Рабочее вещество АБХМ BROAD
Рабочее вещество АБХМ BROAD - раствор состоящий из двух компонентов
Рабочее вещество АБХМ BROAD представляет собой бинарный раствор, т. е. раствор, состоящий из двух компонентов с различной температурой кипения при одинаковом давлении. Одно из этих двух веществ, кипящее при более низкой температуре, является хладагентом, другое — с более высокой температурой кипения служит поглотителем, или абсорбентом. Вещество, используемое в качестве абсорбента, не должно вступать в необратимую химическую реакцию с поглощаемым веществом — хладагентом.
Свойства рабочей жидкости определяются назначением, степенью надежности и условиями эксплуатации абсорбционных холодильных систем.
Отсутствие твердой фазы (в рабочем диапазоне растворимости)Пара хладагент/абсорбент не должна затвердевать в ожидаемом диапазоне концентрации и температуры. Если сформируется твердая фаза вещества (кристаллизация раствора), она остановит циркуляцию рабочего тела и отключит оборудование. Органы управления таких устройств должны предотвращать работу за пределами допустимого диапазона растворимости.
Относительная летучестьВ рабочей смеси хладагент должен быть гораздо более летучим, чем абсорбент, чтобы их можно было легко разделить. В противном случае может возрастать стоимость оборудования и снижаться энергоэффективность. При этом большинство абсорбентов являются практически не летучими.
Сродство между хладагентом и абсорбентомАбсорбент должен обладать высокой степенью так называемого сродства к хладагенту в условиях, в которых происходит процесс абсорбции. Сильное сродство позволяет циркулировать в холодильном контуре меньшему количеству абсорбента для того же эффекта охлаждения, уменьшая потери явной теплоты, и позволяет уменьшить поверхность теплообменника при передаче теплоты от абсорбента к находящемуся под давлением раствору хладагент/абсорбент. С другой стороны, с увеличением сродства требуется подводить в генератор дополнительное количество теплоты для отделения хладагента от абсорбента. При этом энергоэффективность цикла может снижаться.
Рабочее давлениеРабочее давление, определяемое термодинамическими свойствами хладагента, должно быть умеренным. Высокое давление требует увеличение толщины оболочек компонентов оборудования, а также потребуется значительная дополнительная электрическая мощность для перекачки рабочей жидкости со стороны низкого давления в сторону высокого давления. Вакуумные полости требует увеличения объемов компонентов оборудования, а также специальных средств для снижения гидравлического сопротивления в каналах, по которым происходит движение паров хладагента.
В одноступенчатой абсорбционной машине на базе водного раствора LiBr типичные рабочие давления ниже атмосферного. Давления внутри контура определяются характеристиками давления паров рабочий жидкости. Поскольку в конденсаторе и испарителе присутствует, по существу, чистая вода, температуру работы этих элементов машины определяет давление.
Низкие давления в абсорбционной машине первоначально достигаются путем откачки воздуха и других газов из парового пространства. Газы, растворенные в жидкостях, также должны быть удалены из полостей машины.
СтабильностьТребуется высокая химическая стабильность раствора, поскольку жидкости подвергаются воздействию в течение многих лет эксплуатации в тяжелых условиях. Нестабильность может привести к нежелательному образованию не конденсируемых газов, твердых или агрессивных веществ. Чистота всех компонентов, загружаемых в систему, имеет решающее значение для высокой производительности оборудования и предотвращения коррозии.
Снижение коррозионной активностиБольшинство рабочих жидкостей, используемых в цикле абсорбции, являются агрессивными средами по отношению к большинству материалов, используемых в конструкции оборудования. Для снижения коррозионной активности рабочих жидкостей необходимо использовать ингибиторы коррозии.
БезопасностьВ зависимости от региона, в котором применяется абсорбционные машины, существует нормативное регулирование мер безопасности персонала при эксплуатации оборудования, особенно если находящиеся внутри него жидкости и газы, имеют высокую токсичность, горючесть или находятся под высоким давлением.
Теплофизические свойстваВязкость, поверхностное натяжение, температуропроводность и массовая диффузия являются важными характеристиками пары хладагент/абсорбент. Например, низкая вязкость способствует тепломассопереносу и снижает мощность привода насоса.
Скрытая теплотаСкрытая (латентная) теплота паров хладагента должна быть достаточно высокой, чтобы скорость циркуляции хладагента и абсорбента могла бы быть сведена к минимуму.
ЭкологичностьДвумя параметрами, вызывающими наибольшую обеспокоенность с точки зрения защиты окружающей среды, являются потенциал глобального потепления (GWP) и потенциал истощения озонового слоя (ODP).
Рабочее вещество АБХМ BROAD готовят методами смешения и растворения на основе бромида лития путем приготовления водного раствора бромида лития. Затем добавляют молибдат лития, борат лития и, в предпочтительном варианте, силикат лития и гидроксид лития. Предпочтительно введение этих добавок в раствор хладагента/адсорбента в виде водных растворов, а не растворение этих соединений непосредственно в растворе хладагента/адсорбента. Некоторые компоненты смеси ингибиторов со временем расходуются после загрузки рабочей жидкости в систему, причем скорость расхода возрастает, когда система находится в работе. Поэтому желательно, чтобы концентрации компонентов в жидкости были несколько выше, чем необходимо, с учетом их расхода.