Устройство абсорбционного чиллера: Принцип действия абсорбционной холодильной машины

Содержание

Принцип действия абсорбционной холодильной машины

АБХМ расшифровывается как «абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина».

Принцип действия абсорбционной холодильной машины основан на определенных свойствах хладагента и абсорбента, которые обеспечивают отвод тепла, охлаждение и поддержание необходимого температурного режима.

АБХМ — это абсорбционная холодильная установка (чиллер), работающая за счет тепловой энергии, а не электричества. Источником тепловой энергии может служить горячая вода, выхлопные газы, пар, природный газ и другие виды топлива.

Абсорбционные чиллеры

Основные элементы АБХМ и устройство АБХМ

Конденсатор АБХМ
боковое подключение труб облегчает чистку конденсатора

Испаритель АБХМ
оснащен двойной защитой от замерзания

Генератор АБХМ
трубки изготовлены из нержавеющей стали

Частотный преобразователь Danfoss/ABB
позволяет экономить электроэнергию при неполной нагрузке АБХМ

Панель оператора
выполнена на базе контроллера Siemens,
полностью русифицирована

Отсечные клапаны
позволяют производить обслуживание насосов без нарушения вакуума в АБХМ

Насос хладагента АБХМ, абсорбента
завод-изготовитель Teikoku pumps (Япония), интервал сервисного обслуживания – 50 тыс. часов

Автоматическая система продувки
позволяет производить удаление неконденсируемых газов без присутствия оператора

АБХМ чиллер принцип работы 

Наглядная схема работы АБХМ (функциональные схемы АБХМ)

Режимы работы АБХМ

Охлаждение воды

Вода-хладагент поступает в левую часть камеры — «Испаритель». Внутри, в условиях глубокого вакуума, происходит процесс кипения хладагента, который отводит тепло из охлаждаемой воды, циркулирующей по трубкам теплообменника.

Этот процесс непосредственно охлаждает воду, циркулирующую в теплообменнике («вода охлажденная») и выполняет главную задачу, стоящую перед АБХМ — режим охлаждения.

shema-abhm-01

Абсорбция

Капли концентрированного раствора бромида лития подаются в правую часть камеры («абсорбер»), где абсорбируют пары воды-хладагента.

Для того, чтобы не допустить повышения температуры бромида лития и потери его абсорбирующих свойств, необходима охлаждающая вода, которая стабилизирует его температуру.

shema-abhm-02

Нагрев абсорбента

Раствор бромида лития, полученный после абсорбции, направляется в генератор при помощи насоса.

Там под воздействием тепла из него выкипает часть воды. Это восстанавливает изначальную концентрацию бромида лития в растворе, что нужно для поддержания его абсорбирующих свойств. Так работает АБХМ в режиме нагревания.

Схема работы АБХМ

Конденсация хладагента

В конденсаторе происходит процесс конденсации пара хладагента, образовавшегося при кипении раствора в генераторе.

Далее, эта вода-хладагент вновь попадает в «испаритель» (левую часть камеры) и цикл повторяется заново.

shema-abhm-04

 

Во многих случаях абсорбционные холодильные машины позволяют радикально снизить эксплуатационные расходы на центральное кондиционирование и промышленное охлаждение за счет использования доступного альтернативного источника энергии, который часто бывает дешевле затрат на подключение и использование электрических мощностей.

адсорбционная холодильная машина, абсорбционные машины купить, схема абсорбционной холодильной машины установки,

Бромид лития АБХМАбсорбционные чиллеры (АБХМ) производства Thermax применимы на любых типах объектов — как для снабжения холодом систем кондиционирования, так и для обеспечения промышленного холодоснабжения.

В качестве хладагента в АБХМ Thermax используется вода, а в качестве абсорбента — концентрированный раствор бромида лития LiBr.

Эти жидкости не токсичны, что делает АБХМ безопасной в применении*.

схема чиллера прямого горения, абсорбционная холодильная машина схема, адсорбционная холодильная машин, консервация АБХМ

Типы абсорбционных холодильных машин

Для АБХМ возможны различные варианты использования низко- и высокопотенциальных видов тепла. Это может быть горячая вода из тепловой магистрали, пар низкого и высокого давления от технологического процесса или котельной, прямое сжигание топлива различных видов (дизель, газ и др.), выхлопные газы от оборудования. Технологии компании Thermax позволяют использовать несколько источников энергии и комбинировать их.

*Существуют еще водоаммиачные абсорбционные холодильные машины, в которых в качестве хладагента используется аммиак.

Цена АБХМ зависит от многих параметров (мощности, типа и пр.), поэтому, если вы хотите купить АБХМ, то лучше сделать расчет АБХМ у наших специалистов под конкретную задачу и объект.
Подбор АБХМ для вас осуществляют наши эксперты по абсорбционным холодильным машинам.

Применение и принцип работы абсорбционных чиллеров: теория и практика

Применение и принцип работы абсорбционных чиллеров или АБХМ известен немногим. Да что уж скрывать, немногим вообще известно значение слова «чиллер». Такое простое для посвященных, и такое интригующее для человека, который не имел дела с большими системами охлаждения, оно все чаще упоминается в различных журналах и справочниках.

Хотя, учитывая исторические факты появления и развития первых подобных приспособлений, это достаточно странно. Впервые, подобный холодильный агрегат мир увидел в 1846 году. Его создателем был инженер из Франции – Фердинанд Каре. Можно точно сказать, что к созданию этой машины шли достаточно долго: теория о поглощении газов жидкостями, что впоследствии создает холод, была доказана еще в 1777 году. И что еще более странно, широкого распространения эта теория не получила.

И, лишь на закате военных действий в 1945 году был представлен не подобие, а настоящий АБХМ, который работал на базе бромида лития. С этого момента начало происходить усовершенствование этих полезных аппаратов. В 1985 году на просторах рынка показались первые трехступенчатые модели чиллеров, которые состояли из трех генераторов и такого же количества конденсаторов.

