Водоаммиачная система

В этой системе аммиак является хладагентом, а вода - абсорбентом. На рис. 07 в той части схемы, которая лежит слева от красного прямоугольника, происходит холодильный цикл, в котором применяется переохладитель конденсата - перегреватель пара. Из этой части установки в другую, обозначенную красным прямоугольником, поступает испарившийся хладагент (в данном случае - аммиак) низкого давления, а оттуда возвращается пар аммиака высокого давления.

Если устройства в красном прямоугольнике заменить компрессором (и пароохладителем), данный цикл превратится в обычный парокомпрессионный цикл. В абсорбционных системах, вместо того чтобы использовать механическую энергию для повышения давления, преимущественно используется тепло. Аммиак очень хорошо растворим в воде и, следовательно, легко поглощается в абсорбере. Так как это экзотермический процесс, абсорбер необходимо охлаждать.

После абсорбера насос повышает давление жидкости до давления конденсации. При этом повышенном давлении производят разделение аммиака и воды. Сложность в том, что аммиак и вода являются летучими веществами, т.е. для разделения требуется дистилляция. Любой инженер-химик узнает в этом оборудовании ректификационную колонну с кипятильником, верхним конденсатором и теплообменником исходного раствора и кубового остатка. Такой набор оборудования является обычным для химической промышленности.

Указанным способом можно получить пары аммиака с чистотой более 99,5%. Из-за высокого сродства аммиака и воды практически невозможно, да и не нужно получать чистую воду в нижней части ректификационной колонны. Этот слабый раствор содержит приблизительно 20-40 % аммиака. После абсорбции получается крепкий раствор, содержащий на 5-30 % больше аммиака, т.е. около 40-50 %.

Наконец, крепкий раствор должен быть подогрет до температуры дистилляции, а слабый раствор охлажден, чтобы облегчить абсорбцию. Это происходит в теплообменнике растворов. Все теплообменные процессы в аммиачных абсорбционных установках можно проводить в ПТО, от паяных никелевых аппаратов, применяемых в небольших домашних кондиционерах, до сварных или полусварных ПТО, применяемых в больших установках на промышленных или торговых предприятиях.

Связанные с теплообменом проблемы, которые требуется при этом решать, мало зависят от размеров установки. Большинство узлов установки не являются критическими, для них применяются обычные одно- или двухфазные теплообменники. Однако некоторые узлы требуют особого внимания.