Перспективы использования абсорбционных холодильных машин Carrier

Вопросы использования абсорбционных холодильных машин в системах кондиционирования и вентиляции напрямую связаны со стоимостью основных энергоносителей, так как по сравнению с традиционными холодильными машинами они потребляют намного меньше электроэнергии. За рубежом при высоких ценах на газ и электроэнергию данные технологии широко применяются и пользуются репутацией безопасного, надежного, экономичного и экологически привлекательного способа снабжения различных объектов холодом в летнее время и теплом в зимний период. Наиболее широкое распространение в силу ряда причин абсорбционные охладители получили в США, Японии, Корее, а в последнее время — в Китае.

Однако ожидаемый рост цен на электроэнергию или ее дефицит в условиях несбалансированности энергоснабжения в отдельных районах позволяет уже сегодня рассматривать реальные перспективы использования абсорбционных холодильных машин при проектировании крупных оте­чественных объектов. Еще одним весомым поводом для применения холодильных абсорбционных ма­шин может быть наличие достаточ­ного количества сбросной высоко­потенциальной теплоты (от 80 °С) в виде пара, газов или горячей воды, например, при работе когенеративной установки. В этом случае одновременная выработка двух видов энергии — электрической и тепловой — существенно снижает расходы потребителя и позволяет окупить затраты на покупку и амортизацию когенератора за несколько лет при одном условии: если есть возможность использовать оба вида энергии оптимально.

В среднем, на 1 кВт электроэнергии когенератор вырабатывает до 1,6 кВт тепла, выброс которого «на воздух» сводит КПД установки до 35%. Учитывая, что диапазон нагрузок когенератора составляет всего 5-10%, решать проблему эффективной утилизации вырабатываемого тепла приходится и зимой и летом. Абсорбционные холодильные машины Carrier серии 16 JB холодопроизводительностью от 330 до 4 900 кВт позволяют решить проблему использования такого тепла с минимальным электроэнергопотреблением. Это одноступенчатые холодильные машины наиболее распространенного, бромистолитиевого, типа, основанные на поглощении паров хладагента (воды) бромистым литием с последующим выпариванием воды из раствора за счет внешнего источника тепла. Таким источником может служить пар низкого давления или горячая вода. Полученный пар, а затем конденсат обеспечивают соответствующий холодильный эффект: 700 кВт холода при 1 000 кВт поступающего тепла. 

При скромном холодильном коэффициенте затраты электроэнергии на получение такого количества холода одноступенчатой холодильной машиной (порядка 1 5 кВт) оказываются тем не менее на порядок меньше, чем при работе традиционной холодильной машины, т. к. электроэнергия расхо­дуется только на работу автоматики и насосов для хладагента и раство­ра.

Поэтому при жестком ограниче­нии в потреблении электроэнергии применение абсорбционных холодильных  машин может оказаться наиболее прие­млемым, если не единственно возможным, вариантом.

В отличие от электрических холодильных машин в абсорбционных машинах не при­меняются фреоны, что значительно упрощает их обслуживание. Холодильные машины  работают в непрерывном режиме, охлаждая воду на выходе до 7°С, которая может быть использована как хладагент в вентиляторных доводчиках (фанкойлах)  или в приточных установках. В них нет движущихся частей, кроме насосов, поэтому они отличаются долговечностью и надежностью. Незасоряющиеся коррозионно-стойкие форсунки обеспечивают равномерное орошение трубок испарителя и абсорбера, необходимое для эффективного теплообмена.

Холодильные машины предназначены для внутренней установки, малошумны, работают без вибрации и могут применяться вместе с автономными теплофикационными установками не только в промышленности, но и в торговых и офисных помещениях, учебных заведениях, больницах. Эффективным решением проблемы роста нагрузки на электрическую сеть, которая об­условлена подключением холодильного оборудования, становится применение техники, работающей на газе.