Что такое абсорбционный чиллер?

АБХМ

АБХМ

Не зарываясь в технические термины и понятия, чиллер (АБХМ) можно определить как своеобразное холодильное приспособление, зачастую использующееся в системах кондиционирования центрального типа. В роли хладагента, т. е. вещества, которое непосредственно забирает тепло и после конденсации отдает его окружающей среде, выступает вода, причем очень горячая или же пар. Она циркулирует в этой установке с очень высокой температурой – 130º по Цельсию. А в роли абсорбента применяют различные растворы вроде бромида лития, который использовался в первом абсорбционном чиллере и применяется до сих пор.

Т. е., если попытаться подвести итог, можно отметить, что в этих установках для функции охлаждения используют не электричество, а другие вторичные энергетические источники. С последними тенденциями постоянного роста цен на энергоносители это делает их невероятно экономичными и повышает их конкурентоспособность.

Совершенствование и развитие холодильных машин

Постоянное удорожание электроэнергии, потребность в использовании экологически чистых и безопасных веществ, а также изменение условий работы двигают прогресс вперед. Абсорбционные машины постоянно совершенствуются. Производители этих чудо-машин балуют потребителей огромным ассортиментом и разными возможностями.

Абсорбционный чиллер

Абсорбционный чиллер

Абсорбционные машины охлаждения стараются усовершенствовать, начиная с основ: компрессоров и конденсаторов.

Различают чиллеры по способу охлаждения конденсатора и способу комплектации:

  • состоящие из одного основного блока или с выносным конденсатором;
  • имеющие встроенный гидромодуль или же такой модуль отсутствует.

Чем больше развиваются технологии, тем большим градациям по структуре и функциям подвергаются техника и машины.

Если рассматривать абсорбционные устройства по типу компрессоров, то наверняка бросятся в глаза такие виды новых моделей:

  • со спиральным компрессором;
  • одновинтовые и двухвинтовые с различными показателями производительности.

А если обратить свой взор на классификацию чиллеров по принципу нагрева, то можно выделить следующие типы машин:

  • прямого нагрева;
  • парового нагрева;
  • водяного нагрева.

Самым популярным считается первый тип с прямым нагревом. Они обладают незаменимым свойством – необычайной компактностью, что в наше время очень ценится.

Как они работают?

Чтобы понять применение и принцип работы абсорбционных чиллеров, не нужно владеть какими-то невероятными знаниями. Достаточно подробно рассмотреть схему цикла работы этой машины.

Как уже стало понятно, абсорбционный чиллер – это не что иное, как охлаждающее устройство. Есть две принципиально разных схемы работы чиллеров: схема на основе одного контура и двухконтурная схема. Различие между такими установками легко понять и запомнить:

  1. одноконтурный чиллер в своей структуре обязательно имеет конденсатор, генератор, абсорбент и, конечно же, испаритель. Все в количестве 1 шт.;
  2. соответственно, как уже не трудно догадаться, чиллер с двумя контурами работы состоит из двух генераторных секций.

Схема работы одного контура достаточно проста. Первым действием в ней является воздействие источника тепла непосредственно на абсорбент, из-за чего происходит образование и выделение пара. Водяной пар по отводам стремится в отсек конденсатора для дальнейшего охлаждения. По законам физики, когда пар охлаждается, он превращается в иное свое состояние – в жидкость. Новообразованная жидкость скапливается в испаритель и снова происходит процесс превращения жидкости в пар. Но теперь этот пар поглощается специальным раствором – бромидом лития.

Особенности и принципы работы одноконтурной схемы

Чиллер абсорбционного типа

Чиллер абсорбционного типа

Температура воды обычно колеблется в пределах 70-90º по Цельсию. Это рационализирует использование АБХМ на производствах, на которых есть большой запас горячей воды.

Процесс превращения жидкости в пар и наоборот должен проходить без перебоев. Для этого нужно использовать только те химические растворы, которые обладают большой способностью поглощения. Самый распространенный – это бромид лития.

Особенность работы поглощающего раствора такова, что он после определенного количество непрерывных циклов теряет свою «рабочую» концентрацию. Этот недостаток устраняется с помощью перекачивания раствора в генератор специальным насосом, где он становится снова концентрированным.

Главные аспекты двухконтурной схемы

В двухконтурной схеме работа машины происходит иначе. Первое отличие заключается в том, что в теплообменные трубы высокотемпературного генератора сразу подается поглощающий раствор, но не сильной концентрации. Дальше происходит процесс его испарения и, соответственно, увеличения концентрации в связи нагревания его газовой горелкой. Следующий шаг заключается в поступлении бромида лития в низкотемпературный генератор. Там он благополучно нагревается парами хладагента из предыдущего высокотемпературного генератора. Все эти этапы делаются с одной целью – повышение концентрации абсорбента до максимальной крепости.

Чиллер промышленный абсорбционный

Чиллер промышленный абсорбционный

Тот пар хладагента, образующийся в обоих генераторах, отводится в конденсатор. Там он из газового состояния переходит в жидкое и смешивается. Последним шагом является поступление пара в испаритель, и процесс начинается сначала.

Немаловажен факт необходимости ввода холодной воды из градирни. Она должна вводиться в абсорб, и далее – в конденсатор, и все для того, чтобы цикл снижения температуры абсорбента был более продуктивным. Но, как бы там ни было, вне зависимости от схемы работы машины, основным процессом является испарение.

Преимущества и недостатки таких установок

Самым главным достоинством абсорбционного чиллера перед другими установками подобного типа – это маленькое потребление электроносителей. Это позволяет большим промышленным предприятиям значительно снизить затраты на оплату электроэнергии.

Процесс работы АБХМ порадует низким количеством шума и отсутствием вибраций. Попросту говоря, машине просто нечем сильно шуметь. Единственный источник шума в ней – это насос.

