абсорбционный холодильник что это такое
Абсорбционный холодильник
Пост опубликован: 23 августа, 2020
Абсорбционный холодильник работает даже без топлива
Испарение любого вещества требует энергии. Несколько капель ацетона нанесённые на ладонь, испаряясь, охлаждают кожу. Именно это свойство было положено в основу абсорбционных холодильников. Только реагенты были заключены в герметичный контур, а в результате ни каких движущихся деталей и чрезвычайно высокая надёжность устройства.
История абсорбционных холодильников
Документально засвидетельствовано что первый такой холодильник использовал более 210 лет назад шотландский учёный Джон Лесли. Но в его устройстве применялся сернистый ангидрид. В течении следующих ста лет, были предложены и запатентованы несколько подобных холодильников, но с разными рабочими веществами.
В первые годы 20-го века, в Москве уже продавались устройства для получения льда под названием «Эскимо». Но были они объёмные, дорогие и прежде всего предназначались для промышленных потребителей, ибо дома держать такой аппарат было практически невозможно.
В 1923 года на рынке появился «Ледяной шар» (Ice Ball). Это фантастически простое устройство, позволяющее за один цикл получить 12 кг льда. Устройства были достаточно популярны в Северной Америке, и выпускались в двух модификациях: левосторонние и правосторонние.
В 1926 года Альберт Эйнштейн усовершенствовал эту конструкцию и запатентовал её как «Холодильник Эйнштейна».
В самом конце 20-го века, были предложены двух- и трёхступенчатые абсорбционные холодильники, которые хотя и обходились дороже, но работали безотказно и бесшумно, а холодильный коэффициент в них поднимался до 16.
Оценка эффективности холодильника
Есть такой параметр – холодильный коэффициент. Он показывает, сколько холода было получено на единицу затраченной тепловой энергии. Для бытовых компрессорных холодильных установок, этот коэффициент не превышает 1,6 (холодильник «Ariston MB40D2NFE»). Для мощных абсорбционных многоступенчатых устройств, холодильный коэффициент может достигать 20!
Принцип работы абсорбционного холодильника
Проще всего изучить схему работы абсорбционного холодильника на пример IceBall (ледяного шара) запатентованного ещё в 1923 году. По внешнему виду, это две круглые металлические емкости, находящиеся в разных уровнях и жёстко соединённых между собой металлической трубой. Система герметична, а внутри находится водный раствор аммиака. В принципе, изобретатели экспериментировали с разными веществами, но наибольшее распространение получил именно аммиак.
Об окончании этого этапа сигнализировал специальный свисток. И была ещё «водная проба». Для этого, надо было нанести каплю воды на верхний сегмент соединительной трубки. В идеальном варианте, вода должна зашипеть и испариться. Обычно, для этого требовался нагрев в течении 90-100 минут.
ВАЖНО: во время этого этапа давление внутри системы повышается до 35 Атм.
Весь рабочий цикл абсорбционного холодильника основан на изменении растворимости легкосжижаемых газов при разной температуре и схематично он приводился в инструкции к таким устройствам.
1. «Горячий шар» нагревают, при этом «Холодный шар» помещают в ведро с водой. Во время этапа «Зарядки», аммиак растворённый в воде улетучивается, и конденсируется в «Холодном шаре». Опытным путём было замечено, что нагрев лучше производить на небольшом огне, в течении 1,5 – 2 часов.
Об окончании этого этапа сигнализировал специальный свисток. И была ещё «водная проба». Для этого, надо было нанести каплю воды на верхний сегмент соединительной трубки. В идеальном варианте, вода должна зашипеть и испариться. Обычно, для этого требовался нагрев в течении 90-100 минут.
ВАЖНО: во время этого этапа давление внутри системы повышается до 35 Атм.
2. Положение шаров меняют – теперь «Холодный шар» оставляют снаружи, а «Горячий шар» опускают в ведро с водой для более быстрого охлаждения. При достаточном объёме воды, для этого требуется 10-12 минут.
