Абсорбционный холодильник своими руками

Содержание

Газовый холодильник своими руками: принцип работы холодильника на пропане + пример сборки самоделки

Достаточно длительная история развития холодильной техники отмечена появлением различных видов бытовых холодильников. Среди существующих конструкций можно найти бытовой абсорбционный аппарат – газовый холодильник.

Модели холодильников на газу делают как стационарными, так и мобильными. Их относительно простая конструкция не исключает возможности создать устройство своими руками. Чтобы сделать газовый холодильник, необходимо изучить его устройство и принцип работы, согласны?

В статье подробно описана конструкция пропанового агрегата и технический цикл охлаждения, а также приведены пошаговые инструкции по сборке и переделке разных модификаций холодильников на газу.

Устройство пропанового холодильника

Абсорбционный принцип работы – основа холодильной техники, которая могла бы работать на пропане.

Рассматривая газовый холодильник и принцип его работы, следует подчеркнуть: в абсорбционном холодильнике пропану отводится скромная функция газа-подогревателя. Главными же компонентами процесса абсорбции в конструкциях бытовых холодильников являются обычно аммиак и вода.

Так выглядит задняя стенка абсорбционного холодильника. Это одна из тех старых моделей аппаратов, которые подходят для модернизации – переустройства на газовое топливо вместо электрической энергии

Аммиак выступает в качестве хладагента, а вода исполняет роль вещества-поглотителя.

Газовая модель в упрощённом виде содержит следующие технологические модули:

  1. Газовый нагревательный модуль.
  2. Генератор (точнее – кипятильник).
  3. Конденсатор.
  4. Абсорбер (поглотитель).
  5. Испаритель.

Газовым нагревателем осуществляется подогрев содержимого генератора. Модуль генератора предназначен для получения парообразного аммиака и подачи слабого аммиачного раствора в область абсорбера.

Конденсаторный модуль служит для охлаждения паров аммиака до температуры конденсации. А модуль под названием “абсорбер”, выполняет функции поглотителя аммиака. Испаритель газового холодильника служит генератором холода.

Принцип работы холодильника на газу

Технологический цикл охлаждения начинается с подогрева газовой горелкой концентрированного водоаммиачного раствора. За счёт более низкой температуры кипения аммиака это вещество вскипает быстрее воды. Начинается процесс образования концентрированных паров хладагента, которые поступают в конденсатор.

Здесь аммиачный пар конденсируется, и уже жидкий аммиак устремляется к испарителю, где за счёт отбора тепла от продуктов вскипает, образуя парожидкостную смесь.

Структурная схема, показывающая принцип работы абсорбционного аппарата охлаждения. В качестве нагревателя генератора здесь используется газовая горелка. Однако, по сути, нагреватель может быть практически любого типа (+)

Схемой абсорбционного холодильника предусматривается также работа устройства, которое носит название “дефлегматор”. Этот модуль установлен на выходе из кипятильника и предназначен для получения слабого водоаммиачного раствора в процессе частичной конденсации насыщенных паров.

Этот слабый раствор собирается в абсорбере. Туда же направляется насыщенная парожидкостная аммиачная смесь из испарителя, где абсорбируется. Далее цикл повторяется.

Холодильник абсорбционный, подготовленный под модернизацию. Здесь демонтирована защитная металлическая панель, убран теплоизолятор (слой минеральной ваты), удалён электронагреватель. Осталась лишь гильза на трубке сифона

Большая часть абсорбционных бытовых холодильников оснащаются электрическими нагревателями. Например, из таких моделей можно отметить холодильники «Садко», «Морозко» и другие.

Но электрический нагреватель вполне допустимо заменить любым другим источником тепла, включая пропановую горелку, радиатор отопления и даже дым печной трубы.

Поэтому отмеченные модели абсорбционной техники теоретически вполне допустимо использовать под создание своими руками холодильника на газу, функционирующего в постоянном режиме.

Как сделать газовый холодильник

Относительно несложным способом изготовления газового холодильника, как уже отмечалось, видится использование в качестве основы отработавшего свой срок абсорбционного аппарата. Чтобы довести до «ума» ту же модель «Садко» или «Морозко», достаточно исключить из конструкции установленные в системе электрические нагреватели.

Вместо демонтированных нагревательных элементов потребуется внедрить газовый подогрев, установив в конструкцию теплообменник и пропановую горелку.

Теоретически исполнимая идея газификации абсорбционного аппарата, ранее действующего от нагрева электрическим нагревателем. Таким видится прямое подключение газовой горелки (+)

Удачно подходит для создания мобильного аппарата модель абсорбционного холодильника «Морозко» четвёртого выпуска серии АШ-30. Габариты корпуса этой конструкции 450*400*405 мм, вес не более 15 кг.

Температура морозильной камеры при работе конструкции на полную мощность вполне может достичь 10-12°С со знаком минус. Не зря среди умельцев-конструкторов родилась идея переделать электрический подогрев, заменив его пропановой грелкой.

Однако затея с газовым холодильником сомнительная, и в подтверждение этому есть целый ряд причин. Так, абсорбционный процесс требует почти вдвое больше времени на генерацию холода, чем обычный компрессионный холодильник.

С точки зрения экономии, конструкция видится не совсем рациональной, учитывая сколько потребуется затратить газа на получение 1°С минусовой температуры для самодельного варианта. Тем не менее, конструкторский интерес относительно возможности реализации идеи достаточно высок.

Пошаговый процесс переделки «Садко»

Электрические нагревательные элементы холодильника «Садко» расположены на трубке сифона. Этот элемент конструкции (сифон) находится в нижней части задней стенки аппарата. Область сифона закрыта металлическим кожухом, под которым находится слой теплоизолятора (минеральная вата).

Здесь показан процесс вскрытия защитной металлической панели на задней стенке абсорбционного холодильника. Как видно, под панелью и слоем теплоизолятора находится электронагреватель, который требуется демонтировать

Изначально конструктору-любителю потребуется выполнить следующие действия:

  1. Поместить холодильник в удобное для работы место.
  2. Демонтировать защитный кожух на задней стенке.
  3. Удалить теплоизоляционный материал.
  4. Снять нагревательные элементы с трубки сифона.

