Principiul funcționării unui răcitor de absorbție sau a unei mașini frigorifice (ABCM abreviat)
Absorbția chiller - este o mașină complet de răcire pentru apă de răcire sau antigel utilizate în sistemele centrale de aer condiționat - bobine și aparate de aer condiționat centrale. Apa de răcire din răcitorul de absorbție se realizează prin curgere ciclu de refrigerare în acesta, elementele de bază sunt procesele de absorbție și adsorbție.
energia termică a surselor secundare de căldură este utilizat pentru a organiza ciclul de refrigerare de absorbție răcitor de apă caldă, abur fierbinte, energia formată de gazul de ardere rezultat. Substanța de lucru pentru transferul energiei termice în răcitoarele de refrigerare absorbante este agentul frigorific, care este apa. Ca absorbant, se utilizează de obicei o soluție de bromură-litiu.
Chillerele de absorbție folosesc energia căldurii în locul energiei electrice.
Sursa de energie poate fi:
- combustibil (gaz, motorină etc.);
- Gazele de eșapament;
- surse mixte de căldură.
Când lichidul se evaporă, absoarbe căldura din tot ceea ce o înconjoară. De exemplu, frecați o picătură de alcool pe mâna dvs. și vă veți simți misto, deoarece alcoolul absoarbe căldura din mâna dvs. Evaporarea este baza procesului de funcționare a răcitorului de lichid.
Apa se evaporă la 100 ° C la o presiune normală (760 mm Hg), dar se poate evapora chiar și la temperaturi foarte scăzute, în condiții de vid. Când se creează o presiune de 6 mm Hg într-un vas, apa se poate evapora chiar la 4 ° C. Vaporii de apă, apoi cad din vaporizator la absorber, în care o soluție de bromură de litiu (apă absorbant foarte puternic) este în mod continuu absoarbe vapori și suportă condițiile de presiune scăzută, în unitatea de evaporator absorbant.
Toate frigiderele cu absorbție sunt proiectate pe baza faptului că apa elimină căldura de la sistemul de aer condiționat, deoarece evaporarea are loc în condiții de vid. O soluție de LiBr absoarbe perechi (care transportă căldura de apă răcită), devenind o soluție diluată, care este pompat în generatorul unde se evaporă prin încălzire de fierbinte de abur, apă, evacuare și m. N. Soluția LiBr concentrată este returnată absorber, iar aburul este trimis la condensator, pentru a repeta procesul.
În ciclul de refrigerare se utilizează fluxuri paralele.
Avantajele sunt după cum urmează:
- volumul soluției este cu 50% mai mic în DGD, pornirea mașinii este cu 50% mai rapidă, ceea ce economisește energie;
- când mașina nu este complet încărcată, temperatura din DGP este ușor de crescut, ceea ce permite reducerea consumului de combustibil cu 20% sau mai mult.
- țintă pa în EPG poate fi strânsă în cazul în care presiunea este ridicată în EPG, soluția nu suferă de cristalizare rapidă, astfel, capacitatea de răcire va fi mai mare;
- fluxurile paralele pot depăși condițiile anormale cum ar fi temperatura ridicată a apei de răcire sau scara pe conductele de cupru din absorbant;
- Nu este necesar să se utilizeze o soluție puternică în MLA pentru a evita cristalizarea (este necesar să se utilizeze un schimbător de căldură în plăci).
Secțiuni generatoare de absorbție
Secțiunea generatorului este împărțită într-un generator cu temperatură ridicată și un generator cu temperatură joasă. vapori de agent frigorific generat în generatorul de temperatură ridicată este folosită pentru încălzirea soluției de bromură de litiu în generatorul de temperatură joasă, cu o presiune redusă (și punct de fierbere corespunzător inferior).
Astfel, căldura eliberată prin condensare este mai eficient utilizată.
La fel ca într-un ciclu cu o singură etapă, agentul frigorific din vapori produs în generatorul cu temperatură joasă intră în condensator pentru a fi transformat într-o formă lichidă. Pe de altă parte, vaporii de agent frigorific generat în generatorul de temperatură ridicată în apă, dând căldură la soluția intermediară de bromură de litiu. Acest lucru se întâmplă în tuburile unui schimbător de căldură cu generator de temperatură joasă. vapori de agent frigorific generat în temperatură ridicată și generatoarele de temperatură joasă este transformată în agent frigorific lichid în condensator și amestecat înainte de a reveni la evaporator.
Agentul frigorific lichid care intră în vaporizator este distribuit uniform pe suprafața tuburilor de vaporizator în care este alimentată apa răcită. Presiunea scăzută din evaporator determină ca agentul frigorific să fiarbă și să se evapore. Căldura necesară pentru trecerea la o stare de vapori este selectată din apa răcită, a cărei temperatură este scăzută.