3. После того как «Горячий шар» приобретёт температуру окружающего воздуха, устройство устанавливают в специальный короб. Для оптимизации работы, было предусмотрено оригинальное дополнение — Icyball Stabilizer. Это ёмкость в форме полушария, которая наполнялась глицерином. Она чуть задерживала скорость выравнивания температур и служила аккумулятором холода.
После проведённой зарядки, IceBall мог поддерживать отрицательную температуру внутри термоизолированного короба в течении 24-36 часов. А в оригинальной конструкции, «Холодный шар» был оборудован специальной ёмкостью для производства льда.
Как сделать и где использовать
Изучая такую простую конструкцию, невольно возникает желание собрать абсорбционный холодильник своими руками из подручных материалов. Это несложное задание будет по силам даже начинающему любителю самоделок. А использовать для изготовления лучше всего 5-ти литровые баллоны для сжиженного газа.
Для соединения их между собой потребуется латунная трубка с нарезанной резьбой. Её необходимо будет загнуть и приспособить к ней деревянную ручку.
Для уплотнителя резьбового соединения отлично подходит лента ФУМ. Заполняют ёмкости 25% раствора аммиака в воде.
Технические характеристики
А на даче можно с помощью этого устройства заготовлять на зиму ягоды методом «шоковой заморозки». Ведь температура охлаждения у него гораздо ниже, чем в бытовых холодильниках.
Варианты модификации абсорбционного холодильника
Хотя при зарядке «IceBall» требуется нагрев всего в течении 2 часов, но даже на этом этапе вполне возможно использовать альтернативный источник энергии – солнечный концентратор. Нагревать базовую ёмкость свыше 100˚C совсем не обязательно. По описаниям и заметкам пользователей, гораздо эффективнее хладагент улетучивается при невысокой температуре, как раз в районе точки кипения воды.
Для этого надо будет покрасить «Горячую ёмкость» чёрной термоустойчивой краской, и направить на неё сконцентрированный солнечный свет от нескольких зеркал.
А ещё абсорбционный холодильник смогли миниатюризировать до таких скромных размеров, чтобы использовать в медицинских мобильных холодильниках
Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на наш канал, Если статья Вам понравилась!
Делитесь с друзьями, оставляйте ваши КОМЕНТАРИИ (Ваши Комментарии очень помогают развитию проекта)
Добавляйтесь в нашу группу в ВК:
и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее.
Какой автохолодильник выбрать: абсорбционный или компрессорный?
На самом деле в этой статье я расскажу не как выбрать, а поделюсь интересной информацией по абсорбционным холодильникам, которые работают как от газа так и от электричества.
Для начала немного эмоций об этом чуде техники:
Еду с работы домой, на часах первый час ночи, раздается звонок, звонит хозяин жилого модуля, который строили мы. Для понимания он сейчас путешествует по казахстану. «Саня, холодильник не морозит! совсем не морозит, на улице +35, у меня в морозилке мясо, что делать?»
Из разговора выяснилось, что вчера холодильник стал плохо замораживать, и к сегодняшней ночи ситуация все более усугублялась. На данный момент, проработав пять часов от 220В холодильник не охладил, да же, внутренние стенки. Про газ я промолчу, он престал работать на нем спустя пару месяцев, как оказалось это особенность конструкции, мелкая шайба, диаметром 0,03, которая в свою очередь засоряется.
Да как так то? Холодильник новый, пробег жилого модуля около 15т.км. При выборе руководствовались отзывами людей, все говорили как один — «холодос огонь! Поставил — радуюсь!»
В итоге проблема существует, ее надо решать, полез на профильные форумы, через час нудной читанины узнаем, как оживить его))) по сути все просто — нужно превернуть холодильник на два часа к верху дном и он заработает. В полевых условиях этого не сделать, он вмонтирован в мебель. Все, тупик…
Для себя из этой ситуации я сделал два вывода:
1. Не покупать и не ставить людям те вещи, в которых ты не уверен, которые не опробованы тобой лично, в которых не разобрался, как это устроено, до мелочей.