Следует учитывать, что доработка своими руками здесь сопряжена с некоторым риском. Система абсорбционного холодильника заполнена аммиаком и водородом под давлением до 2 атм. Неаккуратный демонтаж деталей системы и электрических нагревателей может привести к разгерметизации системы, что опасно для здоровья. Необходимо проявлять осторожность.

Следующий шаг конструктора-любителя заключается в установке системы нагрева, действующей на пропане. То есть необходимо в области трубки сифона смонтировать модуль, которым бы осуществлялся подогрев в результате сжигания газа. Нагревать трубку открытым пламенем недопустимо.

Значит, потребуется изготовить теплообменник. Это может быть, к примеру, массивный брусок меди, внутрь которого встроена газовая горелка.

Вариант изготовления теплообменных модулей под внутреннее размещение газовой горелки. Такой модуль закрепляется плотно к трубке сифона холодильника вместо демонтированного электронагревателя

Изготовление системы подогрева газом в обязательном порядке предусматривает организацию комплекса защиты от перегрева. Рабочий диапазон температуры нагрева сифона холодильника «Садко» составляет 50 – 175°С. Исходя из этих значений, следует рассмотреть схему включения и отключения подачи газа при нагреве.

Для схемы с электронагревателями в абсорбционных моделях используется терморегулятор холодильника серии Т-120. Но этот прибор регулирует работу нагревателей с учётом температуры испарителя.

Регулятор пламени газовой горелки, который может быть внедрён в конструкцию модуля нагрева от газа. Это лишь один из нескольких приборов автоматики, которыми потребуется оснастить газовый холодильник (+)

Газовая горелка вместе с устройством автоматического управления – это несколько иная система. Если холодильник на пропане делается с учётом долгосрочного применения, автоматику придётся делать полноценную.

То есть, к примеру, контролировать не только температуру нагрева теплообменника, но также вести контроль пламени и отслеживать давление газа. Нельзя забывать и о системе запала.

Примеры сборки самоделки

Примеров самодельных конструкций абсорбционных холодильников на газу, которые бы отметились долгосрочной эксплуатацией, отыскать не удалось. Встречаются лишь экспериментальные варианты, зачастую начатые, но не доведённые до завершения.

Есть также примеры сборки, когда холодильник на газу собирался своими руками по упрощённой методике.

Одна из успешно реализованных самодельных конструкций холодильника на пропане. Подобных «самопальных» изделий на просторах инета можно встретить в достаточном количестве

При упрощённом варианте сборки применялся пропановый баллон, выход которого соединяли шлангом напрямую с горелкой прямого действия. Горелка закреплялась на шасси абсорбционного холодильника, а рабочее сопло направлялось непосредственно на трубку сифона.

Поджиг горелки делали вручную. Так же, без какой-либо автоматики, чисто методом «пробы на ощупь», выполнялся контроль температуры нагрева сифона.

Итоги неутешительны. За время работы ручной нагревающей газовой установки в течение 12 часов внутри морозильной камеры была получена максимальная температура нижнего порога – не ниже +3°С.

Таким образом, испытания абсорбционного холодильника на пропане, сделанного своими руками по упрощённой схеме, показали крайне низкую эффективность газового аппарата. Более того, судя по расходу газа, этот вариант получения холода («Садко-Г») неоправданно затратный.

Альтернатива самодельной конструкции

Смысл сборки газовой конструкции теряется ещё и потому, что старых заводских конструкций подобного рода в бытовом исполнении практически нет. Газовая холодильная техника с абсорбером (российского производства) – это в основе своей установки промышленного назначения, крупногабаритные, тяжеловесные, оснащённые сложным газовым оборудованием.

Пример промышленной абсорбционной газовой установки. При относительно небольшом потреблении газа (в промышленном учёте) этот абсорбционный холодильник показывает высокую эффективность работы

Поэтому более привлекательной рассматривается альтернатива для самодельной газовой холодильной техники. Это современные мобильные компактные системы охлаждения из серии термических контейнеров и похожих разработок. Любая из подобных систем закрывает ту потребность в холоде, которая обременяет любителей выездов на природу.

Именно с целью охлаждения и хранения продуктов в условиях отдыха на природе люди пытаются собирать своими руками холодильники на газу. Ассортимент современной мобильной холодильной техники огромен

Цена на аппараты вполне подходящая. Скорее всего, покупка, допустим, холодильника марки Comfort, обойдётся суммой в несколько раз меньшей, чем затраты на модернизацию старой абсорбционной системы.

При этом по техническим характеристикам современное компактное холодильное оборудование фактически сравнимо с теми же параметрами «Садко». А температурный диапазон выглядит более привлекательным (до -18ºС).

Более чем удачная альтернатива самодельным конструкциям газовых холодильников. Удобный, мобильный, компактный аппарат Waeco-Dometic Combicool, функционирующий от трёх различных источников тепла

Наконец, есть возможность купить реально действующий на пропане промышленный холодильник импортного производства. Наглядный пример – универсальный аппарат немецкого производителя, выпускаемый под маркой Waeco-Dometic Combicool.

Конструкция мобильного холодильника обеспечивает получение холода при работе от одного из трёх источников энергии, в том числе и от баллона с газом.

Выводы и полезное видео по теме

Преимущества и недостатки мобильного холодильника, который может работать и от электричества, и на газу:

Краткий видеообзор автохолодильника марки Dometik:

Выводы из всей истории с конструированием «бесплатной» во всех отношениях холодильной техники вытекают однозначные. Единственная причина сборки газового холодильника своими силами – это желание сделать чего-нибудь самостоятельно.

Нередко удовольствие от собственных успехов перекрывает любые инновации мирового масштаба. Однако современные заводские модели надежнее и безопаснее.

Холодильники абсорбционного типа

Ремонт отечественных холодильников

10 июля 2006 г.
http://www.elremont.ru

1. Общие сведения

Бытовые холодильники абсорбционного типа предназначены для кратковременного хранения скоропортящихся пищевых продуктов и получения пищевого льда.

