Абсорбционни охладители – Част 1

09.05.2023   |   Начало»Технологии

Редактор
Екатерина Амова

Редактор
Екатерина Амова

Принцип на работа, причини за влошаване на експлоатационните характеристики.

Базираният на литиев бромид абсорбционен охладител представлява система, във възможностите на която е да осигури централна климатизация на големи обеми въздух. Работата на охладителите се влияе от физическото явление водата да се изпарява мигновено в условия на вакуум при температури много по-ниски от точката й на кипене. Мигновеното кипене на водата действа охладително на изпарителя или водните серпантини. Тъй като бързо изпарената водна пара се акумулира в охладителя, състоянието на вакуум се нарушава. Литиевият бромид се добавя, за да абсорбира водната пара, поддържайки условията на вакуум.

В практиката често се използват двустъпални абсорбционни охладители, при които работният цикъл обхваща следните етапи:

• разреденият литиев бромид губи поглъщателните си способности и трябва да бъде преработен;
• литиевият бромид с възстановени абсорбционни способности се връща в охладителя;
• кондензиралата вече вода се изпарява още веднъж.

С това един работен цикъл е изпълнен.

Този термодинамичен цикъл би бил относително елементарен, ако литиевият бромид с 50% концентрация не е силно корозионен спрямо нисковъглеродна стомана. Процесът на корозия в абсорбционния апарат разтваря вътрешната повърхност на охладителя и създава проблеми с поддръжката, тъй като топлообменникът и компонентите на изпарителя се замърсяват с корозионни отпадъци. 

Единствените подвижни компоненти в абсорбционния апарат са различни помпи, които поддържат циркулацията на работните флуиди. Въпреки това, нерядко след няколко години експлоатация се установява, че много абсорбционни апарати не работят с пълен капацитет, поддръжката им е твърде скъпа и трябва да се бракуват.

Как се износват абсорбционните апарати

Въздухът или, по-конкретно, кислородът, който се съдържа в него, е в основата на главния проблем, свързан с поддръжката на абсорбционните филтри - корозията. Утечките от въздух в абсорбционните охладители внасят кислород. Той предизвиква катодна реакция, която води до корозия на метали във водни разтвори.

Разтваряйки се във вода, кислородът отделя свободни електрони в разтвора. Тези свободни електрони са поглъщат от съдържащите желязо метални разтвори, образувайки първо ръжда и по-късно магнитоактивен черен железен оксид, който обикновено се среща в значителни количества във всички абсорбционни охладители.

Случайните утечки на въздух не са достатъчни за разтваряне на необходимото желязо за запушване на малките отвори на пулверизационните камери и топлообменниците, което би причинило повреда на охладителя. На практика непрекъснатите утечки на въздух причиняват сериозни повреди в литиево-бромид базираните системи.

Спирането на въздушните утечки предотвратява нахлуването на кислород във водната система. Корозионният процес се преустановява.

Нормалната работа на абсорбционните филтри зависи в значителна степен от поддържането на вакуума в него. По тази причина нарушаването на състоянието на вакуум вследствие на въздушни утечки ще доведе до повреда на системата.

Поддръжка на абсорбционните апарати

В реални условия абсорбционните апарати са доста трудни за поддръжка. Този тип охладители изискват висококвалифициран обслужващ персонал, тъй като поддръжката от квалифициран техник е много специфична дейност. Добрият специалист, например, разпознава характера на специфичните шумове, с които е съпроводена работата на охладителя, и би могъл да разбере причината за появата им, притежава добра ориентация за вътрешните температури и потоци, както и необходимите познания и опит да оцени ситуацията в охладителя през стъклото за наблюдение.

Когато стане ясно, че охладителят излиза извън нормалните си експлоатационни характеристики, обикновено няма достатъчно време да се открият и преустановят всички основни въздушни утечки. Външна вакуумна помпа може да бъде свързана към продухващия механизъм на абсорбционния апарат. Това би допринесло за увеличаване на вакуума в степен, при която абсорбционният апарат би могъл да работи дори и с голям отвор в корпуса му.

Важно условие за поддържане на абсорбционните охладители в добро условие е своевременно откриване и спиране на въздушните утечки. В противен случай, системата се поврежда неизбежно. Апаратът продължава да работи, тъй като външната помпа поддържа вакуума изкуствено. Въпреки това корозията се увеличава вследствие на непрекъснатата доставка на кислород в литиево-бромидната система. Следователно използването на външна вакуумна помпа би могло да се превърне в проблем.

Какви са химичните добавки

Абсорбционните охладители се повреждат и по друга причина - неправилно решение от химична гледна точка. Правени са много опити за преодоляване на този проблем чрез добавяне на различни инхибитори към литиево-бромидната система.

Всичко, което е необходимо за протичане на охлаждащия цикъл, е литиев бромид и вода, но с течение на годините към разтвора са добавяни допълнителни химикали, а именно:

• 48% бромоводородна киселина;
• литиев хидрооксид;
• литиев нитрат;
• литиев хромат;
• литиев арсенат;
• литиев молибдат.

Всяко съединение е добавяно в опит да се контролира вътрешната корозия. И докато всеки химикал оказва определено въздействие върху нея, без подходящо и продължително наблюдение на литиевия бромид, химическата добавка може всъщност да причини повече вреди, отколкото ползи. 

Ключови думи: Абсорбционни охладители   топлообменници   климатизация   охлаждане  

Област: ОВК