Energooszczędne rozwiązania dużych źródeł chłodu na potrzeby klimatyzacji Cz. 2. |
Data dodania: 19.01.2016 |
Od kilku lat widoczny jest ciągły wzrost cen surowców naturalnych oraz energii. Ze względu na kurczące się zasoby oraz z powodów politycznych i ekonomicznych, należy spodziewać się utrzymania i prawdopodobnego przyspieszenia tego trendu. Niekorzystne prognozy na przyszłość wymuszają opracowanie zrównoważonej i rozsądnej strategii energetycznej, która powinna uwzględniać wykorzystanie alternatywnych źródeł energii oraz ograniczenie strat, przez zagospodarowanie również energii odpadowej. Artykuł jest kontynuacją tematyki podjętej w wydaniu 10/2015.
Duże centrale chłodnicze znajdują zastosowanie w obiektach przemysłowych i wielkokubaturowych budynkach takich jak hotele czy galerie handlowe. Dobór urządzeń i parametry instalacji chłodniczej, a także rodzaj przyjętego czynnika chłodniczego zależą ściśle od przeznaczenia obiektu, dotyczy to w szczególności instalacji przemysłowych. Systemy chłodnicze i klimatyzacyjne w dużych obiektach mają zasadniczy wpływ zarówno na koszty inwestycyjne, jak i późniejsze koszty eksploatacyjne. Jednym z istotnych obiektów wyposażonych w duże centrale chłodnicze są obiekty przemysłowe. Ze względu na specyficzne cechy takich obiektów umożliwiają one zastosowanie mniej typowych rozwiązań chłodniczych w stosunku do obiektów mieszkalnych i publicznych.
Rys. 1. Wieże chłodnicze przy przemysłowej centrali chłodu
Agregaty absorpcyjne
Agregaty absorpcyjne (rys. 2.) to urządzenia wykorzystujące szeroko rozumianą energię cieplną do produkcji chłodu. Dzięki zastosowaniu agregatów absorpcyjnych można produkować chłód (wodę lodową), zagospodarowując niewykorzystane dotychczas ciepło technologiczne lub odpadowe.
Rys.2. Absorpcyjny agregat chłodniczy
Obszary zastosowań systemów absorpcyjnych:
Dotychczas agregaty absorpcyjne kojarzone były głównie z wielkogabarytowymi urządzeniami o dużej wydajności chłodniczej. Jednakże obecnie producenci wyszli naprzeciw oczekiwaniom klientów i na rynku dostępne są także małe agregaty do zastosowań w niewielkich instalacjach. Wydajność chłodnicza agregatów absorpcyjnych zaczyna się od około 17 kW i sięga około 5,5 MW. Tak szeroki zakres wydajności oraz kom- paktowa budowa umożliwiają wykorzystanie agregatów absorpcyjnych praktycznie w każdej sytuacji. Należy jednak zaznaczyć, że ze względu na koszty inwestycyjne najlepsze wyniki ekonomiczne przynosi zastosowanie agregatów absorpcyjnych w instalacjach o dużych wydajnościach. Zasadniczym problemem szerszej aplikacji tego typu urządzeń jest także ich niskie COP, wynikające z naturalnych ograniczeń fizycznych (zostanie to rozwinięte później). Z tego powodu agregaty absorpcyjne najlepiej sprawdzają się w takich miejscach gdzie występuje ciepło odpadowe, które można wykorzystać do praktycznie darmowej produkcji chłodu. Energią zasilającą agregaty absorpcyjne jest ciepło pochodzące z dowolnego źródła, np. odpadowe ciepło technologiczne, ciepło z miejskiej sieci ciepłowniczej, ciepło ze spalania gazu lub biomasy, ciepło z kolektorów słonecznych, z modułu kogeneracyjnego, a nawet odzysk ciepła z silników spalinowych (ze spalin i z korpusów). Osobną grupę stanowią agregaty absorpcyjne zasilane gazem ziemnym. W tym przypadku energia cieplna pochodzi bezpośrednio ze spalania gazu wewnątrz agregatu (energia pierwotna jest przetwarzana bezpośrednio na energię chłodniczą). Agregaty absorpcyjne wymagają również zasilania elektrycznego do podłączenia pomp oraz systemu sterowania, jednak pobierane moce są minimalne w porównaniu z osiąganą wydajnością chłodniczą (stosunek pobranej energii elektrycznej do uzyskanej mocy chłodniczej wynosi oko- ło 0,8%). Ze względu na źródło i rodzaj energii zasilającej agregaty absorpcyjne można podzielić na trzy podstawowe grupy: agregaty absorpcyjne zasilane gorącą wodą,
Zasada działania agregatów absorpcyjnych [1-3]
Dostarczona do agregatu absorpcyjnego zasilająca energia cieplna (np. gorąca woda) powoduje odparowanie czynnika chłodniczego (wody) ze stężonego roztworu LiBr. Czynnik chłodniczy w postaci pary jest następnie podawany na skraplacz, skąd po skropleniu płynie do parownika jako woda chłodnicza. W parowniku następuje wrzenie i odparowanie wody. Dzięki stałemu, niskiemu ciśnieniu utrzymywanemu na poziomie około 860 Pa, odparowanie wody zachodzi już w temperaturze +5°C. W tym samym procesie zostaje wychłodzona woda obiegowa krążąca w instalacji (np. klimatyzacyjnej). Para wodna jest następnie absorbowana przez roztwór bromku litu. Nasycony parą wodną roztwór LiBr jest przetłaczany do desorbera. Tam ponownie zachodzi proces odparowania czynnika chłodniczego (wody) przy wkładzie dostarczonej z zewnątrz energii cieplnej. Stężony roztwór bromku litu powraca do absorbera. Cały proces zachodzi w sposób ciągły i płynny.
Rys. 3. Budowa agregatu absorpcyjnego
Kierunki rozwoju agregatów absorpcyjnych
(...)
Trigeneracja [1, 3]
(...)
Scentralizowane systemy chłodnicze [1, 3-4]
(...)
Podsumowanie
prof. dr hab. inż. Sergey ANISIMOV Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska
Wydział Inżynierii Środowiska, Politechnika Wrocławska
|
POLECAMY WYDANIA SPECJALNE
-
Pompy ciepła 2023-2024
-
Pompy ciepła 2021-2022
-
Pompy ciepła 2022-2023
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023
-
Pompy ciepła 2020-2021
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020
-
Pompy ciepła 2019-2020
-
Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019