Отечественная промышленность выпускает абсорбционные холодильники объемом от 3О до 200 дм3 (л) и потребляемой мощностью от 75 до 200 Вт (табл. 1.).

Таблица 1. Технические характеристики холодильников абсорбционного типа.
Таблица 1. (продолжение)
Холодильник Потребляемая мощность, Вт Габаритные размеры, мм Масса, кг
«Морозко-3М» АМ-30 75 580х420х445 19,4
«Морозко-4» АШ-30 60 450х400х405 15
«Морозко-5» АШ-50 75 650х400х405 21
«Ладога-40М» АШ-40 (бар) 75 800х1140х432 60
«Спутник» АШ-60 (бар) 90 вертикальный вариант
1000х500х600;
горизонтальный вариант
850х1000х600
90
«Ладога-4» АШ-80 100 980х550х580 46
«Иней» АШ-120 123 1100х560х610 60
«Кристалл-4» АШ-120 125 1060х570х650 53,5
«Кристалл-9» АШД-200П 200 1320х570х600 58
«Кристалл-9М» АШД-200П 130 1320х570х600 60
«Кристалл-12» АШД-250П 200 1600х580х600 68

Особенностью холодильников абсорбционного типа является бесшумность работы, отсутствие запорных вентилей и движущихся частей, что увеличивает его долговечность.

Однако по сравнению с компрессионными холодильниками абсорбционные имеют ряд недостатков. Поскольку нагреватель постоянно или циклично включен в электросеть, эксплуатация абсорбционного электрохолодильника обходится дороже компрессионного, включающегося в сеть периодически.

Производительность абсорбционных холодильников значительно ниже компрессионных, процесс охлаждения и получения низкой (минусовой) температуры в абсорбционных холодильниках протекает значительно медленнее и достигаемая температура значительно дольше, чем в компрессионных холодильниках.

В последнее время разработаны новые модели абсорбционных холодильников с агрегатом, который создает более низкие температуры в низкотемпературном отделении. Так, в низкотемпературном отделении холодильника «Кристалл-9» температура минус 18 °С.

Свое название холодильники абсорбционного типа получили от происходящего в них процесса абсорбции, т.е. поглощения жидким или твердым поглотителем паров хладагента, образующихся в испарителе. Хладагентом служит аммиак. Пары аммиака поглощаются водой с образованием при этом водоаммиачного раствора.

Аммиак (NНз) — бесцветный газ с очень резким характерным запахом, легко растворятся в воде. Раствор имеет щелочную реакцию, на этом основан весьма простой способ обнаружения утечки из системы хладоагрегата газообразного аммиака: посинение смоченной водой лакмусовой бумажки в парах, содержащих аммиак.

Компонентами раствора для заполнения холодильного агрегата являются: хладагент — аммиак, абсорбент — бидистиллят воды, ингибитор — двухромовокислый натрий, инертный газ — водород. Количество водоаммиачного раствора для заполнения холодильного агрегата составляет 350-750 см3, концентрация аммиака в водоаммиачном растворе 4-36% (по массе).

Агрегат наполнен водоаммиачным раствором и водородом под давлением 1,47-1,96 МПа. Водород инертен и не вступает в химическую реакцию с аммиаком.

Назначение водорода — создание противодавления аммиачному пару. Водород подается в конденсатор с меньшим давлением, чем давление аммиачного пара до его конденсации.

Для предохранения внутренней поверхности труб холодильного агрегата от коррозии в раствор вводят хромат натрия (Na2 CrO4) в количестве примерно 2% массы заряда. Водоаммиачный раствор приготовляют, смешивая аммиак с дистиллированной водой двойной перегонки.

Холодильный агрегат расположен на задней стенке холодильного шкафа, испаритель — внутри холодильной камеры.

Холодопроизводительность агрегата абсорбционно-диффузионного типа 20-30 ккал/ч.

2. Холодильный агрегат

Холодильный агрегат абсорбционно-диффузионного действия изготовлен из бесшовных труб, соединенных газовой сваркой. Основные узлы агрегата:

  • генератор — выработка аммиачного пара и подъем слабого раствора на высоту слива в абсорбер;
  • конденсатор — конденсация паров аммиака;
  • испаритель — испарение жидкого аммиака с образованием холода;
  • абсорбер — поглощение пара аммиака водоаммиачным раствором (процесс абсорбции);
  • электронагреватель — нагрев водоаммиачного раствора в генераторе.

Принцип работы холодильного агрегата абсорбционного типа заключается в следующем. Концентрированный раствор постоянно нагревается в кипятильнике 1 (рис. 1.) до температуры кипения каким-либо источником тепла (электрическим, газовым и т.д.).

Рис. 1. Схема холодильного агрегата абсорбционного типа:

1 — кипятильник: 4 — испаритель;
2 — дефлегматор: 5 — абсорбер
3 — конденсатор:

Так как температура кипения хладагента значительно ниже температуры кипения растворителя абсорбента), то в процессе выпаривания концентрированного раствора из кипятильника выходят концентрированные пары хладагента с небольшим количеством растворителя. На пути движения к конденсатору концентрированные пары хладагента проходят специальный теплообменный аппарат (дефлегматор 2), в котором происходит частичная конденсация концентрированных паров. При этом образовавшийся конденсат стекает в слабый раствор, входящий из кипятильника, а более концентрированные пары хладагента поступают в конденсатор 3. Высококонцентрированный жидкий хладагент из конденсатора поступает в испаритель 4, где он закипает при отрицательной температуре, отбирая тепло из холодильной камеры. Слабый раствор из кипятильника поступает в абсорбер 5 и охлаждается окружающей средой до температуры начала абсорбции. Выходящие из испарителя пары хладагента также поступают в абсорбер навстречу движущемуся охлажденному слабому раствору. В абсорбере происходит процесс поглощения (абсорбции) паров хладагента слабым раствором. При этом выделяется некоторое количество теплоты абсорбции (смешения) в окружающую среду Образовавшийся в абсорбере концентрированный раствор термонасосом передается в кипятильник.

