Абсорбционные бромистолитиевые водоохлаждающие и нагревательные трансформаторы теплоты

Попов А.В.

Попов А.Влад.

Корольков А.Г.

Абсорбционные технологии охлаждения и нагрева нашли широкое применение во всём мире. Сегодня в Японии, например, более чем половина установленной холодильной мощности покрывается абсорбционными бромистолитиевыми холодильными машинами. Возрастающее использование абсорбционных технологий охлаждения и нагрева является новым направлением энергосбережения, хотя первые абсорбционные трансформаторы теплоты (АТТ) были разработаны в 19 веке. Несмотря на продолжительную историю АТТ, в 20-м столетии основным холодильным оборудованием являлись парокомпрессионные холодильные машины с электрическим приводом. Однако, благодаря последним разработкам, абсорбционные бромистолитиевые трансформаторы теплоты (АБТТ) стали альтернативой электроприводным охладителям во многих приложениях. Об этом говорит рост производства АБТТ в мире и расширение странпроизводителей. По данным, приведённым в обзоре Международного Энергетического Агентства (IЕА) [1], в 1999 году в мире было произведено около 12 000 единиц АБТТ средней и крупной мощности (холодопроизводительностью от 350 кВт до 10 МВт), а в 2001 году их мировое производство достигло 15 000 единиц [2], причем основной прирост приходится на Китай и Южную Корею [3].

Данные за 1999 г. по странам — производителям приведены в табл. 1.

Большинство китайских и южнокорейских производителей данной техники являются либо дочерними, либо совместными предприятиями с японскими и американскими компаниями.

Широкое распространение в мире и непрерывный рост производства АБТТ объясняется их высокими потребительскими качествами: экологическая чистота, минимальное потребление дорогостоящей электроэнергии, бесшумность при работе, длительный срок службы. Рабочим веществом АБТТ является вода, а абсорбентом — водный раствор соли бромида лития (нетоксичного, пожаро-взрывобезопасного вещества). Все процессы в АБТТ протекают под вакуумом, что исключает попадание рабочего вещества и абсорбента во внешние теплоносители. АБТТ не имеют динамических нагрузок и поэтому могут располагаться на любом этаже здания. нагрев абсорбционный электроэнергия В соответствие с Монреальским протоколом от 1987 года, подписанным сорока тремя странами, фактически все хладоны, используемые в парокомпрессионных машинах, проходят более тщательный контроль на «озонобезопасность» и «парниковый эффект», и облагаются жёсткими штрафами при их неправильном применении и утилизации. Поскольку в АБТТ хладагентом является вода, то они практически не влияют на озоновый слой атмосферы, и значительно меньшее влияние оказывают на создание парникового эффекта, чем парокомпрессионные хладоновые машины.

Высокие цены на электрическую энергию также является одной из основных причин возрастающей популярности АБТТ, поскольку они позволяют экономить 180 — 200 кВтч электроэнергии на каждые 1000 кВтч произведённого холода.

В последние годы получили распространение АБТТ, работающие непосредственно на газовом и жидком топливе. Такие АБТТ позволяют в летний период вырабатывать холод с минимальными эксплуатационными затратами, а в холодное время года вырабатывать горячую воду для отопления и горячего водоснабжения, что значительно сокращает затраты на создание и эксплуатацию систем тепло-хладоснабжения.

Некоторые области применения АБТТ:

• — ТЭЦ
• — ЖКХ
• — АБТТ
• — ГТУ
• — Промышленные предприятия
• — Эллектростанция с ДВС
• — Установка огневого обезвреживания отходов

На промышленных предприятиях АБТТ применяют для охлаждения технологического оборудования (холодильные машины) и для нагревания технологических сред (тепловые насосы). В качестве греющего источника используется преимущественно сбросная низкопотенциальная теплота (пар, вода) — это самый дешёвый способ получения искусственных холода и теплоты.

В системе комбинированной выработки электроэнергии и теплоты, использование АБТТ обеспечивает летнюю загрузку основного оборудования, что повышает эффективность производства электроэнергии. При этом АБТТ преимущественно используют для выработки холода на собственные нужды энергетики и на коммерческую реализацию, например, в системы энергообеспечения жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) и промышленных предприятий. Если в составе теплоэлектростанции работает газотурбинная установка (ГТУ), то в жаркую погоду АБТТ включают для охлаждения воздуха, поступающего в компрессор ГТУ. В качестве греющего источника для АБТТ применяют пар из отборов турбин либо непосредственно дымовые газы с температурой около 400 — 450 о С, или нагретую ими горячую воду с температурой 80 — 115 о С.

При выработке электроэнергии с помощью двигателя внутреннего сгорания (ДВС), например, дизель-генератора, теплота системы охлаждения двигателя и выхлопных газов используется в холодное время года на нужды отопления и горячего водоснабжения, а в теплое время года — на выработку холода в АБТТ.

На мусороперерабатывающих заводах — теплоэлектростанциях при очистке влажных дымовых газов выделяется значительное количество низкопотенциальной теплоты (40 — 45 о С). Эту теплоту преобразуют с помощью АБТТ в теплоту более высокого потенциала (75 — 80 о С) для отопления и горячего водоснабжение. Греющим источником в АБТТ, при этом, является пар из отбора турбины с давлением 0,6 МПа.

В ЖКХ АБТТ применяют для кондиционирования административных зданий, спортивных сооружений, концертных залов, и т. д., а также для отопления и горячего водоснабжения. В качестве низкопотенциального источника теплоты в тепловом насосе могут быть использованы сточные воды, сбросная низкопотенциальная теплота промышленных предприятий, ТЭЦ, вода артезианских скважин и т. п.