Газовое оборудование | Apiklima

Газовое оборудование

Абсорбционные системы отопления и охлаждения

Общая информация о технологии

В России провозгласили официальный курс на снижение энергоемкости валового внутреннего продукта. К 2020г. расходы энергии должны быть снижены на 40% по сравнению с 2007г.

Это вполне посильная задача, если начать решать проблему энергоэффективности отечественной экономики путем комплексного подхода, одной из составляющих которой является снижение потребления электроэнергии в коммунальном секторе страны.

Системы климатического контроля есть во многих жилых домах, во всех офисно-административных и коммерческих зданиях, они потребляют на свои нужды тысячи кВт/ч в год.

Существуют доступные для массового применения технологии, которые позволяют снизить расход электричества, и, как следствие, уменьшить выбросы СО2 в атмосферу.

Абсорбционные холодильные чиллеры уменьшают эксплуатационные затраты на 50%. Они работают на менее затратной тепловой энергии.
Климатические системы, основанные на применении абсорбционных чиллеров, являются экологически чистыми, зелеными технологиями. Они расходуют меньше электроэнергии, спасая окружающую среду от чрезмерных выбросов углекислого газа.

Абсорбционные чиллеры – это альтернативный способ использования природной энергии холода, так как в них не используются вещества, способствующие глобальному потеплению или разрушению озонового слоя планеты.

История развития технологии

История развития технологии

В науке основы теории абсорбции были сформулированы в 1777г., а первый абсорбционный охладитель был сделан в 1860г. на основе аммиака (хладагент).

В 1945г. попытки инженеров усовершенствовать холодильные машины увенчались успехом – опробован первый абсорбционный чиллер на основе бромида лития (абсорбент).

Спустя 16 лет были сконструированы двухконтурные абсорбционные чиллеры.

Сегодня большую часть выпускаемого в мире абсорбционного оборудования составляют двухступенчатые чиллеры.

Область применения

Область применения

Абсорбционные (называются так, потому что извлекают, абсорбируют из жидкой или газовой смеси какой-либо компонент) чиллеры применяются в условиях дефицита электроэнергии.

Данные установки спроектированы с применением передовых технологий, использующих альтернативные источники тепловой энергии.

Они отвечают современным требованиям в отношении энергетической эффективности и безопасности для окружающей среды.

Эти агрегаты идеально подходят для применения в медицинских и учебных учреждениях, офисах, торговых предприятиях, промышленности.

В работе абсорбционные чиллеры практически бесшумны, вероятность остановки оборудования сведена к 7%, оно надежно служит в течение всего срока службы 25 лет.

Высокую экологическую безопасность обеспечивает работа на натуральных холодильных агентах (к примеру, вода).

В качестве топлива можно использовать природный газ, выхлопные газы с энергетических установок, дизельное топливо, солнечную энергию, угольный и биогаз, а также горячую воду и пар, например, от мусороперерабатывающего завода.

Чиллеры позволяют использовать вторичные энергоресурсы (“сбросное” тепло горячей воды, перегретого водяного пара, сгорания природного газа, мазута, других нефтепродуктов).

В отличие от традиционных компрессионных машин, абсорбционные чиллеры эффективно используют тепловую энергию.

Принципы работы, общая схема

Принципы работы, общая схема

Принцип действия абсорбционных холодильных машин – АБХМ основан на том, что вода в условиях вакуума испаряется при низких температурах, и при испарении уносит тепло от воздуха системы кондиционирования. В абсорбционных холодильных машинах – АБХМ – раствор бромистого лития (LiBr) – очень сильный абсорбент воды – поглощает пар (переносящий тепло охлаждающей воды), превращаясь в разбавленный раствор, который откачивается в генератор, где выпаривается, нагреваясь от горячего пара, воды, выхлопных газов и т.п. Концентрированный раствор LiBr возвращается в абсорбер, а водяной пар направляется в конденсатор, чтобы процесс повторился. 

Общую схему работы абсорбционного чиллера можно описать через сравнение нескольких особенностей его функционирования и функционирования компрессионного чиллера:

  • Цикл абсорбционного охлаждения, подобно компрессионному, использует скрытое тепло парообразования хладагента, чтобы отнять тепло от охлаждаемой воды.
  • Система компрессионного охлаждения использует фреон в качестве хладагента и компрессор для его переноса к конденсатору, тогда как в абсорбционной системе хладагентом служит вода.

У абсорбционных чиллеров есть термохимический компрессор, который состоит из теплового генератора, конденсатора, испарителя, абсорбера и насосов.

Несущие каркасы абсорбционных чиллеров выполняются из оцинкованной стали с защитным порошковым покрытием.

Компрессоры имеют смотровой глазок контроля уровня масла. Трубопроводы, как правило, имеют многоуровневый контроль и качественную сварку.

Для удобства в работе абсорбционные установки снабжены приборами безопасности, которые позволяют предотвратить кристаллизацию и замерзание, а также защитить насосы.

Как правило, в чиллерах имеются виброизолирующие шасси, высококачественная элементная база, микропроцессорные блоки, системы автоматики, многофакторная аварийная защита.

Особенности технологии

Особенности технологии

В абсорбционных чиллерах применяются пластинчатые теплообменники, которые делают их компактнее по сравнению с другими генерирующими тепло устройствами.

Чиллеры экономят и энергию (до 15 %), и внешнее пространство застраиваемой территории.

Типы устройства

Типы устройства

Эффективность абсорбционного цикла зависит от количества контуров, то есть замкнутых путей в устройстве, по которым проходит раствор и переносит энергию.

Одноконтурные чиллеры

Устройство состоит из генератора, конденсатора, испарителя и абсорбера. По ним циркулирует смесь абсорбента (бромид лития) и хладагента.

В генераторе под действием источника тепла (горелка, пар, горячая вода и т.д.) из разбавленного раствора бромида лития выделяются пары воды, которые затем переносятся в конденсатор.

Здесь пары конденсируются в жидкость, отдавая тепло охлаждающей воде, а затем испаряются, отбирая тепло обратно.

Концентрированный крепкий раствор бромида лития из генератора разбрызгивается в емкости и абсорбирует пары хладагента из испарителя.

Крепкий раствор становится слабым. Разбавленный слабый раствор бромида лития перекачивается в генератор, где цикл повторяется снова.

Двухконтурные чиллеры

В двухконтурных чиллерах генераторная секция разделена на две части, высокотемпературную и низкотемпературную.

Пары хладагента, образующиеся в высокотемпературном генераторе, используются для подогрева раствора бромида лития в низкотемпературной части, где давление и точка кипения ниже.

В двухконтурных чиллерах, также как и в одноконтурных, пары хладагента создаются в низкотемпературном генераторе, затем передаются в конденсатор, чтобы там превратиться в жидкость.

В высокотемпературном генераторе пары превращаются в жидкость по мере того, как высвобождается тепло из раствора бромида лития.

Пары хладагента из обоих генераторных частей превращаются в жидкость и смешиваются в конденсаторе перед тем, как вернуться в испаритель.

Разбавленный раствор нагревается в высокотемпературном генераторе, а в теплообменнике низкотемпературной части нагревается скрытым теплом паров хладагента.

В обычных устройствах это скрытое тепло паров высвобождается в охлаждающую жидкость. В абсорбционных чиллерах теплоноситель используется более эффективно.

В целом, чем меньше количество тепла сбрасывается в охлаждающую жидкость, тем меньше может быть градирня. Поэтому двухконтурные чиллеры более компактные.

Комплексное применение с другими технологиями

Комплексное применение с другими технологиями

Установки абсорбционных систем охлаждения и кондиционирования особо эффективны на объектах, где образуется «cбросное» тепло. Например, такими объектами могут быть здания с автономными электростанциями.

Комбинированное применение абсорбционной системы и автономной электростанции возможно в общественных зданиях большой площади: торговых, спортивных и концертных комплексах, гостиницах, деловых центров, аэропортах и вокзалах, а также производственных предприятиях.

Применение в окружающей среде

Применение в окружающей среде

Абсорбционные системы охлаждения и кондиционирования определяют разнообразные возможности проектирования внутреннего пространства.

Габариты установок не превышают стандартной схемы, а с учетом большей единичной мощности габариты хладоцентров будут меньше, потому что в зданиях, где обычно требуется десять обычных чиллеров, можно установить два абсорбционных.

Данные технологии удобны при создании архитектурно-планировочных проектов: абсорбционные чиллеры можно размещать в чердачных и подвальных помещениях здания.

Абсорбционные системы охлаждения открывают большие возможности для эстетического решения ландшафтного дизайна.

К примеру, отводы воды для чиллеров можно использовать для прудов и фонтанов на приусадебных территориях или в общественно-деловой зоне.

Установка устройства

Установка устройства

Как правило, абсорбционные холодильные установки поставляются укомплектованными электрическими проводами с закрепленными аксессуарами и трубами, то есть полностью готовыми к монтажу.

Инженерные данные

Инженерные данные

Электропитание моделей зависит от мощности исполнения: от 230В/ 1 фаза/50 Гц до 400 В/3 фазы/ 50 Гц.

Экономическая целесообразность

Экономическая целесообразность

Традиционные кондиционеры в среднем тратят 1/3 от выдаваемой мощности на обеспечение собственной работы. Охлаждение и вентиляция квартиры (20 м2) обходится собственникам в $14 каждый месяц.

Производство холода в абсорбционных чиллерах в три раза дешевле, чем в паракомпрессионных холодильных машинах.

Стоимость абсорбционных чиллеров зависит от производственных характеристик и колеблется в среднем от 20 тыс. рублей за кВт холода (производительность холода — 200 кВт) до 5 тыс. рублей (производительность холода – 11 000 кВт).

Тенденции развития технологии

Тенденции развития технологии

Производители стремятся повысить энергоэффективность таким образом, чтобы усовершенствование технологии не повлекло за собой роста стоимости продукции.

В лабораториях ведущих компаний тестируются новые системы кондиционирования, энергоэффективность которой будет на 20% больше, чем у существующих сегодня установок.

Важным вопросом остается снижение стоимости подобных установок перед тем, как они будут предложены массовому покупателю.

Влияющие факторы, преимущества и недостатки

Влияющие факторы, преимущества и недостатки

У абсорбционных чиллеров есть серьезный конкурент – тепловые геотермальные насосы. Они являются экологически безопасными, энергоэффективными и недорогими установками.

Тепловые насосы применяют, чтобы отапливать дома, готовить горячую воду, охлаждать или осушать воздух в комнатах, вентилировать помещения. Они способны подавать тепло при температуре окружающей среды до -40 оС.

С другой стороны, абсорбционные чиллеры могут использовать в качестве топлива возобновляемые источники энергии, к примеру, мусор.

Производители абсорбционных чиллеров дают гарантии, что при производстве холода или тепла окружающая среда не пострадает. Таким образом, применение чиллеров может не только снизить затраты на электроэнергию, но и помочь избавиться от мусора.

 

Перейти в раздел «Газовое оборудование ROBUR» 

Comments are closed.