2.Любая техника имеет свойство ломаться, поэтому нужно заложить возможность ее легкого демонтажа в условиях дальних поездок, когда рядом нет специализированного сервиса, но есть обычные бытовые, в которых можно принеся, починить отдельно.
Мое мнение по абсорбционным холодильникам – не подходят для использования в кемпере, от слова совсем.
Мои мысли по этому поводу:
Итак, как пишут производители, в абсорбционном холодильнике видны одни плюсы: «Достоинством этих устройств является их бесшумность работы и просто невероятная долговечность, что обусловлено отсутствием движущихся механизмов и запорных вентилей»
На самом же деле, не такая уж и большая у них долговечность, огромный гемор в обслуживании, малое КПД, привязка по охлаждению к температуре окружающей среды.
А вариант работы на газу тянет за собой внедрение отдельной вентиляции в помещение, исключительно для холодильника. Залезая в физику процесса на поверхность вылазит еще и АММИАК, который используется в качестве хладагента, который в свою очередь растворен в воде, и вся эта адская смесь находиться под давлением.
Дальше приведу в пример интересную цитату с просторов интернета, с сайта по ремонту холодильников: «Самая большая неприятность, которая может случиться с холодильником, это неисправность холодильного агрегата. Тут вариантов несколько, утечка аммиака, либо засор трубок. Если проблема в засоре, существует народный метод – нужно отключить холодильник из сети, перевернуть холодильник вверх ногами. Оставить в таком положении на неделю. Периодически качая холодильник и простукивая деревяшкой видимые трубы холодильного агрегата. Необходимо соблюдать при этом меры предосторожности, так как внезапная разгерметизация системы чревата химическим поражением кожи, глаз и дыхательных путей. Если произошла утечка, течь аммиака обнаруживается по светло-желтому пятну, образующемуся в месте течи, и «по запаху аммиака». В связи с тем, что ваш холодильник заправлен аммиаком, то ремонт его холодильного агрегата осуществляется только в заводских условиях! Это связано с тем, что работы с аммиаком необходимо производить в специальных условиях с использованием специализированного оборудования. Ремонт на дому не производится.»
О каком народном методе идет речь? Это далеко не наш подход, поэтому я ставлю жирный крест на дальнейшем использовании автохолодильников такого типа.
Остается только старый проверенный холодильник компрессорного типа. Реально плюсов больше чем минусов: Не зависит от температуры окружающей среды, КПД выше, по итогу морозит сильнее. Обслужить можно практически в любой точке мира, фреон есть везде. Питание 12/220V. Потребляемая мощность 50Вт, а некоторые производители утверждают, что на среднем режиме падает до 15ВТ/час. При условии солнечной батареи в 200-300ВТ, его работа никак не отразиться на борт сети. Да он шумнее, да чуть тяжелее, но за надежность и простоту эти факторы можно опустить.
Почему сразу не поставили компрессорный холодильник? Все просто, была погоня за автономностью и технологичностью, да и в солнечную энергетику сильно не верилось. Сейчас, все переосмыслив, могу смело сказать: «выбор холодильника в автодом – только компрессорного типа.»
PS: За солнечными панелями – будущее. Они реально работают, и выполняют свою функцию на 100%, если вы не ошиблись с расчетами))
Свежие фото с солнечного Казахстана, путешествие на сломанном холодильнике не заканчивается))
Абсорбционный холодильник: все, что вы хотели знать о бескомпрессорной технике
Абсорбция – это поглощение (впитывание) одного вещества другим. Именно этот процесс положен в основу работы абсорбционного холодильника, в котором одно химическое вещество впитывается в другое (а если быть точнее – растворяется в нем), что позволяет прибору генерировать холод. В статье мы рассмотрим, ч то это за вещества, какие узлы находятся в холодильнике, какие разновидности оборудования существуют и где применяются.