Циркуляция раствора и хладагента осуществляется непрерывно, пока работают кипятильник и термонасос, обогреваемые одним источником тепла. Таким образом, в абсорбционном холодильном агрегате непрерывного действия роль всасывающей части механического компрессора выполняется абсорбером, а нагнетательной —термонасосом.

Для повышения эффективности холодильного цикла абсорбционной холодильной машины используют также теплообменники жидкостные и паровые, которые сокращают непроизводительные потери тепла.

а)

б)

Рис. 2. Электронагреватель:

а — устройство: 1 — металлическая гильза; 2 — нихромовая спираль; 3 — песок; 4 — втулка спирали; 5 — фарфоровые бусы;

б — схема включения

Электронагреватель холодильного агрегата изготовлен из нихромовой проволоки сплава Х20Н80-Н-1-0.25, 0 0,25, завитой в спираль 2 (рис. 2, а) с нанизанными на нее фарфоровыми втулками 4. Спираль вставлена в металлическую гильзу 1, изготовленную из трубы. Свободное пространство между втулками спирали и внутренней поверхностью гильзы заполнено песком 3. Длина гильзы 200-250 мм, диаметр 20-25 мм. С одной стороны гильза наглухо закрыта. В открытую часть гильзы вложен нагревательный элемент, располагающийся на участке длиной 150 мм, от краев гильзы он находится на расстоянии 5 мм. Через колпачок с отверстиями концы спирали, изолированные фарфоровыми бусами 5, выведены из металлической гильзы. Концы спирали присоединяются к переключателю мощности или к терморегулятору.

В зависимости от объема холодильника электронагреватели различаются до мощности, количеству ступеней — 1,2 или 3 (рис. 2, б), а также по напряжению. Так, одноступенчатый электронагреватель холодильника «Кристалл-4» имеет мощность 125 Вт; двухступенчатый электронагреватель в двухкамерном холодильнике «Кристалл-9» имеет две ступени мощностей — 200 и 70 Вт. В холодильниках старых моделей устанавливались двух — и трехсекционные нагреватели, рассчитанные соответственно на два или три, переключения мощности.

Система регулирования температуры в абсорбционных холодильниках может быть ручной и автоматической. В первом случае, когда электронагреватель рассчитан на несколько ступеней мощности, регулировка температуры производится самим владельцем путем включения нагревателя на большую или меньшую мощность, а в газовых холодильниках — ручкой регулятора расхода газа.

В холодильниках новых моделей применяется прерывистый (цикличный) режим работы с постоянной мощностью электронагревателя. Благодаря использованию инерционной способности холодильного цикла удалось существенно снизить суточный расход электроэнергии и повысить срок службы электронагревателя. В электрическую цепь холодильника включен терморегулятор, отключающий электронагреватель при достижении в камере заданной температуры. Естественно, что при такой цикличной работе холодильного агрегата температура в камере постоянной быть не может и определенный средний уровень ее может поддерживаться только средствами автоматики.

В холодильниках применяют терморегуляторы АРТ-2А или Т-110 (Т-120) разных модификаций с соответствующей настройкой температурной характеристики.

Терморегулятор работает следующим образом. При достижении температуры на испарителе ниже определенной величины в капиллярной трубке терморегулятора, закрепленой на испарителе, происходит конденсация хладона, в результате чего давление пара хладона падает и контакты терморегулятора размыкаются. При этом электронагреватель отключается от сети. При повышении температуры на испарителе жидкий хладон, находящийся в капиллярной трубке терморегулятора, начинает испаряться. Давление пара хладона достигает величины, при которой контакты терморегулятора вновь замыкаются. При замыкании контактов терморегулятора электронагреватель потребляет электроэнергию и холодильный агрегат работает. Температура на испарителе вновь начинает понижаться.

3. Принцип работы

Холодильный агрегат холодильника «Морозко-ЗМ» (рис. 3) абсорбционно-диффузионного действия представляет собой систему цельнотянутых стальных труб, герметично закрытую, без движущихся частей и в работе абсолютно бесшумную.

Рис. 3. Холодильный агрегат холодильника «Морозко-ЗМ»:

1 — теплообменник; 9 — генератор;
2 — сборник раствора; 10 — термосифон;
3 — аккумулятор водорода; 11 — регенератор;
4 — абсорбер; 12 — трубки слабого раствора:
5 — регенеративный газовый теплообменник; 13 — пароотводящая трубка;
6 — дефлегматор; 14 — электронагреватель;
7 — конденсатор; 15—термоизоляция
8 — испаритель;

Наполненный водоаммиачным раствором и водородом агрегат работает в течение всего срока службы. Благодаря присутствию в холодильном агрегате инертного газа общее давление системы поддерживается одинаковым во всех частях, а после зарядки составляет примерно 42 МПа. Это позволяет обеспечить необходимую циркуляцию внутри труб с помощью термосифона — трубки малого диаметра, подогреваемой в нижней части электронагревателем. Генератор и электронагреватель закрыты металлическим кожухом, внутри которого проложена термоизоляция 15 из стекловолокна.

Концентрированный водоаммиачный раствор с начальной концентрацией около 35% подогревается электронагревателем 14 в термосифоне 10 генератора 9 до температуры 55-175 °С. Образующаяся при кипении парожидкостная смесь поднимается по термосифону, так как удельный вес ее становится меньше, чем удельный вес крепкого раствора в сборнике 2, с которым сообщается термосифон. После выхода из термосифона от парожидкостной смеси отделяется водоаммиачный пар, а слабый водоаммиачный раствор поступает через трубку 12 слабого раствора и теплообменник растворов в верхнюю часть абсорбера 4. Водоаммиачный пар через пароотводящую трубку 13 поступает в регенератор 11, а затем проходит через дефлегматор 6 в конденсатор 7.

В результате охлаждения концентрированным раствором в регенераторе 11 достигается повышение концентрации пара без потерь тепла. Дополнительное охлаждение пара окружающим воздухом, образование флегмы с целью максимального повышения концентрации пара и отделения от него воды происходит в дефлегматоре 6. Аммиачный пар поступает в конденсатор 7, а флегма — в регенератор 11.

