Изменение температуры греющего источника энергии и температуры охлаждаемой среды влияют на энергетические характеристики абсорбционных холодильных машин. В статье приводится анализ изменения режимов каждого из факторов для определения возможности уменьшить потери тепловой энергии.

Влияние температуры греющего источника. Температуре греющего источника t_h и охлаждающей воды t_w соответствуют высшая температура кипения раствора в кипятильнике t_km и низшая температура в абсорбере, t_a. Эти температуры определяют и разность концентраций крепкого (ξ_а) и слабого растворов. (ξ_km). При ξ_а - ξ_km < 4% для водоаммиачных АХМ практически невозможен замкнутый одноступенчатый цикл. С повышением высшей температуры в кипятильнике t_km повышается и и высшая температура в абсорбере t₃. Превышение температур в совмещенном цикле (t₃ > t₁) позволяет рабочей областью абсорбера греть холодную часть кипятильника. В таких случаях осуществляют циклы с обратной подачей раствора (рис.6.9), позволяющие экономить тепловую энергию.

Горячий обедненный раствор, выходящий из котла (кипятильника), обратной подачей в зону поступления более холодного раствора из абсорбера подогревает последний, более холодный раствор в абсорбере обратной подачей подается в зону более высоких температур в нем для подогрева перед подачей в кипятильник. В АХМ может применяться и только одна из показанных на рис. 6.9 обратных подач.

При снижении t_h снижается t_km (высшая температура в генераторе) и повышается концентрация слабого раствора. Уменьшение зоны дегазации приводит к увеличению параметра «а» - кратности циркуляции раствора. Это приводит к возрастанию потерь теплоты, к повышению потребления теплоты генератором и абсорбером. Тепловой коэффициент машины уменьшается. Повышение t_h наоборот, приводит к увеличению теплового коэффициента и к снижению кратности циркуляции. Значительное увеличение t_h приводит к появлению дополнительных фактов необратимости цикла, к необходимости применения двухступенчатых кипятильников. Повышение t_h почти не сказывается на экономичности АХМ. Наиболее конкурентоспособны абсорбционные холодильные машины с умеренной температурой греющего источника.

При высокой температуре греющего источника в абсорбционной машине совмещенный цикл может быть осуществлен с применением полной регенерации теплоты в тракте циркуляции раствора. Без полной регенерации теплоты энергия греющего источника расходуется на компенсацию необратимых потерь.

Влияние температуры охлаждающей среды t_w определяет низшую температуру в абсорбере t₄ = t_a и температуру конденсации хладагента в конденсаторе. При снижении t_w снижается температура конденсации, а также температура и давление в кипятильнике. Это приводит к снижению концентрации слабого раствора на выходе из кипятильника (ξ_km). Кроме того, чем ниже температура охлаждающей среды, поступающей в абсорбер, тем выше концентрация раствора на выходе из абсорбера (ξ_а). На увеличении растворимости компонентов бинарного раствора при снижении температуры и основывается работа АХМ. Снижение температуры в кипятильнике дает возможность применять источник теплоты с более низкой температурой. Увеличение зоны дегазации ξ_а - ξ_km позволяет снизить кратность циркуляции раствора (а следовательно и связанные с этим гидравлические потери и энергетические затраты), повысить энергетическую эффективность совмещенного цикла. При достаточном расширении зоны дегазации и снижении разности давлений P_kt – P_a возможна реализация цикла с превышением температур.

Повышение температуры охлаждающего источника t_w приводит к обратным эффектам. При достаточно большом сужении зоны дегазации становится невозможной и реализация цикла АХМ вообще.

Влияние температуры охлаждаемой среды (t_s). При снижении температуры охлаждаемой среды снижается температура, а следовательно и давление в испарителе и абсорбере. При снижении давления в абсорбере снижается и растворимость компонентов, т.е. уменьшается зона дегазации. Как следствие снижается тепловой коэффициент АХМ, увеличиваются энергетические затраты насоса на перемещение раствора по циклу. Увеличение энергетических затрат на привод насоса объясняется увеличением кратности циркуляции и увеличением перепада давлений между абсорбером и кипятильником (при t_h = const). Повышение температуры кипения испарителя приводит к противоположным результатам.

Сужение зоны дегазации и особенно смещение её в область малых значений концентрации раствора приводит к увеличению доли паров абсорбента в паровой смеси, выходящей из кипятильника. В этом случае увеличиваются затраты теплоты на ректификацию и дефлегмацию. Соответственно возрастают необратимые потери цикла и снижается тепловой коэффициент.

Сужение зоны дегазации может вызываться одной или несколькими (на представленных выше) причинами. Сужение зоны дегазации независимо от причины вызывает сильное увеличение расхода теплоты в котле количества теплоты, передаваемой в теплообменнике растворов, энергетических затрат на привод насоса. В этих случаях применяют АХМ с двукратной или многократной абсорбцией, двухступенчатые машины, машины с материальной регенерацией, абсорбционно-резорбционные машины и т.д.

Абсорбционные холодильные машины непрерывного действия имеют тепловой коэффициент 0,24 – 0,32.