Применение и принцип работы абсорбционных чиллеров очень разнообразен. Например, газовые АБХМ могут похвастаться функцией подачи и холодной, и горячей воды. Это обрадует тех предпринимателей, которые собирались ставить бойлеры. С такой АБХМ необходимость в них пропадает: зимой она может выполнять функцию котла, а летом – чиллера. Также, что очень радует, что АБХМ имеют длительный период эксплуатации – 20 и более лет.

Но, как и любой другой прибор или установка, абсорбционный чиллер имеет свои недостатки:

  • В первую очередь, и это наверно является самым значительным недостатком, – это цена. Но тут также стоит заметить, что обычно она без проблем окупается в процессе использования за счет экономии предприятия на электроэнергии.
  • Также стоит отметить, что для работы АБХМ обязательно наличие мокрой или сухой градирни.

В целом, приобретение АБХМ положительно повлияет на производство. Она имеет целый ряд неоспоримых положительных функций, а те негативные моменты, которые по большому счету имеются у любого аппарата, удачно покрываются ее преимуществами.

Абсорбционные чиллеры: подбор, принцип действия, типы

Кроме классической компрессионной холодильной машины для получения холода может быть использована и абсорбционная холодильная машина или абсорбционный чиллер. В отличие от компрессионного способа, где в холодильном контуре циркулирует однофазный холодильный агент (фреон), в абсорбционном чиллере в качестве холодильного агента используется смесь воды и, как частный случай, – бромид лития. При движении по холодильному контуру эта смесь разъединяется на составляющие, а потом вновь смешивается.

Подбор и расчет абсорбционного чиллера

Отличие в применении компрессионного и абсорбционного чиллера состоит также в источнике энергии, который используется для работы холодильного контура. В первом случае используется электрическая энергия для работы компрессора. Во втором — любая тепловая энергия. Чаще всего это бросовая тепловая энергия, которая выделяется в результате какого-то производственного процесса. В этом случае эффективность работы абсорбционного чиллера достаточно высокая и при затрате 15 кВт энергии можно получить холодопроизводительность до 1 МВт.    

Принцип действия АБХ

Одноконтурный чиллер

одноконтурный АБХОсновными элементами абсорбционного чиллера являются: генератор, конденсатор, абсорбер, испаритель. Также имеются и вспомогательные элементы, которые обеспечивают надежность и безопасность работы чиллера. Это различные запорные, дросселирующие, соленоидные вентили и система автоматики. В основном в чиллерах подобного принципа действия применяется горячая вода от 80°С ± 10°С, которая фактически бросовая и является побочным эффектом какого-то технологического процесса. В абсорбере слабая смесь воды и бромида лития нагревается, и основная часть воды выкипает, поступая по трубопроводу в конденсатор. В самом генераторе остается крепкий раствор бромида лития. В конденсаторе пары воды охлаждаются и конденсируются за счёт отвода от нее тепла. Далее сконденсировавшаяся охлажденная вода поступает в испаритель, где повторно превращается в пар. Такой водяной пар поглощается крепким раствором бромида лития, поступающего из генератора. В результате поглощения и смешения образуется слабая смесь воды и бромида лития, которая с помощью насоса подается в генератор и цикл повторяется снова.    

Двухконтурный чиллер

двухконтурный АБХДвухконтурный чиллер от одноконтурного чиллера отличается наличием двух генераторов. Кроме этого в нем имеется конденсатор, абсорбер и другие вспомогательные элементы, которые есть и в одноконтурном чиллере. Принцип работы двухконтурного абсорбционного чиллера заключается в следующем: слабая смесь воды и бромида лития поступает в высокотемпературный генератор и нагревается каким-либо источником тепла. Под воздействием тепла вода (холодильный агент) испаряется и ее пары по трубам поступают в низкотемпературный генератор для нагрева смеси воды и бромида лития средней концентрации. При этом пары воды охлаждаются, конденсируются и по трубам поступают в конденсатор. С другой стороны в высокотемпературном генераторе после выпаривания воды остается смесь, которая далее поступает в низкотемпературный генератор и именно она нагревается парами воды, поступающими тоже из высокотемпературного генератора. В низкотемпературном генераторе после выпаривания воды (холодильного агента) крепкая смесь воды и бромида лития поступает в абсорбер, а пары воды поступают в конденсатор, охлаждаются, конденсируются и смешиваются с водой, поступающей по трубам после высоко- и низкотемпературного генератора. В конденсаторе для охлаждения используется другая вода, которая поступает из контура системы охлаждения из градирни. Из конденсатора жидкая вода (холодильный агент) поступает в испаритель, после чего смешивается (абсорбируются) крепкой смесью бромида лития. После смешивания получается слабая смесь, которая насосом подается в высокотемпературный генератор. После этого процесс повторяется вновь.   

Типы абсорбционных чиллеров

На рынке кондиционирования воздуха чиллеры могут быть трех типов: чиллер с нагревом горячей водой, чиллер с нагревом паром и чиллер с прямым нагревом.

 

Чиллер прямого нагрева

В качестве топлива в чиллерах прямого нагрева  применяется природный или сжиженный нефтяной газ, дизельное топливо. Их холодопроизводительность варьируется от 300 кВт до 5,3 МВт, а теплопроизводительность – от 300 кВт до 4,4 МВт. Абсорбционные чиллеры прямого нагрева компактны и не занимают много места.

Чиллер парового нагрева

В чиллерах парового нагрева источником тепла является пар температурой 200 ºС и давлением 784 кПа. Холодопроизводительность составляет от 352 до 2461 кВт. Такие чиллеры отличаются крайне низким уровнем вибрации.

Чиллер водяного нагрева

Для чиллеров водяного нагрева источником тепла является горячая 80 — 95ºС. Возможно использование таких установок без вспомогательных систем регенерации.


Примечание: компания Dantex не является производителем абсорбционных чиллеров.

