Абсорбционный холодильник: все, что вы хотели знать о бескомпрессорной технике

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.

Автохолодильник без компрессора

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:

  • резервуар для накопления жидкости;
  • тепловой насос (он же нагреватель, десорбер или генератор);
  • радиатор, играющий роль конденсатора;
  • испаритель, отдающий непосредственно холод в камеру;
  • абсорбер, где газ снова поглощается водой.

Устройство абсорбционного холодильника

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:

  1. Жидкий раствор из накопительной емкости подается на генератор.
  2. Нагреватель при помощи электрического ТЭНа или газовой горелки повышает температуру жидкости. Поскольку температура кипения аммиака составляет 33,3º С, то он закипает значительно быстрее воды.
  3. Отделенные пары аммиака покидают генератор и переходят в конденсатор, где снова становятся жидкими, но уже очищенными от воды.
  4. Жидкий аммиак переходит в испаритель, где встречается с водородом.
  5. Разница давлений двух веществ приводит к повторному испарению аммиака, а реакция вызывает охлаждение камеры.
  6. Пары аммиака переходят в абсорбер с чистой водой и поглощаются ей.
  7. Жидкость стекает в накопительный резервуар, после чего цикл повторяется.

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.

Компрессор (черный модуль) – дорогостоящая в ремонте деталь

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:

  • газовые,
  • керосиновые (или работающие на другом жидком топливе),
  • комбинированные (можно подключать к газу или подогревать от электрической сети).

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:

  • Абсорбционные модели с подключением к розетке потребляют в два раза меньше электроэнергии, чем их компрессорные «сородичи». Автохолодильники расходуют энергию в 5–7 раз экономичнее.
  • Полная бесшумность, поскольку нет вращающихся и трущихся узлов.
  • Длительный срок службы – в конструкции нечему изнашиваться.
  • Разнообразие моделей по габаритам, установке, объему камер и дизайну.
  • Газовые или керосиновые версии еще более экономичны и могут применяться автономно в полевых условиях, где нет розетки или прикуривателя.
  • Удобство в походах, кемпинге, доме на колесах и т. д.

Минусы:

  • Абсорбционная бытовая техника проигрывает компрессорной по холодопроизводительности на единицу объема.
  • Патрубки могут быстро засоряться продуктами коррозии, если производитель не добавил в состав ингибиторы ржавчины, например, двухромовокислый натрий.
  • Нельзя сильно заморозить продукты, поэтому не подходят для длительного хранения мяса, рыбы, полуфабрикатов. Вообще разница между температурой окружающего воздуха и камеры составляет около 25–28º С, поэтому летом в сорокаградусную жару в отсеке будет +12-15º С, что позволит лишь немного охладить напитки и закуски.
  • Эффективность охлаждения зависит от положения корпуса в пространстве. При наклоне прибор может перестать охлаждать камеру.
  • После включения прибор готов к работе не сразу.
  • Не пригоден к ремонту. Если хладагент вытек, придется покупать новый холодильник.
  • Высокая стоимость при одинаковой вместительности холодильной камеры по сравнению с компрессорными аналогами.

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.