Общие вопросы конструирования
При конструировании стремятся все необходимые энергетические (тепловые) затраты, учтенные и не учтенные расчетом, свести к минимуму. С этой целью компоновку отдельных частей и их взаимное расположение проектируют так, чтобы обеспечить естественную циркуляцию раствора и парогазовой смеси, а также удаление неиспарившейся части раствора из испарителя. Так, конденсатор располагают в верхней части аппарата, чтобы жидкий хладагент поступал в испаритель самотеком. Затем (по вертикали) располагают испаритель и абсорбер с таким расчетом, чтобы остающаяся неиспарившейся часть раствора (флегма) из испарителя непрерывно стекала самотеком в абсорбер. Кипятильник, как правило, располагают несколько выше самой верхней точки змеевика абсорбера, чтобы слабый раствор из кипятильника стекал в абсорбер также самотеком. Аккумулятор водорода обычно размещают в верхней части аппарата.
Отдельные части аппарата проектируются в виде цилиндров (коротких труб) и змеевиков из цельнотянутых стальных труб различного диаметра. Толщина стенки труб назначается из условия обеспечения требуемой долговечности аппарата (не менее 20 лет) и обычно равна 1,5 мм. Конденсатор и испаритель абсорбционных аппаратов обычно проектируют ребристотрубной конструкции. Однако в некоторых аппаратах (агрегатах) испаритель и абсорбер имеют конструкцию листотрубного типа. По мнению авторов, предложивших такую конструкцию, экономия металла в сравнении с применением цельнотянутых труб может доходить до 45%, а снижение расхода цельнотянутых труб до 60%.
Абсорбер проектируется обычно в виде змеевика, в нижней части которого располагается бачок для сбора крепкого раствора.
Теплообменник слабого и крепкого растворов с целью увеличения контактной поверхности теплообмена и уменьшения габаритов проектируется также в виде спирального змеевика из трубок, вставленных одна в другую.
По расположению кипятильника абсорбционные холодильные аппараты бытового назначения разделяют на аппараты с вертикальным кипятильником и горизонтальным. Компоновка аппарата с горизонтальным кипятильником более сложна. Кипятильник контактирует непосредственно с жаровой трубой, в которую вставляется электрический или газовый нагреватель.
При конструировании абсорбционных аппаратов бытовых холодильников следует иметь в виду, что вредность и взрывоопасность аммиака, а также значительное давление в системе аппарата, вызывают повышенные требования в отношении обеспечения герметичности. Поскольку аппарат изготовляется из хорошо свариваемой малоуглеродистой стали небольшой толщины, то наилучшим способом обеспечения надежной герметичности соединений и их прочности следует считать качественную газовую (ацетиленокислородную) сварку с продувкой внутренних полостей трубок инертным газом.
Долговечность работы абсорбционного холодильного аппарата при качественном его изготовлении определяется в основном коррозионной стойкостью частей аппарата как к водно-аммиачному раствору, так и к окружающему воздуху. Для повышения коррозионной стойкости аппарата при конструировании его должны быть разработаны специальные технические условия на изготовление. В числе прочих предписаний технические условия обычно предусматривают:
– тщательную механическую (пескоструйной и др.) и химическую (травлением) очистку поверхностей перед сборкой (сваркой) от грязи, ржавчины и масел;
– качественное защитное покрытие (обычно покраску) всех наружных частей аппарата;
– тщательную очистку воды водно-аммиачного раствора от механических и химических примесей, вызывающих коррозию металла;
– введение в аппарат вместе с водно-аммиачным раствором 2% от веса раствора хромата натрия, повышающего коррозионную стойкость металла.
Вредность и взрывоопасность аммиака вызывают повышенные требования в отношении техники безопасности при изготовлении, эксплуатации и ремонте абсорбционных холодильных аппаратов. В настоящее время действуют специально разработанные и утвержденные правила техники безопасности, которые должны неукоснительно выполняться как рабочими на предприятиях, так и потребителями абсорбционных холодильников в быту.