Абсорбционный чиллер

Абсорбционная холодильная машина (также абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина, абсорбционный чиллер или АБХМ) — промышленная холодильная установка, предназначена для отбора и удаления избыточного тепла и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов при работе различного рода производственного оборудования, технологических устройств, инструмента, оснастки, а также технологических процессов, связанных с повышенными тепловыми нагрузками. В качестве абсорбента в них используются различные растворы, например, бромида лития (LiBr) в воде. К абсорбционным холодильным машинам относятся так же аммиачные холодильные установки абсорбционного принципа действия.

История создания АБХМ

  • Первое документированное использование искусственного охлаждения в 1756 году было осуществлено английским учёным Вильямом Калленом.
  • Способность концентрированной серной кислоты поглощать (абсорбировать) водяной пар впервые была замечена Геральдом Найрне в 1777 году.
  • В 1810 году Джоном Лесли создана первая искусственная ледоделка на основе поглощения сернистого газа водой.
  • В 1834 году английским врачом Джейкобом Перкинсом (Jacob Perkins (англ.)) (1766—1844) была построена холодильная машина с использованием насоса (компрессора) на диэтиловом эфире.
  • Французским учёным Фердинандом Карре (Ferdinand Carre (фр.)) (1824—1900) и его братом Эдмондом Карре (Edmond Carre) в 1846 году была изобретена аммиачная абсорбционная холодильная машина. Несмотря на то, что его способ был очень удачным, об изобретении забыли на несколько десятилетий.
  • В 1871 году была построена машина, работающая на метиловом эфире. В 1850 году Эдмонд Карре создал абсорбционную машину на воде и концентрированной серной кислоте.
  • В 1923 году австралийцем Эдвардом Халлстромом изобретён оригинальный аммиачный абсорбционный холодильник упрощённой конструкции — Icy Ball (англ. ледяной шар).
  • В 1926 году физики Альберт Эйнштейн и Лео Силард изобретают так называемый холодильник Эйнштейна, который был запатентован в США 11 ноября 1930 года[2].
  • В начале XX века в Москве была открыта фирма, которая предлагала всем желающим агрегат под названием «Эскимо». Данный агрегат был изготовлен по принципу, предложенному Фердинадом Карре. При своих больших габаритах, агрегат не издавал громкого шума и был универсальным. Для работы необходимы были уголь, дрова, керосин или спирт. Один цикл работы «Эскимо» позволял получить 12 кг льда.
  • Применение абсорбции в промышленном кондиционировании началось в конце 1950-х годов.
  • В 1985 году были разработана и запатентована более эффективная АБХМ — трёхступенчатая абсорбционная холодильная машина с тремя конденсаторами и тремя генераторами.
  • В 1993 году был запатентован альтернативный цикл трёхступенчатой абсорбционной холодильной машины с двойным конденсатором.

Типы абсорбционных чиллеров





Тип чиллера

Источник тепла

Мощность

Охладители прямого нагрева (Direct-fired Chiller/heaters) Природный газ, дизельное топливо, отходящие дымовые газы. По холоду от 17 кВт до 12 МВт, по теплу — от 17 кВт до 8 МВт.
Охладители парового нагрева (Steam-fired chillers) Пар с температурой 75-200°С По холоду от 200 кВт до 15 МВт.
Охладители нагрева горячей водой (Hot water-fired chillers) Горячая вода с температурой 75-95°С на входе/до 65°С на выходе) По холоду от 105 кВт до 12 МВт.
Охладители нагрева выхлопными газами (Exhaust-fired chillers/heaters) Выхлопные газы с температурой 250—600°С на входе/до 150°С на выходе По холоду от 200 кВт до 12 МВт.

Принцип действия абсорбционного чиллера

На представленной схеме абсорбционного чиллера охладитель состоит из двух камер.

  • Верхняя — генератор (AT). Это горячая камера с относительно высоким давлением.
  • Нижняя — испаритель (VD) и абсорбер (AB). Это холодная камера с очень низким давлением (2мБар).

Схема абсорбционного чиллера

Под действием тепла (HM) в генераторе из раствора бромида лития выделяются пары воды (хладагента), которые переносятся в конденсатор. Водяной пар конденсируется, отдавая тепло воде охлаждающего контура KüW. Охлажденная вода по линии 5 поступает в испаритель, где при низком давлении закипает при температуре +6 °C и забирает тепло от охлаждаемого контура чиллер-фанкойл (KW). Насос VD прокачивает воду на форсунки, что способствует более интенсивному теплообмену. В других типах АБХМ охлаждаемый контур не обрызгивается, а погружается в ванну хладагента.

Оставшийся концентрированный раствор бромида лития по линии 1-2 через растворный теплообменник/гидравлический затвор WT1 переходит в абсорбер. Для улучшения абсорбции раствор разбрызгивается форсунками и поглощает водяной пар из испарителя. Процесс абсорбции связан с выделением теплоты, которая отводится охлаждающим контуром KüW в абсорбере АВ. Полученный раствор воды и бромида лития перекачивается по линии 3-4 в генератор через регулятор/теплообменник WT1, и цикл повторяется снова.

Преимущества абсорбционных чиллеров

По сравнению с компрессионными чиллерами, АБХМ обладают следующими преимуществами:

  1. Минимальное потребление электроэнергии. Электроэнергия требуется для работы насосов и автоматики.
  2. Минимальный уровень шума.
  3. Экологически безопасны. Хладагентом является обычная вода. Утилизируют тепловую энергию сбрасываемой горячей воды, дымовых газов или производственных процессов.
  4. Длительный срок службы (не менее 20 лет).
  5. Полная автоматизация.
  6. Пожаро- и взрывобезопасность.
  7. Абсорбционные машины не подведомственны Ростехнадзору.

Недостатки абсорбционных чиллеров

Абсорбционные чиллеры, по сравнению с компрессионными охладителями отличает:

  1. Более высокая цена оборудования, примерно в 2 раза выше чем цена обычного охладителя.
  2. Необходимость наличия дешевого (бесплатного) источника тепловой энергии с достаточно высокой температурой.
  3. Относительно низкая энергетическая эффективность — тепловой коэффициент (отношение подведенной тепловой энергий к полученному холоду), равный 0,65-0,8 — для одноступенчатых машин, и 1—1,42 — для двухступенчатых машин.
  4. Существенно больший вес, чем у обычного охладителя.
  5. Необходимость использовать открытые охладители — градирни, что увеличивает водопотребление системы.