Процесс дефлегмации в холодильных агрегатах абсорбционного типа происходит на выходе из генератора, когда пары аммиака, имеющие примесь паров воды, охлаждаются окружающим воздухом. При этом флегма (концентрированный раствор аммиака) отделяется от паров аммиака, т.е. пар очищается от примесей воды. Пары воды вместе с флегмой возвращаются в генератор. Дефлегматор расположен на пароотводящей трубе.

В конденсаторе аммиачный пар конденсируется. Образовавшийся жидкий аммиак сливается в испаритель 8, где происходит испарение жидкого аммиака, сопровождающееся поглощением тепла холодильной камеры.

Между испарителем и абсорбером циркулирует водород в смеси с аммиаком под высоким давлением. В испарителе пар аммиака диффундирует в бедную пароводородную смесь.

Насыщенная парами аммиака пароводородная смесь опускается через регенеративный газовый теплообменник 5 в сборник раствора 2. Туда же поступает неиспарившаяся часть жидкого аммиака. Продолжая свое движение в абсорбере, насыщенная аммиаком пароводородная смесь в процессе абсорбции отдает полученный в испарителе аммиак слабому водоаммиачному раствору, который движется противотоком, сливаясь сверху вниз.

Очистившись от значительной части аммиака и уменьшив свой удельный вес, пароводородная смесь становится бедной, вытесняется из абсорбера притоком, насыщенным более тяжелой газовой смесью из испарителя и поступает в регенеративный теплообменник 5, где охлаждается насыщенной пароводородной смесью, поступившей из испарителя.

Охлажденная бедная пароводородная смесь поступает в испаритель. Водоаммиачный раствор, обогатившись аммиаком в абсорбере, сливается в сборник раствора 2, а затем в теплообменник 1 растворов, где подогревается возвращающимся из генератора слабым водоаммиачным раствором. Нагретый насыщенный водоаммиачный раствор поступает в термосифон 10. Процессы в холодильном агрегате протекают непрерывно. Кипение в генераторе сопровождается поглощением тепла электронагревателя, раствор кипит и образуется водоаммиачный пар.

Тепло в холодильной камере поглощается холодильным агентом (аммиаком) через развитую, оребренную поверхность испарителя.

Интенсивность выделения тепла от холодильного агента в окружающую среду в конденсаторе и абсорбере обеспечивается развитой поверхностью теплообмена и достигается соответственно оребрением и увеличением длины трубы.

Аккумулятор 3 водорода служит сборником водорода и газообразного аммиака и стабилизирует работу холодильного агрегата в случае повышения температуры окружающем среды, способствуя поддержанию постоянного холодильного эффекта.

Вследствие непрерывности холодильного цикла в холодильной камере холодильника с помощью описанного холодильного агрегата достигается и устанавливается низкая температура.

Необходимый режим работы холодильного агрегата определяется конструктивным исполнением и размерами, а также параметрами заряда (концентрацией водоаммиачного раствора, давлением водорода) и устанавливается в зависимости от температуры окружающей среды и режима работы нагревателя термосифона.

4. Заполнение агрегата водоаммиачным раствором

Эту операцию рекомендуется проводить в такой последовательности. Проверить, все ли вентили на стенде закрыты, открытые — закрыть. Подать к стенду сжатый воздух, Проверить давление по манометру (оно должно быть не менее 490 кПа). Открыть вентиль водородного провода, установить давление на низкой стороне редуктора по графику зависимости давления от температуры на зарядной станции. Давление должно быть на 49 кПа больше зарядного давления. После установки давления по манометру на редукторе открыть вентиль 3 (рис. 4).

Рис. 4. Схема зарядной станции:

МТ — мерная трубка; 1 — дренажный вентиль; 9 — вентиль подачи водорода в смеситель;
ПК— предохранительный клапан; 2 — вакуумный вентиль; 10 — вентиль, соединяющий смеситель с дозатором;
ВК— вакуумметр; 3 — водородный вентиль; 11 — вентиль подачи аммиака;
М1 — манометр смесителя; 4 — вентиль вакуумирования и подачи водорода к зарядному ключу; 12 — вентиль подачи воды:
М2 — водородный манометр; 5 — вентиль, соединяющий дозатор со смесителем; 13 — вентиль, соединяющий дозатор с атмосферой;
6 — вентиль зарядки агрегата; 14 — вентиль, соединяющий вакуум-систему с атмосферой;
7 — вентиль подачи водорода в смеситель; 15 — вентиль вакуумметра:
8 — вентиль, соединяющий смеситель с дозатором; 16 — вентиль для взятия пробы

Сверить показания стендового манометра и манометра на редукторе, отрегулировать давление и закрыть вентиль 3. Давление проверяется по стендовому манометру. Манометр на редукторе является индикаторным прибором. Подключить агрегат к стенду, включив пневмозажим. Проверить герметичность подключения, подав к зарядному ключу водород под давлением 490 кПа, для чего открыть вентиль 4, а затем вентиль 3 до давления на стендовом манометре 490 кПа, после чего закрыть вентиль 3. Неплотность подключения проверяется по характерному шипящему звуку прорывающегося водорода. При обнаружении утечки открыть вентиль 1, уменьшить давление и закрыть вентиль 1, после чего сменить уплотнительную шайбу. Открыть вентиль 15 вакуумметра, включить вакуум-насос. Когда установится стабильное разрежение, проверить его величину по вакуумметру. Оно должно быть не ниже 93 кПа. При большем разрежении работать не разрешается.

Отвакуумировать агрегат, открыв вентиль 2, до прекращения движения стрелки вакуумметра, после чего закрыть вентиль 2. Открыть вентиль 3, наполнить агрегат водородом до давления 490 кПа, закрыть вентиль 3. Открыть вентиль 1, сбросить давление, закрыть вентиль 1. Открыть вентиль 2, произвести повторное вакуумирование, закрыть вентиль 2.

Открыть вентиль 3, наполнить агрегат водородом до давления 490 кПа, закрыть вентиль 3. Открыть вентиль 1, сбросить давление, закрыть вентиль 1. Открыть вентиль 2, произвести вакуумирование в третий раз, закрыть вентиль 2. Открыть вентиль 10, а затем вентиль 5, наполнить дозатор раствором. За наполнением дозатора следить по мерному стеклу. Когда уровень раствора достигнет установленной метки, закрыть вентиль 5.