Где используют абсорбционный холодильник
Несмотря на отсутствие компрессора, абсорбционный холодильник все же нуждается в нагреве циркулирующей в нем жидкости, что происходит в тепловом насосе. Последний может работать от электричества или на газу. В первом случае потребуется розетка, а во втором – газовая магистраль или баллон со сжиженным газом.
Электроэнергии оборудование потребляет совсем немного по сравнению с компрессорными аналогами. Например, обычный домашний двухкамерный холодильник за минуту активной работы расходует примерно 4.20 Вт. Абсорбционная версия с аналогичной вместительностью расходует 2.25 Вт, т. е в два раза меньше. Поэтому такую технику выбирают для хранения больших партий продуктов на предприятиях и складах, чтобы снизить расходы.
Существуют автомобильные абсорбционные холодильники, подключаемые к 12-вольтному прикуривателю. У них расход электроэнергии еще меньше – 0.75 Вт в минуту. Поэтому такие компактные модели востребованы у дальнобойщиков, любителей путешествий на авто, фанатов кемпинга и при обустройстве домов на колесах.
Абсорбционные версии на газу популярны в дачных домиках и других сооружениях, не подключенных к электросети. Одного баллона газа хватает надолго, поскольку за час работы аппарат сжигает около 12 грамм топлива. Емкость баллона может составлять от 10 до 50 л, поэтому при регулярном использовании прибора его хватит на 1–2 месяца. Конечно, этот показатель зависит от интенсивности эксплуатации холодильника. Небольшое устройство подходит для походов, чтобы сохранить свежими мясо, рыбу и другие скоропортящиеся продукты.
Выпускают абсорбционные холодильники не только с глухими, но и прозрачными дверцами. Такие модели активно применяются в отелях для охлаждения напитков в мини-баре.
Как работает абсорбционный холодильник
Чтобы генерировать холод, используется циркуляция хладагента, состоящего из аммиака и водного раствора. Вода поглощает (абсорбирует) аммиак, а потом высвобождает его обратно. Процесс повторяется многократно и работает по замкнутому циклу. Рассмотрим основные элементы конструкции и физико-химические процессы, проходящие внутри агрегата.
Основные элементы
Абсорбционный холодильник имеет прямоугольный или квадратный корпус. Доступ к камере реализован с использованием дверцы на лицевой стороне или крышки сверху. Холодильный отсек изнутри оснащен термоизоляцией для продолжительного сохранения прохлады. Полки и отсеки располагаются как в обычном холодильнике.
За генерацию холода отвечают следующие узлы:
Принцип работы
Для создания хладагента используют аммиак и обычную воду, в которой может быть растворено до 1000 единиц газа в одной единице воды. Некоторые производители добавляют в состав водород, содействующий выравниванию давления и повышающий эффективность работы. Хром среди компонентов предотвращает появление коррозии. Иногда аммиак может заменить раствор бромистого лития, ацетон или ацетилен.
Принцип работы холодильной абсорбционной установки заключается в следующем:
Отличия от компрессорного холодильника
В компрессорном холодильнике охлаждение камер осуществляется благодаря сжатию хладагента. Компрессор нагнетает газ через конденсатор в капиллярную трубку. После чего хладагент преобразуется в жидкость, запуская поглощение тепла в испарителе. Затем вещество снова становится газообразным (от закипания и испарения), и цикл повторяется.
Компрессор состоит из электромотора со статором и вращающимся ротором. От вала крутящий момент передается на кривошипную шейку вала и поршень. Последний движется по цилиндру и сжимает хладагент возвращательно-поступательными движениями. Вращение ротора и цикличная работа поршневой группы вызывают шум. Если компрессоров два, то он усиливается в два раза при их одновременной работе. Для старта нужны повышенные пусковые токи, что создает «моргание» света, когда в розетки включено много потребителей. Таким образом, компрессорный холодильник отличается от бескомпрессорного тем, что он способен создавать шум и вызывать перепады напряжения в электросети.