Системы абсорбционного охлаждения — Абсорбционные чиллеры

С помощью различных абсорбционных технологий  за счет более эффективного использования сбросного тепла обеспечивается наилучшее решение для когенерационных и тригенерационных применений.

Принцип работы абсорбционного чиллера основан на использовании латентного тепла, освобождаемого по мере того, как испаряется хладагент. Система абсорбционного охлаждения использует в качестве хладагента воду и абсорбент для поглощения парообразного хладагента, который затем высвобождается из абсорбента при нагреве его тепловым источником.

Отличительные особенности абсорбционных чиллеров

• Экологически безопасный, без использования фреона, в качестве хладагента используется вода
• Низкое потребление электроэнергии, максимальная экономия в период пиковых нагрузок
• Экономически эффективное охлаждение и отопление 
• Низкий уровень шума и вибраций 
• Точное и оптимальное управление с помощью контроллера на базе микропроцессора 
• Быстрая окупаемость первоначальных инвестиций 
• Высокая надежность
• Длительный срок службы

 

Рекуперация сбросной энергии

Абсорбционные чиллеры на выхлопных газах от газопоршневых и газотурбинных установок обеспечивают как охлаждение, так и обогрев без дополнительных систем рекуперации. Чиллеры на горячей воде с рубашек охлаждения газопоршневых и дизельных двигателей или от других источников обеспечивают охлаждение. В особых случаях, в чиллерах с дополнительным циклом может быть использована горячая вода с нижней границей 55°C.

Отличная производительность при неполных нагрузках

Система микропроцессорного управления обеспечивает стабильную работу при неполных нагрузках с температурой охлаждающей воды до 18°С без использования байпаса. Частотно регулируемый привод насоса обеспечивает оптимальный расход раствора к низкотемпературному генератору, а также и к высокотемпературному генератору при полной нагрузке.

Низкий уровень шума и вибраций

Средний уровень шума чиллеров составляет 65 дБА. Это позволяет устанавливать чиллеры вблизи жилых зон или в зонах с жесткими требованиями по шуму Низкий уровень вибрации позволяе устанавливать чиллеры на верхних этажах без использования особых систем гашения вибрации.

 

Точное и оптимальное функционирование

Контроллер на основе микропроцессора, собранный и испытанный на заводе, следит за состоянием и управляет машиной непрерывно и автоматически. На сенсорный экран выводится информация о рабочих параметрах и неисправностях. Во время запуска контроллер инициирует систему самодиагностики для проверки состояния датчиков. Переключатель дистанционного пуска/остановки и панель управления с блокировкой двери, защищают от несанкционированного доступа.

Надежность и простота обслуживания

Герметичные насосы хладагента и абсорбента с единственной движущейся частью обеспечивают надежность и обслуживаются на месте установки с помощью запорных вентилей. В качестве опции могут проводиться заводские испытания на функционирование и производительность до отгрузки чиллера.

Надежная система очистки

Неконденсируемые газы периодически удаляются из резервуара с помощью простой процедуры, выполняемой во время работы машины. Удаление производится с помощью установленного вакуумного насоса, который подсоединен к клапану очистки.

 

Основной цикл абсорбционного охлаждения включает испаритель, конденсатор, генератор и абсорбер с рабочим раствором, состоящим из  хладагента (вода) и абсорбентом (раствор бромида лития LiBr).

Вспомогательное оборудование включает насос раствора LiBr и насос хладагента.

В испарителе поддерживается пониженное давление, около 6 мм рт. ст., при таком давлении вода-хладагент кипит при температуре 4 °С. Насос хладагента используется для подачи воды на форсунки испарителя с помощью которых происходит разбрызгивание хладагента на поверхность труб, по которым циркулирует охлаждаемая вода от потребителя с температурой около 12-13 °С. Попадая на поверхность труб, хладагент (вода) закипает и испаряется, отнимая при этом от труб с водой теплоту. В итоге к потребителю подается охлажденная вода с температурой 7 °С. Для поддержания абсолютного давления 6 мм рт. ст., образующийся при кипении хладагента пар удаляется из испарителя с помощью абсорбера. Пар хладагента, поступающий из испарителя в абсорбер, поглощается раствором LiBr.

Раствор LiBr обладает высокой абсорбирующей способностью, которая увеличивается при увеличении плотности или при понижении температуры раствора.

В абсорбере концентрированный раствор LiBr, подаваемый из генератора, поглощает пары хладагента, тем самым понижая свою концентрацию. Поглощение паров (абсорбция) является экзотермической реакцией, т. е. реакцией с выделением теплоты, которая, в свою очередь, отводится охлаждающей водой из градирни.

Далее разбавленный раствор подается насосом в генератор. За счет подвода тепловой энергии от греющего источника, вода из слабого раствора LiBr выпаривается, и раствор LiBr снова становится концентрированным. Концентрированный раствор LiBr после генератора направляется обратно в абсорбер.

Водяной пар из генератора поступает в конденсатор, где конденсируется за счет отвода теплоты конденсации к охлаждающей воде из градирни. Сконденсировавшийся из водяных паров хладагент (вода) вновь поступает в испаритель. И цикл повторяется заново.

Как работает абсорбционный чиллер

Принцип работы абсорбционного чиллера

Как работает абсорбционный чиллерАбсорбционный чиллер – это полнофункциональная холодильная машина, предназначенная для охлаждения воды или антифриза, используемых в системах центрального кондиционирования – фанкойлах и центральных кондиционерах. Охлаждение воды в абсорбционном чиллере производится за счет протекающего в нем холодильного цикла, основными элементами которого являются процессы абсорбции и сорбции.  Для организации холодильного цикла абсорбционного чиллера используется тепловая энергия вторичных источников тепла: горячей воды, горячего пара, энергия, образуемая в результате сгорания природного газа. Рабочим веществом, для переноса тепловой энергии в абсорбционных холодильных чиллерах является хладагент, в качестве которого выступает вода. В качестве абсорбента как правило используется раствор бромида-лития.