Закрыть вентиль 4, открыть вентиль 6. Наполнить агрегат из дозатора. Уровень раствора должен снизиться до установленной метки на мерном стекле, после чего закрыть вентиль 6.

Открыть вентиль 4, затем вентиль 3 и ввести в агрегат зарядное давление раствора. Запереть зарядным ключом запорную иглу наполнительного штуцера, закрыть вентиль 3, открыть дренажный вентиль 1. Отключить пневматический зажим и снять агрегат со стенда. Закрыть дренажный вентиль 1.

Проверить мыльной пеной герметичность на зарядном штуцере. При обнаружении неплотности дожать запорную иглу и повторить проверку.

Приготовление водного раствора аммиака

Процесс насыщения ведется при включенной вытяжной вентиляции. Перед началом работы по насыщению необходимо подорвать вручную предохранительные клапаны на смесителе и водородом проверить давление их срабатывания, для чего открыть вентили 9 и 7 и, постепенно открывая вентиль 3 так, чтобы на манометре М1 смесителя давление не превышало 196 кПа, подать водород в смеситель. Давление срабатывания клапанов регистрировать по водородному манометру М2, оно не должно превышать 147 кПа. Закрыть вентиль 3.

Открыть вентиль 15, включить вакуум-насос, открыть вентиль 2. Вентиль 12 соединить резиновым шлангом с бутылью, в которой находится 30 дм3 дважды дистиллированной воды с добавкой хромовокислого натрия, открыть вентиль 12. По окончании процесса закачки закрыть вентили 12, 9, 7 и 2. Выключить вакуум-насос. Включить подачу к смесителю охлаждающей воды. Проверить подачу воды по струе в сливной воронке.

Осторожно, не более чем на половину оборота, открыть вентиль 11 подачи аммиака. При сильной вибрации смесителя уменьшить подачу аммиака, закрывая вентиль 11. Процесс насыщения ведется до тех пор, пока уровень раствора не достигнет метки на мерном стекле. По окончании процесса насыщения раствор отстаивается в течение 2-3 ч при интенсивном охлаждении смесителя.

Пробу для анализа берут через вентиль 12 при температуре раствора не выше 20 °С.

Раствор готов к наполнению агрегатов только после подтверждения лаборантом, что его концентрация соответствует техническим требованиям. Данные анализа заносят в сменный журнал. Пробу на концентрацию водного раствора аммиака берут через каждые 3 ч работы станции. При непрерывной работе стенда пробу берут с дозатора через вентиль 16. Раствор должен иметь концентрацию аммиака 385 г на 1 кг раствора, хромовокислого натрия в пересчете на сухое вещество 22 г.

Один раз в смену проверяют количество зарядного раствора (450±5 см3) путем слива в мерный цилиндр.

Требования безопасности труда:
  1. Запрещается пользоваться в помещении зарядной станции любым источником) открытого огня.
  2. Запрещается начинать работу до включения вытяжной вентиляции.
  3. Запрещается присутствие на зарядной станции посторонних лиц.
  4. Запрещается в дозатор подавать давление более 196 кПа, для чего он должен быть снабжен предохранительным клапаном.
  5. Во избежание разрядов статического электричества, образующегося при течении водорода, зарядный стенд должен быть заземлен.
  6. Перед началом работы на зарядной станции производится осмотр мерных стекол при обнаружении каких-либо трещин необходимо их немедленно заменить.
  7. Один раз в неделю производить осмотр, проверку сальниковых уплотнителей.
  8. Один раз в месяц мыть зарядную станцию дистиллированной водой.
  9. На зарядной станции должны быть вывешены настоящая инструкция и принципиальная схема станции.
  10. У входа в зарядную станцию должны храниться противогаз и углекислотный огнетушитель.
  11. Зарядное давление водорода для холодильного агрегата в зависимости от температуры окружающей среды:
Температура °С 15 20 25 30 35
Давление, кПа 1783 1813 1842 1881 1911
Проверка на обмерзание испарителя

После заполнения водоаммиачным раствором и окраски холодильные агрегаты ставят на стол для воздушной сушки или подвешивают на специальные крючки в сушильных шкафах. Затем их отправляют на первый участок для комплектовки перед проверкой на обмерзание. На генератор надевают кожух, закладывают теплоизоляцию, монтируют коробку газового теплообменника.

На последнем участке в генератор холодильного агрегата устанавливают электронагреватель и помещают каждый агрегат в специально оборудованный индивидуальный холодильный шкаф с термометром для наблюдения за температурой. Проверка на обмерзание длится 10-12 ч. За время проверки необходимо обращать внимание на температуру внутри шкафа при закрытой двери и на степень обмерзания всего испарителя. После этого ваттметром проверить потребляемую электронагревателем мощность, а по контрольному счетчику — расход электроэнергии. Затем снять агрегат из холодильного шкафа, демонтировать электронагреватель, набить номератором порядковый номер и опломбировать колпачок штуцера.

Статья подготовлена по материалам книги издательства СОЛОН-Пресс Серии Ремонт №35 «Ремонт холодильников» Д. А. Лепаев, В. В. Коляда 2005

Абсорбционный холодильник на аммиаке и его отличия от компрессорного

Абсорбционный холодильник – это холодильный агрегат без компрессора, который работает за счет абсорбции воды. Его работа основана на процессе вбирания жидким поглотителем паров холодильного агента, образующихся в испарителе. Это процесс абсорбции. Для предотвращения коррозии внутрь системы заправляют хромат натрия. Такие холодильные установки бывают электрические, газовые и электрогазовые.

Типичный абсорбционный холодильник на аммиаке

Для чего нужны абсорбционные холодильники

Эти бытовые приборы предназначены для получения пищевого льда или хранения скоропортящихся съестных припасов в течение небольшого времени. Низкая температура продуктов, которые находятся в абсорбционном холодильнике, не дает им испортиться раньше положенного срока. Агрегат морозит напитки и пищу. В ряде стран такие холодильники используют водители, чтобы было безопаснее перевозить еду в машине. Они востребованы в домах, где хозяева проживают периодически.