В конструкции компрессорного холодильника есть подшипники, которые изнашиваются. При их поломке слышен дополнительный гул, вибрация, узел перегревается. Еще большему износу подвержен поршень с цилиндром. Ремонт компрессора – это дорогостоящая процедура. Рано или поздно с этим приходится сталкиваться всем владельцам бытовой техники. Тогда стоит выбор – вкладывать большую сумму в ремонт или купить новый холодильник.
В абсорбционном холодильнике нет движущихся механических частей. Циркуляция хладагента возможна за счет незначительного подогрева ТЭНом или горелкой (до 33.3º С), чтобы аммиак начал выкипать и отделяться от воды. Интенсивного тепла не требуется, поскольку кипение воды приведет к перемешиванию ее паров с парами аммиака в конденсаторе, а это «разбавит» состав и снизит эффективность охлаждения.
Поскольку в конструкции нет движущихся частей, то абсорбционные модели почти бесшумные. Устанавливать их можно рядом со спальным местом (недалеко от палатки, гамака) – они не помешают отдыху. Отсутствие трения обеспечивает длительную работу агрегата, ведь здесь нечему изнашиваться.
Разновидности бескомпрессорного холодильного оборудования
Существует несколько модификаций абсорбционных холодильников, отличающихся по способу нагрева хладагента, размерам корпуса, устройству внутренних элементов и продолжительности работы.
По виду нагрева
Самый распространенный – электрический тип, где используется ТЭН. Среди других версий:
Хотя газовые модели выгоднее остальных по затратам на топливо, их применяют реже, поскольку они считаются более опасными.
По размерам корпуса
Еще абсорбционные холодильные камеры делятся на стационарные и переносные. Последние выполняются в виде небольших ящичков с откидной ручкой. Их удобно брать в машину, на пикник, в кемпинг.
Стационарные холодильники могут быть большими и маленькими. Их можно встраивать в кухонную мебель, устанавливать на полу, тумбе, барной стойке или располагать на стене.
По продолжительности работы
По принципу работы с циркуляцией хладагента существуют модели с непрерывным и периодическим действием. В первом случае давление сохраняется стабильно, а потому поддерживается одинаковая температура в камере.
Если хладагент нагревается периодически, то генерация холода происходит импульсами. Температура в камере то понижается, то повышается.
По размещению элементов
У одних абсорбционных холодильников испаритель, отвечающий за генерацию холода, расположен снаружи, а у других – внутри. Первый вариант дает больше места в камере для хранения продуктов. Если произойдет утечка аммиака, газ разбавляется в большом пространстве комнаты, а по запаху пользователь быстрее узнает о проблеме.
Когда испаритель находится внутри камеры, он занимает место. При утечке в комнате нет запаха, зато он испортит хранящиеся внутри продукты, а при открытии дверцы пользователь может вдохнуть большую дозу аммиака.
Плюсы и минусы холодильников без компрессора
Абсорбционная холодильная техника имеет свои достоинства и недостатки. Рассмотрим ее преимущества и слабые места, что поможет окончательно определиться с выбором.
Плюсы:
Минусы:
Аммиак является ядовитым для органов дыхания, и его утечка в закрытом помещении может привести к отравлению. Исходя из этого устанавливать такие приборы в небольших комнатах с постоянным проживанием людей не рекомендуется.
Рассмотрев принцип работы и разновидности абсорбционных холодильников, мы поняли, что в квартиру или дом, подключенный к электрической сети, лучше купить компрессорную модель. Она безопаснее и выигрывает по холодопроизводительности. Бескомпрессорной технике отдают предпочтение для установки на даче, где нет электричества. Автохолодильник пригодится в путешествии, на пляже, в походе или кемпинге.
Абсорбционный холодильник принцип работы
Абсорбционный холодильник: принцип работы
Абсорбционный холодильник
Принцип работы бескомпрессорных аппаратов схож с парокомпрессионными по линии низкого давления.
В зоне высокого давления в качестве рабочего вещества применяются абсорберы.
В зависимости от типа абсорбера такие машины могут быть водно-аммиачные или бромисто-литиевые.
После испарителя пары хладагента поступают в абсорбер, где они поглощаются рабочим веществом (раствором аммиака в воде или раствором бромистого лития).
Выделившаяся при этом теплота сбрасывается в окружающую среду (в помещение кухни), а концентрированный раствор термонасосом закачивается в кипятильник, где происходит его нагрев.
Так как температура кипения хладагента на порядок ниже, в кипятильнике выпаривается только абсорбер, хоть и частично.
Принцип действия абсорбционного холодильника
Холодильников абсорбционного типа предназначены для хранения пищевых продуктов в охлажденном и замороженном состоянии, охлаждения напитков и получения в небольшом количестве пищевого льда.
Для холодильников данного типа характерны бесшумная работа и отсутствие движущихся частей, увеличивающее их долговечность по сравнению с компрессионными холодильниками.
Понятие процесса абсорбции
Холодильники абсорбционного типа получили свое название от происходящего в них процесса абсорбции, т.е. поглощения жидким или твердым веществом паров хладагента, образующихся в испарителе. Хладагентом служит аммиак.
Составные части холодильного агрегата абсорбционного типа
Агрегат изготавливают из бесшовных труб, соединяемых газовой сваркой.
Его основными узлами являются:
• кипятильник (выработка аммиачного пара и подъем раствора с низкой концентрацией аммиака на высоту слива в абсорбер);
• конденсатор (конденсация паров аммиака);
• испаритель (испарение жидкого аммиака с поглощением тепла, вызывающим охлаждение);
• абсорбер (поглощение пара аммиака водоаммиачным раствором — абсорбция);
• электронагреватель (нагрев водоаммиачного раствора в кипятильнике).
Принцип работы абсорбционного холодильника
Концентрированный водоаммиачный раствор постоянно нагревается в кипятильнике 1 (рис. 2.9) до температуры кипения каким-либо источником тепла (электрическим, газовым и т.д.).
Так как температура кипения хладагента значительно ниже температуры кипения растворителя (абсорбента), то в процессе выпаривания концентрированного раствора из кипятильника выходят пары с высоким содержанием хладагента и небольшим количеством растворителя.
На пути к конденсатору они проходят через специальный теплообменный аппарат (дефлегматор 2), в котором частично конденсируются.
Образовавшийся конденсат стекает в раствор с низкой концентрацией аммиака, выходящий из кипятильника, а пары с большей концентрацией хладагента.
Рис. 2.9. Холодильный агрегат абсорбционного типа:
>—» — пары хладагента; >— жидкий хладагент
В зависимости от объема холодильника электронагреватели различаются по мощности, количеству ступеней (1, 2 или 3) и напряжению.
Система регулирования температуры в абсорбционных холодильниках может быть ручной и автоматической.
Принцип работы автомобильных холодильников абсорбционного типа
Действие автохолодильников абсорбционного типа основывается на постоянной циркуляции холодильного агента — аммиачного раствора, его попеременном охлаждении/нагревании.
Раствор поступает в испаритель камеры, охлаждая ее.
Поскольку температура кипения аммиака ниже, чем у воды, он испаряется за счет тепла, которое было получено при охлаждении.
После чего происходит поглощение его паров водой, затем жидким раствором вновь начинается очередной цикл.
Циркуляция идет непрерывно: абсорбер при этом осуществляет функцию всасывания, а термонасос – нагнетания.
Конструктивные особенности автохолодильников данного типа обуславливают объем в 20-150 литров.
Данные устройства достаточно экономичны, работать могут от прикуривателя и от газа.
Как недостатки автомобильных абсорбционных холодильников можно отметить их относительно большой вес наряду с определенной чувствительностью – если аппарат не будет находиться в правильном вертикальном положении, может нарушиться циркуляция хладагента.