Optimizarea proiectării echipamentelor din instalațiile cu absorbție

Instalațiile cu absorbție sunt acționate cu energie termică și se pot folosi pentru aplicații de încălzire sau răcire. Principiul de funcționare a acestora se bazează pe absorbția unui gaz într-un lichid.

Fenomenul de absorbție se poate considera format din procese termodinamice si chimice simple care se pot reprezenta cu ajutorul diagramei temperatură-concentrație.

Concentrația pentru amestecul amoniac-apa este dată de relația:

În figura 1 sunt reprezentate curbele de saturație pentru lichid și vapori la o anumită presiune pentru soluția hidro-amoniacală. Se pune în contact soluția de stare 1 caracterizat de temperatura T1 si concentrația x1 cu vaporii supraîncălziți de amoniac de stare 2, caracterizați de temperatura T2 si concentrația x2=1.

Procesul de absorbție are loc astfel: vaporii supraîncălziți de amoniac se răcesc de la temperatura T2 până la temperatura de saturație Tsat corespunzătoare presiunii de vaporizare. Căldura cedată va fi:

Vaporii saturați de amoniac vor fi in continuare lichefiați, cedând căldura de condensare:

Amoniacul lichid obținut are temperatura Tsat care este mai mica decât T1 si ca urmare el se va încălzi pana la temperatura soluției, primind căldura:

In continuare amoniacul lichid este dizolvat de soluția absorbantă si in urma acestui proces se degaja căldura de reacție:

Efectul termic total al procesului de absorbție va fi:

Deoarece contribuția factorilor q1 si q3 asupra efectului termic este mica fata de a celorlalți termeni, cât si faptul ca sunt de semne contrare, anulându-se reciproc, căldura de absorbție va fi obținuta practic din efectul termic de condensare si din efectul termic al dizolvării vaporilor de amoniac în soluție.