Це виключає застосування абсорбційного теплового насоса при використанні низькопотенційного тепла повітря.

Досліджено багато інших комбінацій, серед яких виявилися перспективними хладоагенти R21 або R22 з органічними розчинниками. Недоліком фторвуглецевих хладоагентів є більш низька стабільність при високих температурах генератора. Вони схильні до розкладання.

Дата добавления: 2014-01-07