Абсорбційні холодильники-це пристрої, які використовуються для охолодження та кондиціонування повітря. Вони працюють на основі фізичного явища, званого абсорбцією. Цей принцип роботи є вельми цікавим і маловідомим, тому давайте розглянемо його більш детально.
Основний компонент абсорбційного холодильника-це абсорбент, який є речовиною здатним вбирати і утримувати речовина, зване абсорбатом. Зазвичай в ролі абсорбенту виступає силікагель або літій-бромід. Самі абсорбційні холодильники складаються з двох основних елементів: генератора і абсорбера.
У генераторі відбувається нагрівання абсорбенту, що призводить до його випаровування. В результаті це викликає утворення парів абсорбату. Пари піднімаються і потрапляють в абсорбер, де відбувається їх абсорбція абсорбентом. У холодильній системі важливу роль відіграє також теплообмінник, який відповідає за передачу тепла і охолодження повітря.
Абсорбційні холодильники мають кілька переваг перед компресорними холодильниками. Вони працюють безшумно, адже в цьому типі холодильників немає двигуна і компресора. Крім того, вони можуть функціонувати на електроенергії низької напруги і не вимагають холодоагенту, що робить їх більш екологічними.
Таким чином, принцип роботи абсорбційних холодильників заснований на абсорбції парів абсорбату абсорбентом. Вони мають ряд переваг і знаходять широке застосування в різних галузях, таких як автомобільна промисловість, Біомедична техніка та інші.
Принципи роботи абсорбційних холодильників: що це таке?
Принцип роботи абсорбційних холодильників заснований на використанні спеціального хімічного розчину, званого сорбентом, який здатний поглинати речовини і вивільняти їх при зміні умов. В абсорбційному холодильнику зазвичай використовуються два основних компоненти: сорбент і абсорбент.
Сорбент являє собою матеріал, який здатний поглинати і затримувати певні речовини. Зазвичай використовується літієвий бромід (LiBr) Водний розчин, який може поглинати воду. Абсорбент, як правило, є аміаком або іншими речовинами, здатними реагувати з сорбентом.
Процес роботи абсорбційного холодильника починається з нагрівання сорбенту, що призводить до його розкладання і виділення поглинених речовин, в даному випадку води. Отримана пара води проходить через конденсатор, де охолоджується і конденсується назад у рідину. Потім отримана рідина протікає через випарник, де вона випаровується, поглинаючи тепло з навколишнього середовища і створюючи прохолоду. Цей процес повторюється від циклу до циклу, забезпечуючи постійну роботу абсорбційного холодильника.
Таким чином, абсорбційні холодильники ґрунтуються на вивільненні і поглинанні речовин, що дозволяє їм створювати холод. Вони є енергоефективною альтернативою компресорним холодильникам і широко застосовуються в різних областях.
Основні принципи роботи абсорбційних холодильників
Основний принцип роботи абсорбційних холодильників заснований на процесі абсорбції і десорбції речовини, званого аміаком.
Абсорбційний холодильник складається з чотирьох основних компонентів: генератора, конденсатора, випарника і абсорбера. Генератор нагрівається за рахунок зовнішнього джерела тепла і приводить аміак в газоподібний стан. Газ аміаку надходить у конденсатор, де він охолоджується і стає рідким аміаком. Рідкий аміак потім надходить у випарник, куди подається вода або інше охолоджувальне речовина. У випарнику рідкий аміак переходить в газоподібний стан, за рахунок цього відбувається поглинання тепла з навколишнього середовища. Нарешті, газоподібний аміак переходить в абсорбер, де за допомогою розчину сольвенту (зазвичай вода) відбувається десорбція – аміак повертається в газоподібний стан, а сольвент залишається в абсорбері.
В результаті цього циклу холодильний пристрій створює низьку температуру в випарнику, яка дозволяє охолоджувати продукти або речовини, що знаходяться всередині холодильника.
| Компонент | Функція |
|---|---|
| Генератор | Перетворення аміаку в газоподібний стан |
| Конденсатор | Охолодження газоподібного аміаку до рідкого стану |
| Випарник | Трансформація рідкого аміаку в газоподібний стан з поглинанням тепла |
| Абсорбер | Процес повернення аміаку в газоподібний стан за допомогою розчину води |
Таким чином, основні принципи роботи абсорбційних холодильників засновані на використанні термічного циклу і властивості аміаку і води в якості охолоджуючих речовин.
Чим відрізняються абсорбційні холодильники від компресорних?
Компресорні холодильники засновані на використанні компресора, який стискає холодильний газ для створення холоду. Цей тип холодильника є найбільш поширеним і широко застосовується в побутових і комерційних холодильних системах. Компресорні холодильники мають високу продуктивність і хорошу охолоджуючу здатність. Вони також зазвичай мають широкий діапазон функцій та налаштувань, таких як регулювання температури та автоматичне розморожування.
З другої сторони, абсорбційні холодильники працюють за допомогою процесу абсорбції для створення холоду. Вони не використовують компресор, а замість цього використовують абсорбційні речовини, такі як аміак або вода, для перенесення тепла зсередини холодильника назовні. У такому процесі тепло і витрачається, і температура всередині холодильника знижується. Процес роботи абсорбційних холодильників більш складний і вимагає використання енергії для приводу системи в рух.
Відмінною особливістю абсорбційних холодильників є їх здатність працювати від різних джерел енергії, таких як газ, електрика або паливо, в тому числі сонячна енергія. Це робить їх особливо корисними для використання у віддалених місцях, де доставка електроенергії може бути проблематичною.
Загалом, абсорбційні холодильники мають деякі переваги перед компресорними холодильниками в певних ситуаціях, таких як низьке енергоспоживання, менша гучність і можливість працювати від різних джерел енергії. Однак компресорні холодильники, як правило, мають більшу продуктивність та охолоджуючу здатність.
В кінцевому рахунку вибір між абсорбційними і компресорними холодильниками залежить від конкретних потреб і вимог споживача.
Переваги абсорбційних холодильників перед компресорними
Абсорбційні холодильники мають ряд переваг перед компресорними моделями:
- Відсутність рухомих деталей: абсорбційні холодильники не мають компресора, що означає відсутність рухомих деталей в системі. Це призводить до збільшення надійності і довговічності таких холодильників, а також зниження ймовірності поломок і необхідності ремонту.
- Безшумність: оскільки абсорбційні холодильники не використовують компресор, вони працюють практично безшумно. Це особливо важливо в житлових приміщеннях, де шум компресора може дратувати.
- Енергоефективність: абсорбційні холодильники споживають значно менше електроенергії в порівнянні з компресорними моделями. Це дозволяє заощадити кошти на електричних рахунках і знизити навантаження на енергосистему.
- Гнучкість в установці: абсорбційні холодильники не вимагають наявності електричної розетки і можуть працювати від інших джерел енергії, таких як газовий балон або сонячні панелі. Це їх особливо корисними в умовах відсутності електрики або в поїздках на природу.
- Відсутність вібрацій: одним з негативних аспектів компресорних холодильників є їх вібрація при роботі, що може призводити до перемішування продуктів всередині холодильника. На відміну від цього, абсорбційні холодильники працюють більш плавно і без вібрацій, що дозволяє зберегти якість і свіжість харчових продуктів.
Як працює хімічна реакція в абсорбційних холодильниках?
Хімічна реакція, яка забезпечує роботу абсорбційних холодильників, заснована на принципі абсорбції і десорбції. В процесі роботи холодильника відбувається циклічне перетворення абсорбенту і адсорбенту.
Абсорбент-це матеріал, який здатний поглинати або поглинати певні речовини. Зазвичай для цієї ролі використовується літій-бромідний розчин, який має хорошу абсорбційну здатність до води.
Адсорбент-це матеріал, який здатний утримувати певні речовини на поверхні. В абсорбційних холодильниках адсорбентом зазвичай виступає силікагель-речовина, яка має високу поглинаючу здатність до води.
Процес роботи абсорбційного холодильника починається з нагрівання суміші абсорбенту і адсорбенту. В результаті нагрівання відбувається десорбція, тобто виділення з розчину випареної води.
Далі пар проходить через випарник, де охолоджується і конденсується в рідину. Отримана рідина проходить через клапан і потрапляє в адсорбент, де відбувається абсорбція вологи з навколишнього повітря.
В результаті абсорбції адсорбент насичується вологою, що призводить до зниження його ефективності. Тому процес роботи холодильника закінчується, коли абсорбент повністю насичений вологою.
Для продовження роботи холодильника необхідно розділити абсорбент і адсорбент, щоб обидва матеріали могли бути регенеровані. В абсорбційних холодильниках це забезпечується за допомогою деяких розділових пристроїв і циклічного повторення процесу.
Таким чином, хімічна реакція, заснована на абсорбції і десорбції, є основою роботи абсорбційних холодильників. Вона дозволяє створювати охолодження за рахунок подачі тепла і випаровування вологи, що робить ці холодильники досить ефективними і екологічно безпечними.
Роль аміаку та води в процесі
Аміак відіграє роль холодильного агента в абсорбційній системі. Він випаровується при низькій температурі і утворює аміачну пару. Потім аміак поглинається водою, яка служить в якості абсорбенту. В результаті утворюється аміачний розчин.
Процес поглинання аміаку водою відбувається в абсорбційному апараті, який складається з двох основних частин - генератора і абсорбера. У генераторі аміак нагрівається, що призводить до його випаровування і виникнення аміачної пари. Потім пара потрапляє в абсорбер, де поглинається водою і утворює аміачний розчин.
Після поглинання аміаку у воду, аміачний розчин потрапляє у випарник, де відбувається зворотний процес - випаровування аміаку. При цьому відбирається тепло з навколишнього середовища, що призводить до охолодження.
Таким чином, аміак і вода взаємодіють між собою, створюючи холод. Даний процес повторюється циклічно і забезпечує роботу абсорбційного холодильника.
Який принцип циркуляції холодильної суміші в абсорбційних холодильниках?
Абсорбційні холодильники працюють на основі принципу циркуляції холодильної суміші, яка складається з холодоагенту і абсорбенту. Цей процес відбувається в закритій системі, яка містить циркуляційний насос, генератор, конденсатор і випарник.
Принцип роботи полягає в наступному: спочатку холодоагент випаровується в випарнику, під впливом нагрітого газу або іншого нагрівального елементу. Випаровування холодоагенту створює низький тиск у випарнику, що дозволяє йому поглинати тепло з навколишнього середовища і охолоджувати область всередині холодильника.
Потім випарений холодоагент переміщається в генератор, де відбувається змішання з абсорбентом. Абсорбент-це речовина, здатна поглинати хлорид літію (у випадку абсорбційних холодильників цей хімічний елемент часто використовується як холодоагент). Цей процес називається абсорбцією.
Після абсорбції холодоагент перетворюється в розчин, який перетікає в конденсатор. У конденсаторі відбувається зворотний процес-конденсація розчину назад в холодоагент. При цьому відбувається виділення тепла з розчину, що призводить до його охолодження.
Охолоджений холодоагент повертається в випарник, і процес циркуляції повторюється знову.
Таким чином, абсорбційні холодильники використовують принцип поглинання та конденсації холодоагенту для створення охолодженого середовища всередині холодильника.
Вплив гравітації та тиску на циркуляцію
Усередині абсорбційного холодильника знаходиться абсорбційна колона, в якій відбуваються хімічні реакції і обмін речовинами. Гравітація допомагає переміщати робочі середовища по цій колоні. Так, наприклад, аміак, який є основним робочим речовиною, важче, ніж вода. Тому, під дією гравітації, аміак рухається вниз по колоні.
Іншим фактором, що впливає на циркуляцію речовин, є тиск. Усередині абсорбційного холодильника присутній високий тиск, який створюється за допомогою насоса або інших пристроїв. Цей тиск дозволяє робочим середовищам переміщатися між різними компонентами установки.
Таким чином, гравітація і тиск є ключовими факторами, що забезпечують циркуляцію робочих середовищ в абсорбційних холодильниках. Процес циркуляції дозволяє підтримувати необхідні умови для роботи холодильника і забезпечує охолодження.