Функциональные элементы абсорбционного чиллера

На рисунке №1 показано размещение функциональных элементов двух-ступенчатого абсорбционного чиллера производства компании Ebara серии RCH. В чиллерах в качестве вторичного источника тепловой энергии используется горячий пар, температура которого 110С. Удаление тепловой энергии, образуемой в результате работы чиллера, осуществляется через гидравлический контур охлаждения конденсатора и далее через градирни башенного исполнения.

  • Испаритель является источником холода абсорбционного чиллера. Вода (Которая является хладагентом) в жидком состоянии инжектируется на внешнюю теплообменную поверхность испарителя и начинает испаряться. Испаряясь вода охлаждает теплообменную поверхность испарителя. При этом вода (Или антифриз), протекающая внутри теплообменной поверхности испарителя также охлаждается.


    Примечание: В испарителе вода – хладагент получает тепловую энергию (Или отдает холод) из гидравлического контура системы кондиционирования.

  • Абсорбер – это агрегат, в котором пары хладагента – воды абсорбируются в абсорбенте – концентрированном растворе бромида-лития. В абсорбере происходит инжекция абсорбента, имеющего высокую температуру. Процесс абсорбции сопровождается отводом тепла в гидравлический контур охлаждения. Таким образом, в абсорбере концентрированный раствор бромида лития разбавляется водой (ослабляется) и получается слабый раствор бромида-лития.

  • Генератор высокой температуры – это агрегат, в котором слабый раствор бромида-лития нагревается за счет энергии вторичных источников (В нашем случае это пар высокой температуры, поступающий из системы горячего водоснабжения). При нагревании раствора выделяются пары хладагента – воды, которые также на данном этапе имеют высокую температуру. Таким образом раствор бромида-лития усиливается.

  • Генератор низкой температуры – это агрегат, в котором усиленный раствор бромида-лития нагревается парами хладагента – воды, нагретыми в генераторе высокой температуры. При этом получается сильный раствор бромида лития, который возвращается в абсорбер.

  • Конденсатор является источником тепла. Пары хладагента, поступающие из генератора низкой температуры конденсируются, переходя из пара в жидкое состояние. При этом энергия, образуемая при конденсации удаляется в гидравлический контур охлаждения конденсатора.

Размещение функциональных элементов абсорбционного чиллера

Рисунок №1 Размещение функциональных элементов абсорбционного чиллера


1) Вход воды гидравлического контура охлаждения конденсатора. 2) Генератор низкой температуры. 3) Вход пара. 4) Генератор высокой температуры. 5) Система автоматизированного управления. 6) Теплообменник высокой температуры. 7) Теплообменник средней температуры. 8) Выход пара. 9) Абсорбер. 10) Конденсатор. 11) Вход воды из системы кондиционирования. 12) Выход воды гидравлического контура охлаждения конденсатора. 13) Выход воды из системы кондиционирования. 14) Испаритель

Как работает абсорбционный чиллер

На рисунке №2 показана схема абсорбционного чиллера двойного действия производства компании Ebara, в котором в качестве хладагента используется вода, а в качестве абсорбента – раствор бромида – лития, в качестве вторичного источника тепловой энергии – пар из системы отопления.

Схема абсорбционного чиллера двойного действия производства компании Ebara

Рисунок №2 Схема абсорбционного чиллера двойного действия производства компании Ebara

Как было сказано ранее, испаритель является источником холода в абсорбционном чиллере. В испарителе происходит адиабатическое распыление (Инжекция) хладагента – воды при пониженном давлении среды. Процесс адиабатического распыления сопровождается испарением воды, частицы которой входят во взаимодействие, с теплообменной поверхностью испарителя охлаждая ее. При этом вода или антифриз (из системы кондиционирования), протекающий по внутренней полости теплообменника также охлаждается. Вследствие того что давление среды понижено, температура испарения воды – хладагента также снижена. Далее пары хладагента — воды поступают в абсорбер. В абсорбере пары хладагента поглощаются абсорбентом – высококонцентрированным раствором бромида лития. Таким образом раствор бромида-лития растворяется парами воды (Или ослабляется). Ослабленный раствор поступает в генератор высокой температуры. В генераторе высокой температуры ослабленный раствор нагревается за счет энергии вторичных источников – горячего пара системы отопления. При нагревании ослабленного раствора бромида лития выделяются пары хладагента – воды высокой температуры, при этом раствор усиливается. Усиленный раствор бромида-лития поступает в генератор низкой температуры где охлаждается парами воды – хладагента. Сильный раствор бромида-лития поступает обратно в абсорбер, в то время как пары хладагента — воды поступают в конденсатор. В конденсаторе пары хладагента охлаждаются с помощью воды из гидравлического контура охлаждения конденсатора, поступающей из градирен башенного исполнения. При этом пары хладагента конденсируются при повышенном давлении, переходя из пара в жидкость. Жидкий хладагент – вода подается обратно в испаритель и процесс повторяется.

Схема преобразования тепловой энергии в абсорбционном чиллере

Рисунок №3 Схема преобразования тепловой энергии в абсорбционном чиллере



Информация взята с сайта www.ecvest.ru

Абсорбционная холодильная машина — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Абсорбционная холодильная машина на 14МВт

Абсорбционная холодильная машина (также абсорбционная бромистолитиевая холодильная машина, абсорбционный чиллер или АБХМ) — промышленная холодильная установка, предназначена для отбора и удаления избыточного тепла и поддержания заданного оптимального температурного и теплового режимов при работе различного рода производственного оборудования, технологических устройств, инструмента, оснастки, а также технологических процессов, связанных с повышенными тепловыми нагрузками. В качестве абсорбента в них используются различные растворы, например, бромида лития (LiBr) в воде.

