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
Основными 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 80С ± 10С, 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 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.