Soluția concentrată care intră în absorber este distribuită uniform pe suprafața țevilor cu apă de răcire. Soluția concentrată din secțiunea de absorbție absoarbe agentul frigorific vaporizat provenit din secțiunea vaporizatorului aparatului. Apa de răcire care curge prin tuburile schimbătorului de căldură din secțiunea de absorbție absoarbe căldura generată în timpul procesului de absorbție. Soluția concentrată, după absorbția agentului frigorific de vapori din evaporator, este transformată într-o soluție diluată. Concentrația de bromură de litiu care intră în secțiunea de absorbție este de 63,5% (toate valorile concentrației și temperaturii sunt aproximative). Apoi, soluția de bromură de litiu absoarbe agentul frigorific vaporizat provenit din secțiunea vaporizatorului și este răcit de la 50 ° C la 370 ° C prin răcirea apei. Ca urmare, soluția de bromură de litiu devine diluată și lasă absorbantul la o concentrație de 57,7%.
Schimbătoare de căldură cu temperaturi ridicate și temperaturi scăzute
Soluția diluată după secția de absorbție intră într-un schimbător de căldură la temperatură joasă, unde este încălzit de o soluție concentrată. După aceasta, soluția diluată trece printr-un schimbător de căldură la temperatură înaltă, unde este în continuare încălzit cu o soluție de concentrație intermediară. Soluția de concentrație intermediară și soluția concentrată, la rândul ei, sunt răcite cu soluție diluată. Acest proces de răcire a soluției concentrate îmbunătățește capacitatea sa de absorbție prin scăderea temperaturii.
Secțiunea de generator de temperatură înaltă pe combustibil diesel sau gaz
Soluția diluată din schimbătoarele de căldură intră într-un generator cu temperatură ridicată, unde un agent frigorific este evaporat prin încălzirea cu un arzător cu gaz. După evaporare într-un generator cu temperatură ridicată, soluția diluată este transformată într-o soluție de concentrație intermediară. Soluția diluată este încălzită la o concentrație constantă, după care agentul frigorific începe să se evapore și concentrația soluției atinge 60,8%.
Temperatură joasă a generatorului
Agentul frigorific al vaporilor de la generatorul de temperatură înaltă trece prin tuburile schimbătorului de căldură al generatorului de temperatură joasă. Soluția de concentrație intermediară din schimbătorul de căldură cu temperatură ridicată intră în generatorul cu temperatură joasă, unde este încălzit de un agent frigorific de vapori. Soluția încălzită de concentrație intermediară pierde și mai mult agentul frigorific, care se evaporă și atinge concentrația maximă. Agentul frigorific condensat din tuburile schimbătorului de căldură și agentul frigorific de vapori din secțiunea generatoarelor cu temperatură joasă sunt apoi alimentate la condensator.
Soluția de concentrație intermediară intră într-un generator cu temperatură scăzută și este încălzită de un agent frigorific de vapori fierbinte provenit de la un generator cu temperatură ridicată. Soluția evaporă și mai mult agent frigorific, iar concentrația acestuia crește până la un nivel final maxim de 63,7%.
Agentul frigorific al vaporilor de la generatorul de temperatură joasă condensă pe schimbătorul de căldură al condensatorului. Răcirea apei din absorber curge prin condensator îndepărtează căldura din agentul frigorific vaporii livrată din secțiunea cu temperatură scăzută a generatorului, determinând-o să se condenseze și este redată în coloana de răcire.
Agentul frigorific condensat (lichid) intră apoi în vaporizator, unde ciclul începe din nou.
Atunci când se utilizează un ciclu de încălzire prin absorbție, aparatul funcționează în principal ca cazan. Soluția diluată este încălzită într-un generator cu temperatură ridicată. În același timp, agentul frigorific este evaporat din acesta. Agentul frigorific de vapori intră în absorbant / evaporator și condensează pe tuburile schimbătorului de căldură al evaporatorului. Apa care trece prin schimbătorul de căldură îndepărtează căldura fizică a agentului frigorific condensat și îl transferă în circuitul de apă caldă. Agentul frigorific condensat este amestecat cu o soluție de concentrație intermediară și îl transformă într-o soluție diluată. Soluția diluată este pompată înapoi la generatorul de temperatură înaltă, unde ciclul se repetă.
Elementele funcționale ale răcitorului de absorbție cu alimentarea unei surse externe de căldură (abur)
Figura de mai jos arată plasarea elementelor funcționale ale răcitorului de absorbție în două etape. În răcitoarele de lichid, aburul fierbinte este utilizat ca sursă secundară de energie termică, a cărui temperatură este de 110 ° C. Îndepărtarea energiei termice generate de funcționarea răcitorului de lichid este efectuată prin circuitul de răcire hidraulic al condensatorului și apoi prin turnurile de răcire ale turnului.
- Vaporizatorul este sursa de frig a răcitorului de absorbție. Apa (care este un lichid de răcire) în stare lichidă este injectată pe suprafața exterioară de schimb de căldură a evaporatorului și începe să se evapore. Apa evaporată răcește suprafața schimbătorului de căldură al vaporizatorului. În același timp, apa (sau antigelul) care curge în interiorul suprafeței de schimb de căldură a vaporizatorului este, de asemenea, răcită.
Notă: În vaporizator, apa - agentul frigorific primește energie termică (sau dă frig) din circuitul hidraulic al sistemului de aer condiționat.
