Inабсорбционный охладитель на основе бромида литияs, раствор бромида лития (LiBr) служит основным абсорбентом, обеспечивая холодильный цикл благодаря своим сильным гигроскопичным свойствам. Легко поглощая водяной пар, он поддерживает внутри абсорбера низкотемпературную среду с низким давлением, способствуя тем самым производству охлажденной воды. Однако растворимость раствора LiBr зависит от температуры. При отклонении рабочих параметров от проектных и превышении концентрацией раствора предела растворимости при текущей температуре LiBr выпадает из жидкой фазы в виде твердых кристаллов — явление, называемое кристаллизацией.

Лежащий в основе механизм можно проиллюстрировать по аналогии с пересыщенным раствором сахара: при повышенных температурах растворяется больше растворенного вещества, тогда как понижение температуры или избыточная концентрация растворенного вещества приводит к выпадению осадка. В системах LiBr действуют схожие термодинамические принципы, при этом кристаллизация происходит при достижении пересыщения.

Эксплуатационные последствия кристаллизации

Кристаллизация представляет собой значительный эксплуатационный риск для абсорбционных холодильных машин. Твёрдые отложения LiBr могут накапливаться в циркуляционных каналах, блокируя распылители и линии подачи раствора, тем самым ограничивая поток абсорбента. Более того, отложения кристаллов на поверхностях теплообменника образуют изолирующий слой, ухудшая теплопередачу и существенно снижая холодопроизводительность. Ограничение потока также может привести к локальному тепловому и давлению в абсорбере или генераторе, что ставит под угрозу стабильность цикла абсорбции.

Если кристаллизация протекает бесконтрольно, бортовые системы мониторинга и управления обнаружат отклонения концентрации, температуры или давления и инициируют автоматическое защитное отключение. Это защитное «принудительное отключение» предотвращает механические повреждения, но приводит к немедленной потере охлаждающей способности. Восстановление требует контролируемого нагрева для растворения кристаллов, а затем механического осмотра и удаления любых остаточных засоров – процесс, который требует много времени и нарушает работу системы.

Основные причины кристаллизации

• Типичные инициирующие факторы включают в себя:
• Чрезмерно низкая температура охлаждающей воды, вызывающая локальное охлаждение абсорбера.
• Повышенная концентрация раствора выше порогов растворимости.
• Нарушение подачи тепла или циркуляции раствора, вызывающее быстрое локальное падение температуры.
• Неправильная последовательность запуска или выключения, в частности резкое охлаждение.
• Попадание частиц или других примесей, служащих центрами зародышеобразования.