Отличие абсорбционного холодильника от компрессорного

У холодильника на аммиаке отсутствует компрессор, поэтому при работе он не издает шума. Такие модели, в отличие от компрессорных, редко выходят из строя.

Если произошла поломка, то устранить ее не получится.

В отличие от компрессорных в холодильнике без компрессора на получение минусовой температуры уходит намного больше времени. Такие приборы уступают и по другим показателям. У них ниже производительность холода, а энергетические затраты выше. Это объясняется тем, что происходит постоянное либо циклическое включение электронагревателя.

Основные составляющие абсорбционного холодильника

Такой агрегат состоит из:

  • генератора;
  • конденсатора;
  • абсорбера;
  • испарителя;
  • насоса;
  • регулирующих вентилей.

В генератор поступает водоаммиачная смесь, которая там нагревается. Благодаря конденсатору в окружающую среду отдается большое количество тепла. Если поднести руку за аммиачный холодильник, чувствуется что теплообменник конденсатора теплый. Таким способом проверяют, работает он либо нет.

Абсорбер снабжен водной охладительной системой, он отвечает за наполнение аммиаком обедненного водоаммиачного раствора. Испарительный блок, находится вблизи охлаждаемых камер. Он предназначен для испарения аммиака. Вентилями регулируют подачу газа от одного узла к другому. Процесс должен быть выполнен в правильной последовательности и дозировке. При помощи насоса из абсорбера в генератор нагнетают перенасыщенный раствор аммиака.

Рейтинг лучших абсорбционных холодильников в автомобиль 2019 — 2020 годов

Colku XC-42G (42л)

Размеры модели — 443 X 500 X 440 мм. Полезный объем — 42 л, вес агрегата — 18 кг. Охлаждает до 30 градусов ниже температуры окружающей среды.

хорошая вместимость;

низкий уровень энергопотребления;

эффективное охлаждение.

Цены в интернет-магазинах

Dometic Combicool RF60

Размеры агрегата — 620 X 490 X 490 мм. Объем — 60 л, очень вместительная модель. Вес — 26 кг.

хорошая вместимость;

низкий уровень энергопотребления;

оригинальный дизайн.

Цены в интернет-магазинах

Camping World Unicool DeLuxe 42 L

Емкость агрегата — 42 л, вес — 18 кг. Может использоваться для сохранения тепла продуктов и блюд в холодное время года.

экономично расходует энергию;

бесшумная работа;

быстро набирает температуру;

поддерживает заданную температуру на протяжении 10-12 дней.

Цены в интернет-магазинах

Принцип действия абсорбционного холодильника

Принцип работы абсорбционного холодильника чаще объясняют на примере агрегатов с использованием аммиачной смеси. В генераторе происходит закипание водоаммиачной смеси, которая в паровом состоянии достигает конденсатора. В оставшейся ее части аммиака сохраняется мало. Эти остатки поступают в абсорбер. В нем происходит повторное насыщение аммиаком. А образовавшиеся аммиачные пары проникают в конденсатор, превращаясь опять в жидкость, которая затем направляется в испаритель.

Согласно схеме, хладагент из внутренних частей холодильника забирает тепло, которое потом при поступлении в конденсатор выпускается во внешнюю среду. Движение хладагента в абсорбционном механизме осуществляется одновременно по двум цепям. По крупной проходит водоаммиачная смесь, а также жидкий и газообразный аммиак. Эта цепь обеспечивает функционирование всего устройства. В малой цепи происходит восстановление в смеси необходимого количества аммиака.

Достоинства и недостатки абсорбционного холодильника

У данного агрегата есть определенные преимущества. Одно из них – цена. Надо отметить, что газоэлектрический бескомпрессорный холодильник стоит намного дешевле, нежели компрессорный, имеющий такую же вместительность. Эта разновидность работает от любого источника тепла. В неотложных ситуациях можно использовать и бытовые свечки. Есть модели, которые работают на топливе либо газе.

К главным преимуществам относится:

  • пожарная безопасность;
  • бесперебойная работа на протяжении 20 лет;
  • бесшумность.

Сегодня выпускают модели, которые выделяются высоким уровнем экологической безопасности, потому что в них воды применяется намного больше, чем аммиака. Но это касается только самых современных агрегатов. В них отсутствуют движущиеся, трущиеся друг о друга запчасти и запорные вентили, именно поэтому такие агрегаты считаются надежными.

Но есть и недостатки. В некачественном адсорбционном холодильнике, когда аммиак растворяется в воде, выделяется тепло, которое не отводится. В результате происходит сильное нагревание всей системы, что отчасти отрицательно сказывается на ее работоспособности. Абсорбционный агрегат от газа работает только в том случае, если строго соблюдается уровень. В камере не будет поддерживаться постоянная температура при наклоне прибора, потому что нарушается процесс нагрева, скопления и поглощения хладагента.

Если в холодильник положить большое количество не остывших продуктов, он выйдет из нагревательного режима.

К минусам относится и большой расход электричества. Это обусловлено постоянной работой нагревателя. Аммиачным агрегатом невозможно пользоваться как морозильной камерой, так как у него узкий диапазон рабочих температур. Летом средняя температура составляет примерно +7°С. Необходимо отметить, что он долго выходит на рабочий режим. В среднем на это уходит 30 минут. Еще один существенный минус – это то, что в случае поломки отремонтировать его нельзя.

Области применения абсорбционной холодильной техники

Часто абсорбционные холодильники ставят в автомобиль

Благодаря тому, что такие приборы можно запитывать от газового баллона, бортовой системы машины, стационарной розетки, их используют в любых местах. Нередко берут с собой в путешествия, тем более на 5-литровом баллоне небольшой холодильник проработает 30 дней. Именно поэтому им предпочитают пользоваться туристы. Такие холодильные агрегаты используются теми, кто живет на даче непостоянно, и не нуждается в хранении большого количества продуктов. Эти приборы рекомендованы для мест, которые не отличаются стабильным электроснабжением. В этом случае в результате использования газового баллона в абсорбционном холодильнике можно будет бесперебойно охлаждать продукты.

