ИСКУССТВЕННЫЙ ХОЛОД

АБСОРБЦИОННЫЕ И ПАРОЭЖЕКТОРНЫЕ МАШИНЫ

Абсорбционные холодильные машины получили на­звание от одной из главных своих частей, где происхо­дит абсорбция, т. е. поглощение жидким или твёрдым поглотителем паров холодильного агента, которые обра­зуются в испарителе.

Холод в этой машине получается так же, как и в паро­вой холодильной машине,— за счёт кипения холодиль­ного агента. Однако вместо затраты механической энергии для работы компрессора в абсорбционной машине необхо­димо затратить тепловую энергию, источником которой могут служить водяной пар, дымовые газы высокой тем­пературы и т. д.

В качестве холодильного агента в абсорбционной ма­шине применяется обычно аммиак. Его пары поглощаются водой, образуя водоаммиачный раствор. Применение других агентов и поглотителей пока не дало положитель­ных результатов.

После конденсации паров аммиака в конденсаторе жидкий аммиак проходит регулирующий вентиль и за­тем кипит в испарителе. В этих частях абсорбционной машины происходят такие же процессы, как и в компрес­сионной.

Из испарителя пары аммиака с низкой температурой поступают в абсорбер, который поглощает их при низком давлении. Выделяющаяся при этом «теплота поглощения» отводится из раствора путём охлаждения его водой. В ре­зультате абсорбции концентрация раствора увеличивается. Насос для раствора откачивает полученный в абсорбере крепкий раствор с низким давлением и нагнетает его в так называемый генератор-кипятильник. Механическая энер­гия, затрачиваемая на работу насоса, настолько мала, что практически ею можно пренебречь. В генераторе-кипя­тильнике за счёт подвода тепла от греющего водяного пара или другого источника тепла происходит выпарива­ние крепкого раствора при относительно еысоком давле­нии и высокой температуре. Выделяющиеся при этом из раствора пары аммиака направляются в конденсатор. В результате выпаривания раствор становится слабым, проходит регулирующий вентиль и поступает затем при пониженном давлении в абсорбер. Здесь он снова восста­навливает свою концентрацию.

Абсорбционные холодильные машины объединяют в себе несколько теплообменных аппаратов. Они не имеют каких-либо движущихся частей за исключением неболь­шого насоса для водоаммиачного раствора.

Для получения небольшого количества холода приме­няют абсорбционные машины периодического действия. Они имеют генератор и абсорбер, совмещённые в одном аппарате (рис. 15).

При нагревании генератора-абсорбера из крепкого водоаммиачного раствора выделяются пары аммиака, ко­торые направляются в конденсатор. Жидкий аммиак на­капливается в испарителе. В это время вентиль 1 открыт, а вентиль 2 закрыт. При охлаждении жидкий аммиак в испарителе испаряется и поглощается слабым раствором паров аммиака в генераторе-абсорбере, который охлаж­дается водой. При этом вентиль 1 закрыт, а вентиль 2 от­крыт.

В абсорбционной машине вызывает сначала удивление то обстоятельство, что, затрачивая в ней тепло, получают холод. Но мы уже знаем, что для получения холода в ма­шинах необходимо затратить энергию, за счёт которой происходит передача тепла от охлаждаемого тела к окру­жающей среде — воздуху или охлаждающей воде. В аб­сорбционной холодильной машине такой энергией яв­ляется тепловая.

Абсорбционные машины особенно целесообразно при­менять, когда имеется тепло в виде отработанного пара от машин теплоэлектроцентралей, горячих газов на неко­торых химических производствах и т. п.

В пароэжекторных холодильных машинах холод полу­чается обычно за счёт частичного испарения воды в испа­рителе, где создаётся сильное разрежение — вакуум. С этой целью применяется эжектор. Эжектор — это вса­сывающий пароструйный компрессор. В нём за счёт энер­гии струи рабочего пара, который проходит через сопла эжектора с огромной скоростью (до 1200 м/сек), проис­ходит всасывание образующихся в испарителе паров и их смешение. Затем смесь горячего рабочего пара и холодных паров поступает в специальный патрубок — диффузор. Здесь смесь паров сжимается до давления, при котором происходит конденсация. Температура испарения воды одинакова с температурой охлаждённой воды. Это является выгодной особенностью пароэжекторных холо­дильных машин.

Пароэжекторные машины служат обычно для охлаж­дения воды приблизительно до +5° С и применяются на некоторых химических заводах. Их используют и для соз­дания «искусственного климата».