2 Методика проведения эксперимента
Опытная установка выполнена на базе абсорбционного холодильника типа «Кристалл».
В бытовой технике в качестве холодильных установок нашли широкое распространение абсорбционно-диффузионные холодильные установки. Отличительной особенностью холодильников этого типа является отсутствие насоса. В контур установки, кроме рабочего агента аммиака (NH3) и абсорбента - воды, вводится еще и легкий газ - водород, играющий роль диффузионной среды и обеспечивающий циркуляцию в контуре. На рис.4.2 приведена принципиальная схема абсорбционно-диффузионной холодильной установки.
Охлаждающей средой в конденсаторе К, абсорбере А и дефлегматоре ДД является воздух, омывающий эти аппараты снаружи. Теплоотдача происходит в условиях свободной конвекции. В качестве греющего источника в генераторе Г используется электрическая энергия.
Во время работы во всех аппаратах установки устанавливается одинаковое полное давление порядка 15 атм. Однако парциальные давления аммиака Ра и водорода Рв, являющихся слагаемыми полного давления, различны в отдельных элементах установки. Парциальное давление аммиака наибольшее в генераторе Г и конденсаторе К (Ра=15 ата), наименьшее - в испарителе И (Ра=2 ‚ 3 ата). Разность парциальных давлений Ра-Рв является одной из основных движущих сил замкнутой циркуляции рабочего агента ( NH3 )абсорбента (Н2О) и диффузионной среды (Н2).
Установка работает следующим образом: крепкий раствор из ресивера абсорбера РД поступает по линии УI в теплообменник ТО, где он подвергается проходящим противотоком к нему слабым раствором, направляющимся из генератора Г в абсорбер. Подогретый крепкий раствор поступает в термосифон ТС, к нему подводится тепло от электронагревателя ЭН. В термосифоне раствор частично вскипает и в виде эмульсии подается по линии УII в генератор Г. В генераторе происходит дальнейшее кипение раствора за счет тепла, подведённого от электронагревателя ЭН. Из нагревателя пары аммиака через дефлегматор ДФ и конденсатор К, где за счет внешнего охлаждения происходит конденсация, поступает в испаритель И. Движущей силой на этом участке является разность парциальных давлений паров аммиака в генераторе и испарителе. За счет резкого падения давления аммиак вскипает в испарителе. Температура кипения аммиака устанавливается в соответствии с его парциальным давлением.
Рис. 4.2 Принципиальная схема абсорбционно-диффузионной холодильной установки.
Г -генератор; ДФ -дефлегматор;
К -конденсатор; И -испаритель;
А -абсорбер; ТО -теплообменник раствора;
ПО -охладитель жидкого аммиака и водорода;
ТС -термосифон; РА -ресивер абсорбера;
РВ -ресивер водорода; ЭН -электронагреватель;
---крепкий водоаммиачный раствор;
-•-•-• слабый водоаммиачный раствор;
....... пары аммиака;
•••• жидкий аммиак;
++++ водород;
·-·-·-смесь водорода и паров аммиака.
В результате холодильного эффекта, заключающегося в подводе тепла к испарителю от охлаждаемой среды, жидкий аммиак переходит в парообразное состояние. Пары аммиака смешиваются в испарителе с водородом, поступающим из верхней точки абсорбера А. Смесь отводится из испарителя по линии II через охладитель ПО и линию III в абсорбере А за счет разности весов столба газов Н2+NН3 и столба водорода. В абсорбер А одновременно поступает из генератора Г слабый раствор , который поглощает пары аммиака. Теплота абсорбции отводится в окружающую среду через развитую внешнюю поверхность абсорбера. Водород из верхней точки абсорбера отводится в испаритель за счет парциальных давлений.
Опытная установка оборудована приборами для измерения температур в генераторе и холодильной камере.