Во многих странах этот тип холодильного агрегата пользуется спросом. В российских домах они практически не встречаются, к тому же их выбор не всегда оправдан. Поэтому перед покупкой следует тщательно взвесить все плюсы и минусы.

Как работает абсорбционный чиллер

Принцип работы абсорбционного чиллера

Абсорбционный чиллер – это полнофункциональная холодильная машина, предназначенная для охлаждения воды или антифриза, используемых в системах центрального кондиционирования – фанкойлах и центральных кондиционерах. Охлаждение воды в абсорбционном чиллере производится за счет протекающего в нем холодильного цикла, основными элементами которого являются процессы абсорбции и сорбции. Для организации холодильного цикла абсорбционного чиллера используется тепловая энергия вторичных источников тепла: горячей воды, горячего пара, энергия, образуемая в результате сгорания природного газа. Рабочим веществом, для переноса тепловой энергии в абсорбционных холодильных чиллерах является хладагент, в качестве которого выступает вода. В качестве абсорбента как правило используется раствор бромида-лития.

Функциональные элементы абсорбционного чиллера

На рисунке №1 показано размещение функциональных элементов двух-ступенчатого абсорбционного чиллера производства компании Ebara серии RCH. В чиллерах в качестве вторичного источника тепловой энергии используется горячий пар, температура которого 110С. Удаление тепловой энергии, образуемой в результате работы чиллера, осуществляется через гидравлический контур охлаждения конденсатора и далее через градирни башенного исполнения.

  • Испаритель является источником холода абсорбционного чиллера. Вода (Которая является хладагентом) в жидком состоянии инжектируется на внешнюю теплообменную поверхность испарителя и начинает испаряться. Испаряясь вода охлаждает теплообменную поверхность испарителя. При этом вода (Или антифриз), протекающая внутри теплообменной поверхности испарителя также охлаждается.
    Примечание: В испарителе вода – хладагент получает тепловую энергию (Или отдает холод) из гидравлического контура системы кондиционирования.
  • Абсорбер – это агрегат, в котором пары хладагента – воды абсорбируются в абсорбенте – концентрированном растворе бромида-лития. В абсорбере происходит инжекция абсорбента, имеющего высокую температуру. Процесс абсорбции сопровождается отводом тепла в гидравлический контур охлаждения. Таким образом, в абсорбере концентрированный раствор бромида лития разбавляется водой (ослабляется) и получается слабый раствор бромида-лития.
  • Генератор высокой температуры – это агрегат, в котором слабый раствор бромида-лития нагревается за счет энергии вторичных источников (В нашем случае это пар высокой температуры, поступающий из системы горячего водоснабжения). При нагревании раствора выделяются пары хладагента – воды, которые также на данном этапе имеют высокую температуру. Таким образом раствор бромида-лития усиливается.
  • Генератор низкой температуры – это агрегат, в котором усиленный раствор бромида-лития нагревается парами хладагента – воды, нагретыми в генераторе высокой температуры. При этом получается сильный раствор бромида лития, который возвращается в абсорбер.
  • Конденсатор является источником тепла. Пары хладагента, поступающие из генератора низкой температуры конденсируются, переходя из пара в жидкое состояние. При этом энергия, образуемая при конденсации удаляется в гидравлический контур охлаждения конденсатора.

Рисунок №1 Размещение функциональных элементов абсорбционного чиллера
1) Вход воды гидравлического контура охлаждения конденсатора. 2) Генератор низкой температуры. 3) Вход пара. 4) Генератор высокой температуры. 5) Система автоматизированного управления. 6) Теплообменник высокой температуры. 7) Теплообменник средней температуры. 8) Выход пара. 9) Абсорбер. 10) Конденсатор. 11) Вход воды из системы кондиционирования. 12) Выход воды гидравлического контура охлаждения конденсатора. 13) Выход воды из системы кондиционирования. 14) Испаритель

Как работает абсорбционный чиллер

На рисунке №2 показана схема абсорбционного чиллера двойного действия производства компании Ebara, в котором в качестве хладагента используется вода, а в качестве абсорбента – раствор бромида – лития, в качестве вторичного источника тепловой энергии – пар из системы отопления.

Рисунок №2 Схема абсорбционного чиллера двойного действия производства компании Ebara

Как было сказано ранее, испаритель является источником холода в абсорбционном чиллере. В испарителе происходит адиабатическое распыление (Инжекция) хладагента – воды при пониженном давлении среды. Процесс адиабатического распыления сопровождается испарением воды, частицы которой входят во взаимодействие, с теплообменной поверхностью испарителя охлаждая ее. При этом вода или антифриз (из системы кондиционирования), протекающий по внутренней полости теплообменника также охлаждается. Вследствие того что давление среды понижено, температура испарения воды – хладагента также снижена. Далее пары хладагента — воды поступают в абсорбер. В абсорбере пары хладагента поглощаются абсорбентом – высококонцентрированным раствором бромида лития. Таким образом раствор бромида-лития растворяется парами воды (Или ослабляется). Ослабленный раствор поступает в генератор высокой температуры. В генераторе высокой температуры ослабленный раствор нагревается за счет энергии вторичных источников – горячего пара системы отопления. При нагревании ослабленного раствора бромида лития выделяются пары хладагента – воды высокой температуры, при этом раствор усиливается. Усиленный раствор бромида-лития поступает в генератор низкой температуры где охлаждается парами воды – хладагента. Сильный раствор бромида-лития поступает обратно в абсорбер, в то время как пары хладагента — воды поступают в конденсатор. В конденсаторе пары хладагента охлаждаются с помощью воды из гидравлического контура охлаждения конденсатора, поступающей из градирен башенного исполнения. При этом пары хладагента конденсируются при повышенном давлении, переходя из пара в жидкость. Жидкий хладагент – вода подается обратно в испаритель и процесс повторяется.

Рисунок №3 Схема преобразования тепловой энергии в абсорбционном чиллере

Информация взята с сайта www.ecvest.ru

Абсорбционный холодильник своими руками

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *