КОМПАКТНАЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ АБСОРБЦИОННАЯ ХОЛОДИЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 2022 года по МПК F25B15/00 

Предложена компактная, низкотемпературная абсорбционная холодильная машина, в которой используют раствор бромида лития в метиловом спирте (LiBr/CH₃OH). Такой раствор позволяет получить температуры кипения холодильного агента (метанола) в испарителе порядка -5°…-12°С.

Отличительной особенностью метанола, как холодильного агента, является то, что для получения, например, температуры -10°С, давление в испарителе составляет 21.7 мбар. В то же время, давление а абсорбере, например, при температуре 40°С будет 24.6 мбар. Учитывая, что разность концентраций крепкого (в генераторе) и слабого (в абсорбере) раствора не превышает 0.04%, то скорость абсорбции в абсорбере понижается и, как следствие, повышается давление кипения холодильного агента и температура. Для обеспечения заданной отрицательной температуры кипения в испарителе, преодоления разности давлений в аппаратах и поддержания нормальной работы холодильной машины испаритель и абсорбер соединяют между собой гидродинамическим усилителем.

Гидродинамический усилитель (далее усилитель) относится к классу газожидкостных струйных аппаратов. В усилителе рабочей жидкостью является крепкий раствор, который поступает из генератора в регенеративный теплообменник. За счет кинетической энергии потока рабочей жидкости (крепкого раствора) протекает процесс отсоса паров метанола из испарителя и в нем поддерживают заданное давление и соответственно температуру кипения. В процессе перемещения рабочего раствора кроме отсоса паров холодильного агента происходит интенсивный процесс абсорбции метанола раствором. Для интенсификации процесса абсорбции и отвода теплоты абсорбции диффузор усилителя снабжен охлаждающим змеевиком. Это позволяет уменьшить теплообменную поверхность абсорбера и, соответственно, габариты и вес холодильной машины. Теплоизолирующие перегородки поддерживают устойчивую рабочую температуру в секциях холодильной машины, препятствуя переходу теплоты из секции с более высокой температурой в секцию с низкой температурой.

Изобретение относится к холодильной технике для получения технологического холода на небольших предприятиях пищевой и молочной промышленности, ресторанах, птицефермах, где потребность в низкотемпературном холоде небольшая (порядка 12-18 кВт). Указанные холодильные машины могут широко использоваться для систем кондиционирования воздуха в промышленности и быту.

Для получения низких температур в абсорбционных холодильных машинах (далее АХМ) используют рабочий раствор аммиака в воде. Холодильные машины, работающие на растворе NH₃ / H₂O, позволяют получать температуры кипения в испарителе до -30°…-35°С. Использование растворов фреонов (R22, R134A и других) с дибутилфталатом, диметиловым эфиром тетраэтиленглиголя (ДМЭ-ТЭГ) не получили практического применения из-за неустойчивой работы органических абсорбентов и требований повышенных температур греющего источника свыше 130-140°С. Широко известные и распространены АХМ, в которых используют растворы солей с водой (LiBr/H₂O - бромистолитиевые холодильные машины) предназначены только для получения охлажденной воды с температурой 10-15°С.

Известны разработки и патенты, в которых имеется возможность получать температуру охлажденной воды порядка +1…-1.5°С. Схема такой бромистолитиевой холодильной машины предложена в патентах US 6,122,930 B1 и US 6,247,331 B1 [Nishiguchietal. Sep. 26, 2000; Jun. 19, 2001]. Холодильным агентом в таких машинах является водный раствор бромистого лития с концентрацией не ниже 15%. Конструктивной особенностью этих АХМ является то, что в них имеется два абсорбера, два испарителя и два генератора. Абсорбер и испаритель размещен в одном корпусе. При этом использован испаритель «открытого» типа. Соответственно, машина содержит два насоса для циркуляции холодильного агента и два насоса для циркуляции раствора. Один из насосов циркуляции раствора высокого давления предназначен для смешения слабого раствора с концентрированным раствором в эжекторе. Для смешения растворы подают из разных теплообменников.

Двухступенчатая регенерация раствора значительно усложняет конструктивную схему АХМ. Регулирование режима работы требует дополнительных приборов контроля и регулирования. Система распыления раствора и подачи на теплопередающие элементы абсорберов и испарителей имеет сложную конструкцию. В низкотемпературной части машины возможно образование ледяных пробок, что приводит к остановке работы холодильной машины.

Для получения отрицательных температур хладоносителей (соответственно отрицательных температур кипения холодильного агента) предложены гибридные холодильные машины. Гибридные холодильные машины объединяют в себе абсорбционный и парокомпрессионный цикл. Сторона всасывания компрессора подсоединяется или непосредственно к испарителю, или в паровой трубопровод между испарителем и абсорбером. Нагнетательная сторона компрессора подсоединяется или непосредственно к конденсатору абсорбционной машины или паровому трубопроводу между генератором и конденсатором. Гибридные машины могут работать только в том случае, если абсорбционная машина работает на растворе NH₃ / H₂O или на одном из растворов хладон / органический абсорбент. Гибридные машины не получили практического применения, так как они требуют высококвалифицированного обслуживания, дороги в изготовлении и не дают расчетного экономического эффекта.

Известны АХМ, в которых в качестве летучих компонентов (холодильного агента) используют спирты: метиловый (CH₃OH) или этиловый (C₂H₅OH). По теплофизическим свойствам предпочтение отдано метанолу и системам на его основе. Опытная холодильная машина на растворе LiBr/CH₃OH предложена [«Холодильная техника», 1968, №1, стр. 4-6]. Приведенные экспериментальные данные показывают возможность получения достаточно низких температур кипения при температуре в абсорбере от 20°С до 35°С. Концентрация раствора в абсорбере составляла 47-53%, а концентрация раствора в генераторе 53-57%. При различных режимах работы были получены минусовые температуры кипения холодильного агента (метанола) в испарителе, соответственно: -5.5°С; -11.2°С; -18.6°С. Как указано в статье, расчетный тепловой коэффициент составляет 0.62-0.65. Для низкотемпературных АХМ, особенно работающих на растворах спиртов с солями это неплохой показатель.

Недостатки подобных холодильных машин:

- описанная холодильная машина выполнена в лабораторном варианте без соответствующей конструктивной проработки промышленного образца;

- каждый теплообменный аппарат машины снабжен вакуум-насосом для поддержания постоянного вакуума в аппаратах машины, что абсолютно непригодно для промышленных аппаратов;

- технологическая схема представленной машины показывает только качественную возможность создания АХМ, работающих на растворах соли бромистого лития с метанолом;

В холодильной технике для систем кондиционирования воздуха применяют эжекторные (струйные) холодильные машины. В таких машинах в качестве холодильного агента используют воду. Эжекторы или струйные компрессоры применяют в холодильных машинах с холодильными агентами: аммиак или некоторые фреонов. Струйные аппараты используют в качестве бустер-компрессора или для поджатия пара в ступенях низкого давления аммиачных холодильных установок [Ю.В. Захаров «Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины». Л: «Судостроение» 1972. 566 с]. В патенте US6,941,768 В2 [Iagami, et all.9/2005] эжектор применен для повышения давления всасывания в компрессор и поддержания низкой температуры в испарителе установки кондиционирования воздуха.

Струйные аппараты широко используют в теплоэнергетических установках для отвода неконденсирующихся газов из конденсаторов паровых турбин, а также понижения давления и отвода пара из бойлера. Например, в патенте US5,794,447 [Nicodemus, 8/1998] для отвода паров и конденсата из испарителя в котел использован гидродинамический усилитель (струйный нагнетатель). В указанном патенте использован двухступенчатый гидродинамический усилитель, который позволяет поддерживать заданное давление в двух различный аппаратах.

Применительно к низкотемпературным АХМ, в которых используют спиртовые рабочие растворы, применение струйных аппаратов является определяющим для поддержания заданного вакуума в испарителе. В испарителях АХМ с солевыми растворами для получения отрицательных температур кипения необходимо поддерживать давление ниже атмосферного. Например, для раствора LiBr/CH₃OH при температуре кипения метанола -10°…-11°С, давление в испарителе будет 20-28 мбар.

Наиболее близким техническим решением для поддержания заданного вакуума в испарителе является Patent RU №2690896 [Mirmov et all., 06/06/2019]. В этом патенте предложена абсорбционная холодильная машина, которая работает на растворе LiBr/CH₃OH. Отличительной особенностью указанной машины является наличие гидродинамического усилителя, посредством которого абсорбер и испаритель соединены между собой. Положительным решением данной конструкции является отсутствие влияния температурного градиента между абсорбером и испарителем.

К недостаткам указанной холодильной машины можно отнести:

- наличие в одной холодильной машине нескольких усилителей, установленных параллельно, что усложняют регулирование производительности при изменении тепловых нагрузок в испарителе или абсорбере;

- при абсорбции паров метанола раствором в смесительной камере и диффузоре усилителя выделяется большое количество теплоты, поэтому отсутствие системы отвода тепла в диффузоре увеличивает нагрузку на теплообменный пучок абсорбера;

- отсутствует тепловая изоляция на разделительных перегородках аппаратов.

Известны патенты, в которых рассматриваются конструкции и схемы абсорбционных холодильных машин с солевыми растворами:

Patent US 4,458,499; 7/1984 Grossman, et al. U.S. Cl.62/148, 476;

Patent US 4,732,008; 3/1988 DeVault, et al. U.S. Cl.62/79, 332, 335, 476; 62/238.3;

Patent US 5,044,174; 9/1991 Nagao, et al. U.S. Cl.62/476, 113; 62/238.3;

Patent US 5,794,447; 8/1998 Nicodemus, U.S. Cl.60/654; 417/54, 187, 197;

Patent US 6,122,930; 9/2000 Nishiguchi, et al. U.S. Cl.62/476, 483, 485; 62/141, 335;

Patent US 6,141,987; 11/2000 Huor, et al. U.S. Cl.62/476, 483; 62/141;

Patent US 6,247,331 B1; 6/2001 Nishiguchi, et al. U.S. Cl.62/476, 483, 485; 62/141, 335;

Patent US 6,941,768 В2; 9/2005 Iagami, et al. U.S. Cl.62/500, 498, 288, 511;

Patent US 8,776,539 B2; 7/2014 Verma, et al. U.S. Cl.62/115, 500;

Patent US 8,783,060 B2; 7/2014 Nishijima et al. U.S. Cl.62/500, 498, 170, 195, 515;

Patent US 8,955,343 B2; 2/2015 Verma et al. U.S. Cl.62/115, 498, 500, 512;

Patent US 8,991,201 B2; 3/2015 Ikegami et al. U.S. Cl.62/170, 173, 228.1, 225, 500;

Grosman E. R., et al. Study absorption refrigerating machine using a methanol solution of lithium bromide. Kholodilnaya Tekhnika, 1968, №1, pp. 4-6.

Sakiymota A., Nishiguchi A. Development of an absorption refrigeration machines, operating at heat and cooling temperatures up to below 0°C. Proceedings of the International Conference on sorption heat pumps, 1999, Munich. Germany.

Захаров Ю.В. «Судовые установки кондиционирования воздуха и холодильные машины». Л: «Судостроение» 1972. 566 с.

Рис. 1. Принципиальная схема компактной низкотемпературной абсорбционной холодильной машины.

Целью настоящего изобретения является обеспечение стабильной и эффективной работы компактной абсорбционной холодильной машины, с рабочим раствором LiBr / CH₃OH при отрицательных рабочих температурах в испарителе порядка -5°…-12°С, повышение ее надежности и работоспособности, предотвращение возможной кристаллизации рабочего раствора.

Поставленная цель изобретения достигается тем, что внутренняя полость корпуса разделена на секции теплоизолирующими перегородками. Эти перегородки препятствуют переходу теплоты из секции с более высокой температурой в секцию с низкой температурой.

Также, в предлагаемой АХМ используют гидродинамический усилитель. Усилитель установлен таким образом, чтобы абсорбция паров метанола крепким раствором происходила в смесительной камере и диффузоре усилителя. При этом в качестве рабочей жидкости используют крепкий раствор, который поступает из генератора в абсорбер. Крепкий раствор после регенеративного теплообменника накапливают в ресивере, размещенном в нижней части корпуса холодильной машины. Из ресивера рабочий раствор насосом высокого давления подают в сопло гидродинамического усилителя. За счет кинетической энергии рабочей жидкости протекает интенсивный процесс инжекции паров метанола из испарителя. В смесительной камере и диффузоре протекает интенсивный процесс абсорбции паров метанола крепким раствором. Диффузор усилителя снабжен змеевиком, в который подают охлаждающую воду для отвода теплоты абсорбции. Уже слабый раствор из диффузора попадает на поверхность распределителя, по которому равномерно стекает через перфорацию на теплообменные трубки абсорбера. Применение охлаждения диффузора усилителя позволяет уменьшить поверхность теплообмена трубного пучка абсорбера 30-35%. Теплообменные трубные пучки абсорбера, генератора, испарителя и конденсатора имеют прямоугольное или квадратное сечение. Такая конструктивная компоновка трубных пучков позволила уменьшить весо-габаритные характеристики холодильной машины.

Принципиальная схема предложенной абсорбционной холодильной машины представлена на рис. 1. АХМ состоит из герметичного корпуса (1), внутри которого установлено несколько теплоизолирующих перегородок. Перегородка (2) установлена между полостью абсорбера (3) и полостью испарителя (4). Перегородка (5) отделяет полость абсорбера (3) от полости генератора (6), а перегородка (7) отделяет полость испарителя (4) от конденсатора (8). Перегородка (5) является поддоном генератора, где скапливается крепкий раствор, а перегородка (7) является поддоном конденсатора, где скапливается жидкий холодильный агент. Между генератором (6) и конденсатором (8) установлена перегородка (9), которая совмещена с каплеотделителем (10), например, жалюзийного типа. Все перегородки выполнены из теплоизоляционного материала, например, вспененного полистирола, помещенного в оболочку из листового фторопласта. Перегородки (5) и (7) разделяют корпус (1) на две части. В верхней части размещен генератор (6) и конденсатор (8), а в нижней части корпуса размещен абсорбер (3) и испаритель (4). В генераторе (6) размещен трубный пучок (11), над которым установлен распылитель (12) слабого раствора. В полости конденсатора (8) размещен трубный пучок (13). Абсорбер (3) и испаритель (4) объединены между собой гидродинамическим усилителем (14). Гидродинамический усилитель (14) содержит камеру всасывания (15), сопло (16), камеру смешения (17) и диффузор (18). Усилитель (14) закреплен на перегородке (2) таким образом, чтобы камера всасывания (15) была расположена в испарителе (4) над трубным пучком (19),а диффузор (18) размещен в абсорбере (3). Гидродинамический усилитель (14) обеспечивает подачу паров холодильного агента (метанола) из испарителя в абсорбер, и при этом поддерживает заданное давление кипения в испарителе. Интенсивное перемешивание раствора с парами холодильного агента в камере смешения (17) и диффузоре (18) обеспечивает быструю абсорбцию паров раствором. Для интенсификации абсорбции паров метанола раствором и отвода теплоты абсорбции на внешней поверхности диффузора (18) установлен змеевик (20), по которому прокачивают холодную воду.

В нижней части корпуса (1), то есть в секции абсорбера (3), размещены: трубный пучок (21), регенеративный теплообменник (22), ресивер (23) для охлажденного крепкого раствора. Над трубным пучком (21) установлено распределительное устройство (24), снабженное отражательной перфорированной пластиной (25). Распределительное устройство (24) установлено с наклоном 3-5° по отношению к трубному пучку (21). Диффузор (18) гидродинамического усилителя (14) размещен над распределительным устройством (24). Поддон (26) корпуса (1) имеет уклон 3-4° в сторону сливного вентиля (27) и всасывающего патрубка (28), к которому подключен циркуляционный насос (29).

Теплообменные трубки (30) теплообменника (22) соединены трубопроводом (С₁) с распылителем (12) генератора (6) и с циркуляционным насосом (29) трубопроводом (С₂).

Межтрубное пространство теплообменника (22) соединено с генератором (6) трубопроводом (С₃), а трубопроводом (С₄) соединено с ресивером (23). Ресивер (23) трубопроводом (С₅) подключен к насосу высокого давления (31). Трубопроводом (С₆) насос (31) подключен к соплу (16) гидродинамического усилителя (14). Насос высокого давления (31) предназначен для подачи крепкого раствор в сопло (16) усилителя (14). Испаритель (4) соединен с конденсатором (8) трубопроводом (С₇), на котором установлен терморегулирующий клапан (32). Холодильная машина снабжена буферной емкостью (33), которая предназначена для дозаправки испарителя и конденсатора холодильным агентом (метанолом) после технологического вакуумирования или плановых остановок. К буферной емкости (33) и испарителю (4) всасывающим трубопроводом (С₈) подключен насос (34), который нагнетательным трубопроводом (С₉) соединен с испарителем, конденсатором и буферной емкостью.

Буферная емкость (33) выполнена из нескольких баллонов (33A, B, C) и снабжена запорными вентилями (35a, b, c) и автоматическими электромагнитными клапанами (36a₁, b₁, c₁). Из нескольких баллонов буферной емкости (33), один из них, например, (33B) является резервным, а два других - рабочие. Секция испарителя (4), абсорбера (3), секция генератора с конденсатором и буферная емкость (33) снабжена 3-х ходовыми клапанами, соответственно (37), (38), (39) и (40). Эти клапаны предназначены для вакуумирования полостей машины перед заполнением и при заполнении холодильной машины рабочим раствором и холодильным агентом. Корпус холодильной машины имеет тепловую изоляцию (41), которая обеспечивает поддержание устойчивого температурного режима работы, препятствует поступление теплопритоков в холодильную машину.

Конструктивной особенностью трубных пучков абсорбера, генератора, испарителя и конденсатора является то, что они имеют прямоугольную форму. Размещение трубок в пучках коридорное или по сторонам равнобедренного треугольника. Прямоугольная форма трубного пучка обеспечивает возможность поместить большее количество трубок в пучке. Соответственно уменьшается рабочая длина аппарата при одинаковой поверхности теплообмена. Например, в предлагаемой холодильной машине теплообменные трубки трубных пучков расположены горизонтально.

Система трубопроводов для циркуляции рабочего раствора и холодильного агента установлена вне корпуса холодильной машины. Это обеспечивает более надежное подключение насосов и работу приборов автоматического регулирования и контроля. На рис. 1 система трубопроводов подвода горячего теплоносителя, холодоносителя, охлаждающей воды обозначена следующим образом.

Горячую воду в трубный пучок (11) генератора (6) подают через 3-х ходовой клапан (42) по трубопроводу (С₁₀), а отводят - по трубопроводу (С₁₁) через вентиль (В₁₁). Вода для охлаждения трубок (21) абсорбера (3), змеевика (20) и диффузора (18) поступает по трубопроводу (С₁₂), соответственно, через вентили (В₁₂) и (В₁₃). Отвод воды производят по трубопроводу (С₁₃) и (С₁₄). В трубный пучок (13) конденсатора (8) холодную воду подают по трубопроводу (С₁₅) через вентиль (В₁₅), а отводят по трубопроводу (С₁₆) в градирню (на рисунке градирня не показана). Холодоноситель, например, этиленгликоль подают на охлаждение в трубки (19) испарителя (4) по трубопроводу (С₁₇) через вентиль (В₁₇), а охлажденный этиленгликоль отводят по трубопроводу (С₁₈).

Работа абсорбционной холодильной машины в соответствии со схемой, представленной на рис. 1, осуществляется следующим образом. Предполагается, что холодильная машина установлена на месте будущей эксплуатации, поступила в готовом виде и заправлена холодильным агентом (метиловый спирт) и рабочим раствором. Производят подсоединения к системе электропитания и системам подвода горячего теплоносителя к генератору (6), охлаждающей воды к абсорберу (3) и конденсатору (8). Подключают испаритель (4) к системе охлаждения, проверяют систему автоматического контроля и регулирования. Производят настройку холодильной машины для заданных условий работы, например, температура охлажденного этиленгликоля -6°С, температура кипения холодильного агента, например, метилового спирта -10°С. Для заданных температур рабочий вакуум должен составлять: в испарителе 21.7 мбар, в абсорбере - 23.0-23.6 мбар. Открывают 3-х ходовой вентиль (42) на трубопроводе (С₁₀) для подачи горячей воды в трубки (11) генератора (6). Отвод воды производят по трубопроводу (С₁₁).

Температура греющей воды для раствора LiBr/CH₃OH должна быть в пределах 72-75°С.

Затем открывают вентиль (В₁₅) на трубопроводе (С₁₅) для подачи холодной воды в трубки пучка (13) конденсатора (8). Из трубок конденсатора воду по трубопроводу (С₁₆) отводят в градирню (на рисунке градирня не показана). Включают в работу циркуляционный насос (29). Слабый раствор из поддона (26) через патрубок (28) отсасывают и по трубопроводу (С₂) подают в теплообменные трубки (3) теплообменника (22). Далее, по трубопроводу (С₁) слабый раствор поступает в распылитель (12) генератора (6). Попадая на трубки пучка (11) раствор нагревается и из него выпаривается метиловый спирт, пары которого через каплеотделитель (10) поступает в конденсатор (8). Образующийся крепкий раствор накапливается в генераторе (6) на перегородке (5), откуда по трубопроводу (С₃) поступает в теплообменник (22) и далее по трубопроводу (С₄) сливается в ресивер (23). В теплообменнике (22) крепкий раствор охлаждают слабым раствором, который прокачивают через трубки (30). При этом слабый раствор нагревается, что позволяет уменьшить расход горячего теплоносителя. Из трубок (30) теплообменника (22) слабый раствор поступает в распылитель (12) и далее в виде капель попадает на теплообменные трубки пучка (11). Из ресивера (23) крепкий раствор по трубопроводу (С₅) откачивается насосом (31) и по трубопроводу (С₆) поступает в сопло (16) гидродинамического усилителя (14). Одновременно с включением в работу циркуляционного насоса (29) и насоса (31) по трубопроводу (С₁₇) через вентиль (В₁₇) в трубки (19) испарителя (4) подают холодоноситель (в нашем случае - этиленгликоль концентрацией 35%). Температура поступающего на охлаждение этиленгликоля составляет порядка -2°…-4°С. Для охлаждения этиленгликоля, например, до температуры -6°С, температура кипения холодильного агента должна быть порядка -10°С, которая соответствует давлению 21.7 мбар. Указанное давление поддерживают гидродинамическим усилителем (14). Крепкий раствор, подаваемый насосом (31) в сопло (16) на выходе из него обладает большой кинетической энергией и за счет большой скорости создает разряжение в камере всасывания (15), куда поступают пары метанола из испарителя (4). Одновременно капли крепкого раствора перемешиваются с парами в смесительной камере (17) и далее перемещаются в диффузор (18). В смесительной камере (17) и диффузоре (18) протекает интенсивный процесс абсорбции паров метанола раствором. Из диффузора (18) раствор попадает на распределительное устройство (24) после удара об отражательную пластину (25). Через перфорацию распределительного устройства (24) раствор попадает на поверхность теплообменных трубок пучка (21) абсорбера. При этом все пары метанола абсорбированы раствором, который стекает в поддон (26). Отсюда раствор отсасываю насосом (29) и снова подают через трубки (30) теплообменника (22) в распылительное устройство (12) генератора. Таким образом, осуществляется цикл работы холодильной машины.

Весовое количество пара холодильного агента, который отсасывают из испарителя (4) усилителем (14), компенсируют подачей жидкого холодильного агента из конденсатора (8). Жидкий холодильный агент (метиловый спирт) из конденсатора (8) в испаритель (4) подают по трубопроводу (С₇) через терморегулирующий клапан (37). Давление в конденсаторе (8) зависит от температуры охлаждающей воды. Если температура конденсации 30°С (температура охлаждающей воды 25-26°С) давление в конденсаторе порядка 263 мбар. Разность давлений в конденсаторе и испарителе составляет порядка 242 мбар. При такой разности давлений жидкий холодильный агент, протекая через терморегулирующий клапан (32), за счет дросселирования в клапане достигает давления и температуры в испарителе.

В процессе регулирования или при плановых, или иных остановках, в испаритель или конденсатор может попасть воздух, что резко повлияет на работу холодильной машины в худшую сторону. В данном случае, полости испарителя и конденсатора вакуумируют, а потери метанола компенсирую добавлением из буферной емкости (33). Буферная емкость состоит из нескольких баллонов, один из которых предназначен для откачивания метанола из испарителя. Открывают вентиль (В₈) на трубопроводе (С₉),3-х ходовой вентиль (37) и электромагнитный клапан (35), например, на емкости (33С), включают насос (34) и перекачивают в указанную емкость метанол из испарителя (4). Затем производят вакуумирование полости испарителя до заданного рабочего давления 21.7 мбар. Затем открывают вентиль (В₉), а вентиль (В₈) закрывают, открывают электромагнитный клапан (а₁) и из баллона (33А) подают порцию метанола в конденсатор (8). В случае критических режимов работы, при технологических остановках может возникнуть потребность добавления метанола из баллона (33в) буферной емкости (33). В данном случае подают команду на открывание электромагнитного клапана (36в₁), включают насос (34) и через вентиль (В₇) метанол подают в абсорбер (3), таким образом, понижая плотность раствора и предотвращают возможную кристаллизацию раствора в машине. При дальнейшей работе избыток холодильного агента выпаривают в генераторе (6), который поступает в конденсатор (8) и далее в испаритель (4), откуда его насосом (31) откачивают в один из баллонов буферной емкости (33).

Основные достоинства предлагаемой АХМ, а также новизна ряда элементов машины, обеспечивают поставленную цель изобретения: повышение эффективности работы машины и получения заданных отрицательных температур, повышение надежности и работоспособности, предотвращение кристаллизации раствора;

Достоинства холодильной машины:

- внутренняя полость корпуса разделена на несколько секций теплоизолирующими перегородками, которые препятствуют теплопритокам из секций с высокой температурой в секции с отрицательными температурами;

- абсорбер и испаритель соединены гидродинамическим усилителем, который обеспечивают стабильную и равномерную подачу паров холодильного агента из испарителя в абсорбер, а также компенсирует разность давлений в абсорбере и испарителе;

- гидродинамический усилитель позволяет поддерживать заданные давление и температуру кипения холодильного агента в испарителе;

- диффузор гидродинамического усилителя снабжен змеевиком, по которому прокачивают холодную воду, что обеспечивает эффективный отвод теплоты абсорбции и позволяет уменьшить теплообменную поверхность трубного пучка абсорбера;

- для обеспечения нормальной работы машины греющий теплоноситель может иметь температуру в пределах 68-75°С, что значительно снижает расход подводимой энергии, по сравнению с подобными машинами, работающими на других рабочих растворах, например, NH₃ / H₂O.

Изобретение относится к холодильной технике, а именно к абсорбционным холодильным машинам небольшой холодопроизводительностью от 8 до 16 кВт, которая работает с рабочим раствором LiBr / CH₃OH при отрицательных рабочих температурах в испарителе порядка -5°С…-12°С. Низкотемпературная абсорбционная холодильная машина содержит генератор, конденсатор, абсорбер и испаритель, соединенные между собой гидродинамическим усилителем, теплообменник, насосы для перекачки растворов. Внутренняя полость корпуса разделена теплоизолирующими перегородками на несколько секций с различными рабочими температурами. Перегородка между генератором и конденсатором частично выполнена в виде жалюзийного каплеотделителя. В нижней части секции абсорбера под теплообменником размещен ресивер для охлажденного крепкого раствора. Холодильная машина дополнительно содержит буферную емкость холодильного агента, которая насосом холодильного агента подключена к испарителю и конденсатору. Буферная емкость снабжена запорными и электромагнитными автоматическими клапанами для дозированной подачи холодильного агента в абсорбер или конденсатор. Диффузор гидродинамического усилителя снабжен охлаждающим змеевиком, а трубные пучки абсорбера, генератора, испарителя и конденсатора выполнены прямоугольной или квадратной формы. Техническим результатом является повышение надежности и работоспособности холодильной машины и обеспечение защиты от кристаллизации раствора при аварийных или плановых остановках. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Низкотемпературная абсорбционная холодильная машина, работающая на растворе соли LiBr в метиловом спирте (LiBr + CH₃OH), которая содержит генератор, конденсатор, абсорбер и испаритель, соединенные между собой гидродинамическим усилителем, теплообменник, насосы для перекачки растворов, отличающаяся тем, что внутренняя полость корпуса разделена теплоизолирующими перегородками на несколько секций с различными рабочими температурами, причем перегородка между генератором и конденсатором частично выполнена в виде жалюзийного каплеотделителя, в нижней части секции абсорбера под теплообменником размещен ресивер для охлажденного крепкого раствора, кроме того, холодильная машина дополнительно содержит буферную емкость холодильного агента, которая насосом холодильного агента подключена к испарителю и конденсатору, при этом буферная емкость снабжена запорными и электромагнитными автоматическими клапанами для дозированной подачи холодильного агента в абсорбер или конденсатор, кроме того, диффузор гидродинамического усилителя снабжен охлаждающим змеевиком, а трубные пучки абсорбера, генератора, испарителя и конденсатора выполнены прямоугольной или квадратной формы.

2. Низкотемпературная абсорбционная холодильная машина по п. 1, отличающаяся тем, что теплоизолирующие перегородки выполнены из вспененного полистирола, помещенного в оболочку из фторопласта.