Применение и принцип работы абсорбционных чиллеров

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: ведь 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.