Chillery absorpcyjne - zamiana ciepła w chłód
Urządzenia te schładzają medium pośrednie wg zupełnie innej zasady niż chillery sprężarkowe. W dużym uproszczeniu, chiller absorpcyjny zamienia ciepło w chłód, a proces ten odbywa się dzięki zmianie składu roztworu litku bromu. Chiller absorpcyjny składa się z czterech głównych elementów:
- generatora (ciepła woda (ze źródła ciepła) podgrzewa rozcieńczony litek bromu aż do momentu, kiedy zawarty w nim czynnik chłodniczy zaczyna parować. Roztwór litku bromu się zagęszcza. Roztwór ten jest następnie podawany do absorbera)
- skraplacza (pary czynnika dochodzą do skraplacza, gdzie skraplają się na powierzchni rurociągu wody chłodzącej. Woda ta jest chłodzona w wieży. Skroplony czynnik jest podawany do parownika)
- parownika (ciśnienie w parowniku jest bliskie próżni, przez co czynnik chłodniczy w nim odparowuje, chłodząc wodę (która dalej jest podawana np. do klimatyzacji). Otrzymany w ten sposób gaz podawany jest do absorbera)
- absorbera (pary czynnika są skraplane przez wodę chłodzącą i pochłaniane przez zagęszczony roztwór litku bromu. Roztwór jest następnie podawany do generatora i proces się powtarza).
Aby móc rozważyć zastosowanie chillera absorpcyjnego, wymagane jest stabilne źródło ciepła o temperaturze między 70 a 95°C. Źródłem tym może być kogeneracja, sprężarki powietrza, chłodzenie maszyn i urządzeń (np. pieców hutniczych) itd.
Schemat chillera absorpcyjnego
Główną zaletą chillerów absorpcyjnych jest zamiana ciepła w chłód prawie bez zużycia energii elektrycznej. Chiller absorpcyjny o mocy chłodniczej 430 kW zużywa 630 W energii elektrycznej (czyli o połowę mniej niż typowy odkurzacz). Należy jednak uwzględnić zużycie energii przez wentylator wieży chłodniczej oraz pompy. Razem cały zestaw o wyżej wymienionej mocy będzie pobierał około 20 kW energii elektrycznej. Efektywność chillera absorpcyjnego określa się współczynnikiem COP, który jest opisany następującym wzorem: COP = moc chłodnicza uzyskana / moc cieplna dostarczona. Zazwyczaj mieści się on pomiędzy 0,5 a 0,8 i bardzo duży wpływ na jego wartość mają temperatury wody ciepłej i zimnej.
Możliwość utrzymania wymaganej próżni wewnątrz chillera jest kluczowym parametrem. Większość chillerów w wyniku nieprecyzyjnego wykonania traci próżnię i musi mieć fabrycznie zamontowaną pompę próżniową. Najlepsze urządzenia dzięki bardzo precyzyjnemu wykonaniu utrzymują próżnię i nie wymagają fabrycznej pompy próżniowej. Wnikające do wewnątrz chillera powietrze (wraz z zanieczyszczeniami i parą wodną) powoduje stopniową degradację zładu litku bromu, co zmusza właściciela do okresowej jego wymiany. Głośność chillera jest pomijalna. Głośność wieży wynosi zazwyczaj pomiędzy 50 a 65 dB. Jeśli uznamy ciepło zasilające chiller za odpad, zużycie energii chillera absorpcyjnego w stosunku do chillerów sprężarkowych jest bezkonkurencyjnie niskie (patrz: wykres 2).
Wykres 2. Zużycie energii chillera absorpcyjnego w stosunku do chillerów sprężarkowych
Chillery absorpcyjne jako urządzenia pracujące na cieple odpadowym same w sobie posiadają już bardzo niewielki potencjał odzysku ciepła (w praktyce nie wykonuje się odzysku ciepła z chillerów absorpcyjnych).
Opisane informacje to tylko podstawowe dane, które chciałem przekazać. Chciałbym, aby Czytelnikowi zapadło w pamięć, że chłód można produkować na wiele sposobów. Sposobów, które mają różne ograniczenia techniczne, różne koszty inwestycyjne (CAPEX) i różne koszty eksploatacyjne (OPEX), a także ryzyka.
Maurycy Szwajkajzer
