3. Принципова схема абсорбційної холодильної машини неперервної дії.

В побуті значно більшого поширення одержали абсорбційні холодильники  безперервної  дії, що працюють по абсорбційно-дифузійному циклу  (рис. 3).

Рис. 3. Схема абсорбційно-дифузійного холодильного апарату :

1 - кип’ятильник; 2 – дефлегматор; 3 – конденсатор; 4 – випарник; 5 – бачок абсорбера;

6 – водневий бачок; 7- рідинний теплообмінник; 8 – газовий теплообмінник

Такі апарати заповнюють не тільки робочою сумішшю, але й інертним газом – воднем, який не вступає в хімічну реакцію з аміаком. Водень створює підвищений тиск в системі апарату, що в свою чергу зменшує необхідну  швидкість циркуляції розчину та дає можливість здійснювати цикл без рухливих механізмів.

Принцип роботи абсорбційно-дифузійного холодильного апарату  полягає в наступному.

Відомо, що з підвищенням концентрації водно-аміачного розчину питома вага його зменшується. Отже, міцний розчин з абсорбера частково нагнітається (виштовхується) в кип'ятильник слабким розчином за рахунок більшої її питомої ваги. Перепад тисків кип'ятильника й абсорбера (РК – РА) в абсорбційно-дифузійних апаратах звичайно невеликий. Це дає можливість перебороти дуже невеликий гідростатичний напір між кип'ятильником і абсорбером за допомогою найпростішого термосифона.

Термосифон представляє собою звичайно тонку вигнуту трубку, що розташовується поблизу джерела тепла. Внаслідок інтенсивного нагрівання частини трубки термосифона міцний розчин у ній закипає, пухирці парів спрямовуються нагору, захоплюючи за собою рідку масу розчину. Такою дією термосифона міцний розчин подається з абсорбера в кип'ятильник. З кип'ятильника пари холодоагенту звичайним шляхом, через ректифікатор, надходять у конденсатор. З конденсатора рідкий холодоагент, що містить дуже невелику кількість води, стікає у випарник, куди назустріч йому з абсорбера надходить парогазова суміш водню з невеликою кількістю парів слабкого розчину. Пари, що виділяються при кипінні рідкого холодоагенту, дифундують у парогазову суміш, утворюючи концентровану (багату парами аміаку) суміш. Ця концентрована парогазова суміш надходить в абсорбер, де відбувається абсорбція парів аміаку з парогазовой суміші. Збіднена аміаком парогазова суміш з верхньої частини абсорбера надходить назад у випарник. Таким чином, в абсорбційно-дифузійному апараті крім кругообігу розчину і холодоагенту має місце і кругообіг парогазової суміші між абсорбером і випарником. Цей кругообіг здійснюється за рахунок різниці питомої ваги концентрованої (міцної) і слабкої парогазової суміші. Водень, як легкий газ, циркулює у верхніх частинах апарата — у випарнику, абсорбері і конденсаторі. У кип'ятильнику він практично відсутній, оскільки виштовхується з нього парами міцного розчину. Відповідно до закону Дальтона загальний тиск суміші газів (пар) дорівнює сумі парціальних тисків, створюваних кожним газом окремо. Тому водень у робочому циклі абсорб-ційно-дифузійного холодильного апарата вирівнює тиск в окремих частинах, що скорочує необхідні витрати енергії на циркуляцію розчину і підвищує ефективність холодильного циклу.

Процеси конденсації і кипіння холодоагенту у випарнику протікають при високій і низькій температурах, що відповідають парціальним тискам аміаку в парогазовій суміші. Унаслідок дифузії аміаку в парогазову суміш процеси теплопередачі у випарнику й абсорбері протікають повільніше, ніж у звичайному абсорбційному апараті. Інтенсивність теплопередачі залежить від швидкості дифузії, що збільшується зі зменшенням загального тиску і зростанням температури. Тому тиск водню призначається таким, щоб швидкість дифузії і циркуляції парогазової суміші були достатніми для забезпечення необхідної холодопродуктивності (теплопередачі) холодоагенту у випарнику. Звичайно водень вводиться в апарат під тиском приблизно 15 атм.

Кількість водоамміачного розчину для заповнення холодильного агрегату, к правило, складає 730 - 800 см3, концентрація аміаку у водоамміачному розчині 34‑36% (по масі). Агрегат наповнений водоаммиачным розчином і воднем. Тиск усередині агрегату 1500 – 2000 кПа.

Література:  9, 13, 16, 17, 18-21, 25.