Абсорбционные герметичные жидкостные холодильные машины прямого и двойного действия серии 16DN про­изводства Carrier, работающие на природном газе или жидком топливе с непосредственным нагревом, позволяют получать охлажденную воду для систем кондиционирования и горячую воду для отопления с минимальным расходом электроэнергии. Модельный ряд абсорбционных  холодильных машин Carrier  16DN включает 16 типоразмеров производительно­стью от 350 до 2 300 кВт.  Каждая установка содержит высокотемпературный генератор и генератор низкой ступени. Благодаря двухступенчатой реконцентрации абсорбирующего раствора, коэффициент эффективности потребления энергии в режиме охлаждения увеличен до 1,01.

Система регулирования концентрации раствора обеспечивает устойчивую работу холодильной машины  с частичной нагрузкой при низких температурах охлаждающей воды без использования байпаса. Для достижения максимальной эффективности насос с регулируемой частотой вращения автоматически поддерживает оптимальный расход раствора через генераторы высокой и низкой ступени при всех условиях работы. Рабочий диапазон производительности составляет 25-100%. В режиме нагревания машина по­ставляет в систему отопления и водоснабжения горячую воду с темпе­ратурой 60 °С. Это позволяет отказаться от установки отопительных котлов и бойлеров или, по крайней ме­ре, уменьшить их объем и мощность. Установка 16DN является двухтрубным агрегатом, и при работе в режиме обогревателя функции нагревающего элемента выполняет испаритель.

Чтобы переключиться с режима охлаждения на режим нагревания, достаточно изме­нить положение двух ручных вентилей, слить абсорбер-конденсат и установить режим нагревания на пульте управления. Абсорбционные установки поступают к заказчику полностью собранными и смонтированными на заводе-изготовителе. Стандартная сборка включает также узел горелки, огнеупорный узел и систему подачи газа, установленную в генераторе высокой ступени. Это гарантирует правильную установку, легкость подключения к управляющему микропроцессору, упрощает монтаж и сокращает зат­раты на пуско-наладочные работы холодильной машины.

Абсорбционные холодильные машины  Carrier 16DN отвечают самым современным требованиям качества и надежности, изготовлены в соответствии с требованиями Лаборатории по технике безопасности США с использованием передовых производственных технологий, что подтверждается системами сертифика­ции качества ISO 9001. Агрегаты надежно защищены от коррозии благодаря специальным ингибиторам Carrier и автоматической безмоторной системе продувки, что обеспечивает непрерывную и надежную эксплуатацию холодильных машин Carrier. Расположенные горизонтально жаровые трубы из углеродистой стали с топочным газом внутри и бромидом лития снаружи проходят над камерой сгорания, обеспечивая легкое удаление сажи и очистку труб. Такая конструктивная особенность также исключает прямой контакт пламени с жаровыми трубами. Помимо этого, нагреваемая палладиевая ячейка в системе продувки способствует удалению неконденсирующегося водорода из холодильной машины.

Поскольку единственными движущими частями являются циркуляционные насосы хладагента и абсорбирующего раствора, абсорбционные машины отличают низкие уровни шума и вибрации. Типовая величина уровня звукового давления агрегатов серии 16DN составляет 80 дБ(А). Поэтому машины могут размещаться вблизи жилых помещений, а также на верхних этажах без создания специальных систем амортизации колебаний.

Основное достоинство абсорбционных холодильных машин производства Carrier — низкие затраты на электроэнергию при эксплуатации, что является определяющим при их выборе и установке. Абсорбционные холодильные машины Carrier обходятся дороже, чем традиционные чиллеры с электроприводом. Тем не менее, они являются источником значительной экономии энергоносителей в ходе эксплуатации, кото­рая превышает начальные затраты и имеет большое значение в условиях дефицита электроэнергии или его высокой стоимости. Абсорбционные газовые холодильные машины  могут также устанавливаться параллельно с традиционными электрическими чиллерами, компенсируя периоды пиковой нагрузки.

Полностью определить экономическую эффективность применения абсорбционных холодильных  машин и срок окупаемости оборудования в каждом конкретном случае можно, принимая во внимание целый ряд факторов, связанных с особенностями проекта, мощностью и конструктивными особенностями установки, способом отвода тепла, эксплуатационными расходами, режимом эксплуатации, рабочими температурами воды и газа, а также действующими и предполагаемыми тарифами на энергоносители и электроэнергию.