- Absorbantul este un agregat în care vaporii de agent frigorific - apa este absorbită în absorbant - o soluție concentrată de bromură-litiu. În absorbant, se injectează un absorbant având o temperatură ridicată. Procesul de absorbție este însoțit de eliminarea căldurii în circuitul de răcire hidraulic. Astfel, într-un absorbant, o soluție concentrată de bromură de litiu este diluată cu apă (atenuată) și se obține o soluție slabă de bromură-litiu.
- Generatorul de temperatură înaltă este un agregat în care o soluție slabă de bromură-litiu este încălzită de energia surselor secundare (în cazul nostru este un abur de temperatură înaltă provenind din sistemul de alimentare cu apă caldă). Când soluția este încălzită, vaporii de agent frigorific sunt evacuați - apă, care are și o temperatură ridicată în această etapă. Astfel, soluția de bromură-litiu este întărită.
- Un generator de temperatură joasă este un agregat în care o soluție de bromură-litiu armată este încălzită de vapori de agent frigorific - apă încălzită într-un generator cu temperatură ridicată. Aceasta produce o soluție puternică de bromură de litiu, care revine la absorbant.
- Condensatorul este o sursă de căldură. Vaporii de agent frigorific proveniți de la generatorul de temperatură joasă condensează, trecând de la vapori la starea lichidă. În acest caz, energia generată în timpul condensării este scoasă din circuitul hidraulic al răcirii condensatorului.
Plasarea elementelor funcționale ale răcitorului de absorbție
Cum funcționează răcitorul de absorbție
Figura prezintă schema răcitorului de absorbție cu acțiune dublă, în care:
- ca lichid de răcire - apă;
- ca absorbant - o soluție de bromură-litiu;
- ca sursă secundară de energie termică - aburul din sistemul de încălzire.
Schema de răcire cu acțiune dublă cu alimentare cu aburi
Așa cum sa spus mai devreme, vaporizatorul este o sursă de frig în răcitorul de absorbție. În vaporizator, apare pulverizarea adiabatică (injecție) a agentului refrigerent sub presiune redusă a mediului. Procesul de pulverizare adiabatică este însoțit de evaporarea apei, a cărei particule intră în interacțiune, cu suprafața schimbătoare de căldură a evaporatorului răcind-o. În același timp, apa sau antigelul (din sistemul de aer condiționat) care curge prin cavitatea interioară a schimbătorului de căldură este, de asemenea, răcit. Datorită faptului că presiunea medie este redusă, temperatura de evaporare a agentului de răcire este de asemenea redusă. Alți vapori de agent frigorific - apa intră în absorbant. În absorbant, vaporii de agent frigorific sunt absorbiți de absorbant - o soluție foarte concentrată de bromură de litiu. Astfel, soluția de bromură-litiu este dizolvată de vapori de apă (sau este slăbită). Soluția slăbită intră în generatorul de temperatură înaltă. Într-un generator cu temperatură ridicată, soluția slăbită este încălzită de energia surselor secundare - aburul fierbinte al sistemului de încălzire. Atunci când se încălzește o soluție slăbită de bromură de litiu, vaporii de agent frigorific sunt evacuați, apă cu temperatură ridicată și soluția este intensificată. Soluția îmbunătățită de bromură-litiu intră într-un generator cu temperatură joasă, unde este răcit cu agent de răcire cu vapori de apă. O soluție puternică de bromură-litiu revine la absorbant, în timp ce vaporii de agent frigorific - apa intră în condensator. În condensator, vaporii de agent frigorific sunt răciți cu apă din circuitul de răcire hidraulic al condensatorului, provenind din turnurile de răcire ale turnului. În acest caz, vaporii de agent frigorific se condensează la presiune ridicată, trecând de la vapori la lichid. Agentul frigorific lichid - apa este alimentată înapoi în evaporator și procesul este repetat.
Consum redus de energie.
ABKhM cu o capacitate de 1000 kW consumă doar 5 kW de energie electrică la rece, în timp ce un răcitor normal de compresie a vaporilor "electrici" ar consuma 300 kW. Acest avantaj înseamnă o economie foarte importantă pentru conectarea electricității și pentru plata acesteia ulterioară.
Când lucrați ABCM nu există zgomot și nici vibrații.
Nu există părți în mișcare, motoare electrice puternice, rulmenți. Doar pompa poate face zgomot. Mare confort și fiabilitate a sistemului.
ABCM pe gaz (răcitor de gaz) poate produce atât apă caldă, cât și apă rece.
Rece - pentru condiționare.
Hot - pentru nevoi sanitare (ACM). În consecință, nu este nevoie să instalați cazane.
ABCM pe gaze funcționează în timpul iernii ca un cazan, în vara - ca un răcitor de lichid.
Economisește costurile pentru spațiu și echipament.
Durată lungă de viață - mai mult de 20 de ani.
La ABCM, datorită absenței vibrațiilor și a componentelor în mișcare, durata de viață este mai mare decât cea pentru compresoarele cu abur pentru electricitate.
Dezavantaje ale ABCM comparativ cu "răcitoarele electrice" convenționale. Consecințele acestor deficiențe și exemple de eliminare a acestora.