Абсорбционные холодильные машины выпускаются известными производителями климатического оборудования: ShuangLiang Eco Energy (крупнейший производитель), Carrier, Trane, Thermax, York, Century, Broad.

К абсорбционным холодильным машинам также относятся аммиачные холодильные установки абсорбционного принципа действия.

История создания АБХМ

  • Первое документированное использование искусственного охлаждения в 1756 году было осуществлено английским учёным Вильямом Калленом[1]
  • Способность концентрированной серной кислоты поглощать (абсорбировать) водяной пар впервые была замечена Геральдом Найрне в 1777 году.
  • В 1810 году Джоном Лесли создана первая искусственная ледоделка на основе поглощения сернистого газа водой.
  • В 1834 году английским врачом Джейкобом Перкинсом (Jacob Perkins (англ.)) (1766—1844) была построена холодильная машина с использованием насоса (компрессора) на диэтиловом эфире.
  • Французским учёным Фердинандом Карре (1824—1900) и его братом Эдмондом Карре (Edmond Carre) в 1846 году была изобретена аммиачная абсорбционная холодильная машина. Несмотря на то, что его способ был очень удачным, об изобретении забыли на несколько десятилетий.
  • В 1871 году была построена машина, работающая на метиловом эфире.
  • В 1850 году Эдмонд Карре создал абсорбционную машину на воде и концентрированной серной кислоте.
  • В 1923 году австралийцем Эдвардом Халлстромом изобретён оригинальный аммиачный абсорбционный холодильник упрощённой конструкции — Icy Ball (англ. ледяной шар).
  • В 1926 году физики Альберт Эйнштейн и Лео Силард изобретают так называемый холодильник Эйнштейна, который был запатентован в США 11 ноября 1930 года[2].
  • В начале XX века в Москве была открыта фирма, которая предлагала всем желающим агрегат под названием «Эскимо». Данный агрегат был изготовлен по принципу, предложенному Фердинадом Карре. При своих больших габаритах, агрегат не издавал громкого шума и был универсальным. Для работы необходимы были уголь, дрова, керосин или спирт. Один цикл работы «Эскимо» позволял получить 12 кг льда.
  • Применение абсорбции в промышленном кондиционировании началось в конце 1950-х годов.
  • В 1985 году были разработана и запатентована более эффективная АБХМ — трёхступенчатая абсорбционная холодильная машина с тремя конденсаторами и тремя генераторами.
  • В 1993 году был запатентован альтернативный цикл трёхступенчатой абсорбционной холодильной машины с двойным конденсатором[3].

Типы абсорбционных охладителей

Тип АБХМ Источник тепла Мощность
Охладители прямого нагрева (Direct-fired Chiller/heaters) Природный газ, дизельное топливо, отходящие дымовые газы. По холоду от 17 кВт до 12 МВт, по теплу — от 17 кВт до 8 МВт.
Охладители парового нагрева (Steam-fired chillers) Пар с температурой 75-200°С По холоду от 200 кВт до 15 МВт.
Охладители нагрева горячей водой (Hot water-fired chillers) Горячая вода с температурой 75-95°С на входе/до 65°С на выходе) По холоду от 105 кВт до 12 МВт.
Охладители нагрева выхлопными газами (Exhaust-fired chillers/heaters) Выхлопные газы с температурой 250—600°С на входе/до 150°С на выходе По холоду от 200 кВт до 12 МВт.

Принцип действия

Водная — Бромид-Литиевая абсорбционная холодильная машина. Принцип действия.

На представленной схеме Бромид-Литиевой абсорбционной холодильной машины охладитель состоит из двух камер.

  • Верхняя — генератор (AT). Это горячая камера с относительно высоким давлением.
  • Нижняя — испаритель (VD) и абсорбер (AB). Это холодная камера с очень низким давлением (2мБар).

Под действием тепла (HM) в генераторе из раствора бромида лития выделяются пары воды (хладагента), которые переносятся в конденсатор.
Водяной пар конденсируется, отдавая тепло воде охлаждающего контура KüW. Охлажденная вода по линии 5 поступает в испаритель, где при низком давлении закипает при температуре +6 °C и забирает тепло от охлаждаемого контура чиллер-фанкойл (KW). Насос VD прокачивает воду на форсунки, что способствует более интенсивному теплообмену. В других типах АБХМ охлаждаемый контур не обрызгивается, а погружается в ванну хладагента.

Оставшийся концентрированный раствор бромида лития по линии 1-2 через растворный теплообменник/гидравлический затвор WT1 переходит в абсорбер. Для улучшения абсорбции раствор разбрызгивается форсунками и поглощает водяной пар из испарителя. Процесс абсорбции связан с выделением теплоты, которая отводится охлаждающим контуром KüW в абсорбере АВ. Полученный раствор воды и бромида лития перекачивается по линии 3-4 в генератор через регулятор/теплообменник WT1, и цикл повторяется снова.

Преимущества

По сравнению с компрессионными холодильниками, АБХМ обладают следующими преимуществами:

  • Минимальное потребление электроэнергии. Электроэнергия требуется для работы насосов и автоматики.
  • Минимальный уровень шума.
  • Экологически безопасны. Хладагентом является обычная вода.
  • Утилизируют тепловую энергию сбрасываемой горячей воды, дымовых газов или производственных процессов.
  • Длительный срок службы (не менее 20 лет).
  • Полная автоматизация.
  • Пожаро- и взрывобезопасность.
  • Абсорбционные машины не подведомственны Ростехнадзору.

