Спосіб роботи абсорбційної холодильної машини з регенерацією тепла

Спосіб роботи абсорбційної холодильної машини з регенерацією тепла, який включає послідовні процеси десорбції холодоагенту шляхом нагріву концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту і випаровування холодоагенту з нагрітої суміші за рахунок підведення тепла з утворенням нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту, а також нагрітої слабкоконцентрованої рідкої суміші холодоагенту C2 2 89692 1 3 сорбционные холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - с. 99, рис. 42). Недоліком існуючого способу роботи абсорбційної холодильної машини з регенерацією тепла є недостатньо висока енергетична ефективність через підвищені витрати тепла на десорбцію, оскільки не використовується тепло нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту, утвореної у процесі десорбції, а також через невисоку інтенсивність процесу абсорбції, спричинену недостатньо низькою концентрацією слабко концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, утвореної у процесі десорбції, оскільки частина абсорбенту - залишковий абсорбент виноситься у пароподібному стані разом із парою холодоагенту у вигляді пароподібної суміші. Прототипом винаходу є спосіб роботи абсорбційної холодильної машини з регенерацією тепла, що включає послідовні процеси десорбції холодоагенту шляхом нагріву концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту і випаровування холодоагенту з нагрітої суміші за рахунок підведення тепла з утворенням нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту, а також нагрітої слабко концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, охолодження нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту з конденсацією з неї абсорбенту та одночасним нагрівом концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту за рахунок тепла конденсації абсорбенту, відокремлення конденсату абсорбенту від пари холодоагенту, конденсації пари холодоагенту з відведенням тепла, випаровування рідкого холодоагенту з підведенням тепла від охолоджуваного середовища, абсорбції утвореної пари холодоагенту слабко концентрованою рідкою сумішшю холодоагенту та абсорбенту з відведенням тепла і утворенням охолодженої концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, нагріву утвореної охолодженої концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту спочатку з охолодженням нагрітої слабко концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, а потім з охолодженням нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту і конденсацією з неї абсорбенту (Бадылькес И.С., Данилов Р.Л. Абсорбционные холодильные машины. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - с. 112113, рис. 46). Недоліком існуючого способу роботи абсорбційної холодильної машини з регенерацією тепла є недостатньо висока енергетична ефективність через підвищені витрати тепла на десорбцію, оскільки конденсат абсорбенту повертається на десорбцію, зменшуючи концентрацію рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту і відповідно збільшуючи витрати тепла на десорбцію з неї холодоагенту. Через повернення конденсату абсорбенту на десорбцію відповідно збільшується концентрація слабко концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, що спричиняє зниження інтенсивності процесу абсорбування цією сумішшю пари холодоагенту. В основу винаходу поставлено задачу підвищення енергетичної ефективності абсорбційної 89692 4 холодильної машини шляхом зменшення витрати тепла на десорбцію. Для вирішення цієї задачі у способі роботи абсорбційної холодильної машини з регенерацією тепла, що включає послідовні процеси десорбції холодоагенту шляхом нагріву концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту і випаровування холодоагенту з нагрітої суміші за рахунок підведення тепла з утворенням нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту, а також нагрітої слабко концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, охолодження нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту з конденсацією з неї абсорбенту та одночасним нагрівом концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту за рахунок тепла конденсації абсорбенту, відокремлення конденсату абсорбенту від пари холодоагенту, конденсації пари холодоагенту з відведенням тепла, випаровування рідкого холодоагенту з підведенням тепла від охолоджуваного середовища, абсорбції утвореної пари холодоагенту слабко концентрованою рідкою сумішшю холодоагенту та абсорбенту з відведенням тепла і утворенням охолодженої концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, нагріву утвореної охолодженої концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту спочатку з охолодженням нагрітої слабко концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, а потім з охолодженням нагрітої пароподібної суміші холодоагенту та залишкового абсорбенту і конденсацією з неї абсорбенту, конденсат абсорбенту охолоджують відведенням від нього тепла на додатковий нагрів концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, утвореної у процесі абсорбції, і змішують зі слабко концентрованою рідкою сумішшю холодоагенту та абсорбенту, утвореною у процесі десорбції. Завдяки додатковому нагріву концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту з одночасним охолоджуванням конденсату абсорбенту скорочують витрати тепла на десорбцію холодоагенту з концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, а завдяки змішуванню охолодженого конденсату абсорбенту зі слабко концентрованою рідкою сумішшю холодоагенту та абсорбенту перед абсорбуванням нею пари холодоагенту, зменшують концентрацію слабко концентрованої рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту, підвищують інтенсивність процесу абсорбції та енергетичну ефективність абсорбційної холодильної машини в цілому. На фігурі зображено схему абсорбційної холодильної машини, в якій реалізується запропонований спосіб роботи. Установка на рисунку складається з кип'ятильника 1, теплообмінника 2, відокремлювача рідини 3, конденсатора 4; регулюючого (дросельного) клапана 5; випарника-охолоджувача холодоносія 6; абсорбера 7, насоса 8; теплообмінників 9 і 10; регулюючого (дросельного) клапана 11. Спосіб роботи абсорбційної холодильної машини на рисунку здійснюється таким чином. У кип'ятильнику 1 за рахунок підведення тепла від гріючого середовища, наприклад водяної пари, 5 89692 нагрітих води або газів, нагрівають концентровану рідку суміш холодоагенту та абсорбенту і випаровують холодоагент з нагрітої суміші, тобто проводять десорбцію (виділення) холодоагенту з рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту. При цьому концентрація рідкої суміші холодоагенту та абсорбенту зменшується і утворюється, з одного боку, слабко концентрована рідка суміш холодоагенту та абсорбенту, а з іншого, - пароподібна суміш холодоагенту та залишкового абсорбенту, який виноситься у процесі випаровування холодоагенту. Нагріту пароподібну суміш холодоагенту та залишкового абсорбенту охолоджують у теплообміннику 2, конденсуючи абсорбент, який має вищу за холодоагент температуру конденсації. Одночасно за рахунок теплоти конденсації в теплообміннику 2 нагрівають концентровану рідку суміш холодоагенту та абсорбенту, утворену у процесі абсорбції. Конденсат абсорбенту відокремлюють від пари холодоагенту у відокремлювані рідини 3. Пару холодоагенту конденсують у конденсаторі 4 з відведенням тепла конденсації охолоджуючим середовищем (водою), конденсат холодоагенту дроселюють у дросельному клапані 5 та випаровують у випарнику 6, охолоджуючи холодоносій, тобто виробляючи холод. Пару холодоагенту абсорбують у абсорбері 7 слабко концентрованою рідкою сумішшю холодоагенту та абсорбенту, що надходить в абсорбер 7 з кип'ятильника 1 після дроселювання у дросельному клапані 11. При цьому тепло абсорбції відводять охолоджуючим середовищем (водою). Утворену в абсорбері 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 охолоджену концентровану рідку суміш холодоагенту та абсорбенту послідовно стискають насосом 8, нагрівають спочатку в теплообміннику 9, відводячи тепло від конденсату абсорбенту, що надходить з відокремлювача рідини 3, потім у теплообміннику 10, охолоджуючи слабко концентровану рідку суміш холодоагенту та абсорбенту, що надходить із кип'ятильника 1, до її дроселювання в дросельному клапані 11, і нарешті в теплообміннику 2, охолоджуючи пароподібну суміш холодоагенту та залишкового абсорбенту, що надходить до теплообмінника 2 з кип'ятильника 1. Охолоджений у теплообміннику 9 конденсат абсорбенту змішують зі слабко концентрованою рідкою сумішшю холодоагенту та абсорбенту, що надходить із теплообмінника 10. Змішану слабко концентровану рідку суміш холодоагенту та абсорбенту дроселюють у дросельному клапані 11 і направляють до абсорбера 7, де нею абсорбують пари холодоагенту, що надходять із випарника 6. Нагріту ж концентровану рідку суміш холодоагенту та абсорбенту після теплообмінника 2подають у кип'ятильник 1, де у процесі підведення до неї теплоти від гріючого середовища (наприклад водяної пари, нагрітих води або газів) випаровують з неї холодоагент, замикаючи таким чином робочий цикл холодильної машини. Розрахунки показують, що застосування запропонованого способу дозволяє скоротити витрати тепла гріючого середовища приблизно на 10% і відповідно підвищити енергетичну ефективність абсорбційної холодильної машини. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601