Недостатки

Абсорбционные охладители, по сравнению с компрессионными охладителями отличает:

  • Более высокая цена оборудования, примерно в 2 раза выше (на мощности ниже 500 кВт) чем цена обычного охладителя. При больших мощностях (2 МВт и выше) стоимость АБХМ приближается к стоимости ПКХМ.
  • Необходимость наличия дешевого (бесплатного) источника тепловой энергии с достаточно высокой температурой.
  • Относительно низкая энергетическая эффективность — тепловой коэффициент (отношение подведенной тепловой энергий к полученному холоду), равный 0,65-0,8 — для одноступенчатых машин, и 1—1,52 — для двухступенчатых машин.
  • Существенно больший вес, чем у обычного охладителя.
  • Необходимость использовать открытые охладители — градирни, что увеличивает водопотребление системы.

См. также

Примечания

Литература

  1. Холодильные машины: Учебник для студентов втузов специальности «Техника и физика низких температур»/А. В. Бараненко, Н. Н. Бухарин, В. И. Пекарев, Л. С. Тимофеевский: Под общ. ред. Л. С. Тимофеевского.- СПб.: Политехника, 1997 г.- 992с.

Ссылки

Абсорбционный охладитель

Абсорбционный охладитель использует горячую (отработанную) охлаждающую воду из дизельных двигателей, обычно выбрасываемую за борт, для производства охлажденной воды, обслуживающей установку ОВК. Поскольку абсорбционные чиллеры используют тепло для запуска цикла охлаждения, они потребляют лишь небольшое количество электроэнергии для работы насосов агрегата. Абсорбционное охлаждение может привести к экономии энергии до 95%. Абсорбционные чиллеры обычно используют пар или горячую воду для запуска цикла охлаждения бромида лития, но также могут использовать другие источники тепла.

Как это работает

Цикл абсорбционного охлаждения основан на трех основных принципах:

  1. Когда жидкость нагревается, она кипит (испаряется), а когда газ охлаждается, она конденсируется.
  2. Понижение давления над жидкостью снижает ее точку кипения.
  3. Тепло течет от более теплых поверхностей к более холодным.

Абсорбционное охлаждение основано на термохимическом «компрессоре». Используются две разные жидкости: хладагент и абсорбент. Жидкости обладают высоким «сродством» друг к другу, что означает, что одна легко растворяется в другой.Хладагент — обычно вода — может легко менять фазу между жидкостью и паром и циркулировать по системе. Тепло от водогрейного котла, пара или источника отработанного тепла управляет процессом. Высокое сродство

хладагента к абсорбенту (бромид лития) заставляет хладагент кипеть при более низких температуре и давлении, чем обычно, и переносить тепло из одного места в другое.

Подходит для морского применения

Специализированный абсорбционный чиллер для морского применения был разработан с учетом и устранением негативных аспектов, таких как перетекание и смешивание хладагента, вызванные движением судна, специальной сваркой, прочность конструкции и снижение характеристик качки и качения корабля.После тщательного проектирования и исследований абсорбционные охладители были испытаны на движущейся платформе для имитации морских условий. Наши морские абсорбционные чиллеры могут работать на пару или горячей воде и охлаждаться морской водой с помощью абсорбера и конденсатора Cu / Ni или Ti. Это решение можно использовать для замены обычного электрического чиллера (источник тепла должен быть доступен 100% времени) или в гибридной версии (электрический чиллер в качестве резервного).

Дополнительная информация о абсорбционных охладителях

Если вы хотите получить совет или дополнительную информацию о абсорбционных охладителях, не стесняйтесь обращаться к нам.Загрузите брошюру по абсорбционным чиллерам для получения подробной информации и технических характеристик.

.

Газовые абсорбционные чиллеры с воздушным охлаждением

Газовые абсорбционные чиллеры с воздушным охлаждением

Только абсорбционные чиллеры с аммиачным охлаждением для домашнего и коммерческого использования

Газовые абсорбционные чиллеры с воздушным охлаждением, что действительно экологично. дружелюбный кондиционер.
Дополнительный модуль нагрева для горячего водоснабжения на 24 часа, с широкой холодопроизводительностью от 5.От 5 до 269,5 тонн, для домашнего и промышленного использования.

Газовые абсорбционные чиллеры с воздушным охлаждением

Модульная производительность: от 5,5RT до 38,5RT
Группы с производительностью от 38,5RT могут быть централизованы до 269,5RT
Стабильная работа при температуре окружающей среды от 0 ° C до 55 ° C

Горелка с низким выбросом NOx, исключительно чистое горение

Нетоксичный ингибитор коррозии в системе охлаждения

Основные компоненты (абсорбционный чиллер с воздушным охлаждением)

,Генератор

нагревает и отгоняет раствор для получения пара аммиака (99,5%) и жидкой воды (4%)

2. Абсорбер SCA / GAX

обеспечивает всасывание в испаритель с использованием слабого раствора, а также рекуперацию тепла

3. Насос для раствора

Насосы для сильного раствора от низкого до высокого давления

4. Конденсатор

отводит тепло и выдает конденсат

5. PTXV

Обеспечивает расширение аммиака и контролирует эффект охлаждения

6 ,Испаритель

принимает подвод тепла к жидкости и подает пар в абсорбер

7. Воздушный змеевик

Часть конденсатора отводит тепло и выдает конденсат, часть абсорбера завершает абсорбцию аммиака и отводит тепло

8. Размораживание Когда агрегат работает при очень низких температурах, он производит мороз. Клапан используется для удаления наледи.

9. Конденсатор

Часть конденсатора отводит тепло и обеспечивает конденсат, часть абсорбера завершает поглощение аммиака и отводит тепло.

Два способа упаковки (абсорбционный чиллер с воздушным охлаждением)

Что дает нам абсорбционный чиллер с газовым обогревом и тепловые насосы?

В качестве инновации в области кондиционирования воздуха газовый абсорбционный чиллер и тепловые насосы
используют абсорбционный цикл охлаждения и нагрева вместо компрессора + фреона, что имеет следующие преимущества:

Если у вас есть вопросы по абсорбционным чиллерам и тепловым насосам, работающим на газе, пожалуйста, свяжитесь с нами.свяжитесь с нами свободно!

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *