3.4. Применение абсорбционных трансформаторов теплоты

Абсорбционные бромисто-литиевые тепловые насосы разработаны для комплексной выработки холода и теплоты. Это холо­дильные машины, которые в летний период производят холод (вода с температурой 4…10 °С), а в зимний период теплоту (горячую воду с температурой до 80 °С) для отопления и горячего водо­снабжения. Источником энергии в данных машинах является топливо (жидкое или газообраз­ное). Тепловой насос может использоваться для производства не только горячей воды при на­личии низкотемпературной теплоты (воды с температурой 10…40 °С), например сбросовых вод, но и дополнительно высокопотенциального источника теплоты  пара с температурой 140-160 °С. При этом удельный расход топлива на производство теплоты в тепловом насосе по сравнению с обычным котлом снижен в 1,7-2,2 раза. Соответственно во столько же раз снижаются и вредные выбросы в атмосферу (СО, СО₂ и других).

Типы применяемых машин

АБТН-П(В) - абсорбционные тепловые насосы с паровым (П) и водяным (В) обогревом; АБТН-Т - абсорбционные тепловые насосы с обогревом генератора топливом;

Назначение и область применения

АБТН являются высокоэффективным энергосберегающим оборудованием для тепло­снабжения различных объектов и предназначены для нагрева воды до 80°С, с использованием в качестве источника энергии теплоты греющего пара с давлением до 0, 6 МПа, либо непосред­ственно газообразного или жидкого топлива, а также низкопотенциальной сбросной или природ­ной теплоты от различных источников с температурой 20-40 °С.

Доля дешевой низкопотенциальной теплоты, используемой в АБТН для выработки по­лезной теплоты составляет от 40 до 55%. АБТН имеют исключительные потребительские свой­ства: высокую эффективность, экологическую чистоту, низкцй уровень шума при работе, просто­ту в обслуживании, длительный срок службы, полную автоматизацию.

Для АБТН не требуется больших количеств электроэнергии, как для парокомпрессорных тепловых насосов. Рабочим веществом в АБХМ является вода, абсорбентом - водный раствор соли бромистого лития. АБТН могут использоваться для получения горячей воды на нужды ото­пления и горячего водоснабжения, для нагрева и охлаждения технологических сред в промыш­ленности, энергетике, сельском хозяйстве и т. д.

Особенности конструкции абсорбционных тепловых насосов

• низкая металлоёмкость;

• исключительно высокая вакуумная плотность;

• полная заводская готовность;

• новые высокоэффективные ингибиторы коррозии, обеспечивающие практически 100%- ную защиту от коррозии всех элементов машин. Для циркуляции раствора и воды используются специальные герметичные бессальниковые насосы с магнитной муфтой, малым кавитационным запасом и имеющие высокую надёжность и ремонто­пригодность.

Устройство и принцип действия

В состав АБТН входят тепломассообменные аппараты различного назначения, соеди­ненные контурами для циркуляции хладагента и абсорбента. Теплообменные поверхности ап­паратов выполнены в виде горизонтальных пучков из тонкостенных медноникелевых теплообменных труб. Все оборудование машин скомпоновано в единый агрегат на опорной раме, по­ставляемый заказчику в сборе в полной заводской готовности.

Принцип действия АБТН основан на способности раствора абсорбента поглощать водя­ные пары, имеющие более низкую температуру чем раствор. Хладагент  вода кипит под вакуу­мом на трубном пучке испарителя, за счет теплоты, отводимой от циркулирующей в трубках ох­лаждаемой среды (источника низкопотенциальной теплоты). Водяные пары поглощаются рас­твором абсорбента на трубном пучке абсорбера с выделением теплоты, которая отводится цир­кулирующей в трубках нагреваемой водой. Разбавленный раствор из абсорбера перекачивается в генератор, где на трубном пучке осуществляется регенерация (выпаривание) поглощенных в абсорбере водяных паров, за счет теплоты греющего теплоносителя, циркулирующего в труб­ках. Сконденсированные нагреваемой водой в конденсаторе водяные пары хладагента возвра­щаются в испаритель, а слабый раствор - в абсорбер. Выпаривание хладагента из раствора может осуществляется по одноступенчатой или двухступенчатой схеме, в зависимости от требуемой температуры нагрева воды.

Параметры машин для номинального режима работы приведены в таблице 3.3.

Таблица 3.3

ПАРАМЕТРЫ	АБТН-2000П	АБТН-5000П	АБТН-2000Т	АБТН-5000Т
Теплопроизводительность, МВт:	2,0	5,0	2,0	5,0
Количество используемой низкопотенциальной теплоты, МВт:	0,8	2,0	0,8	2,0
Температуры нагреваемой воды, °С: вход выход	30 80	30 80	30 80	30 80
Температуры охлаждаемой воды, °С: вход выход	35 23	35 23	35 23	35 20
Расходы теплоносителей: греющего пара давлением 0,6 МПа, кг/час, газового топлива, м3/час, нагреваемой воды, м3/час, охлаждаемой воды, м3/час	2000 35 45	5000 90 115	140 35 45	350 90 115
Потребляемая электроэнергия, кВт	4,0	8,0	6,0	12,0
Габаритные размеры, м: длина ширина высота	4,6 1,7 3,0	7,35 2,2 3,8	4,6 2,64 2,5	7,8 5,9 3,5
Масса (сухая), т	10,5	24	11,0	25

Контрольные вопросы по теме

1. Схемы и термодинамические циклы парокомпрессионных установок для трансформации теплоты.

2. Классификация теплонасосных установок (ТНУ). Их циклы и схемы

3. ТНУ в системе оборотного водоснабжения. Схемы и их тепловой расчёт.

4. ТНУ в системе вентиляции и кондиционирования. Схемы и их тепловой расчёт.

5. Парокомпрессионные ТНУ для кондиционирования воздуха. Схема и алгоритм расчёта.

6. Трансформаторы теплоты в системах воздушного отопления и сушильных установках.

7. Варианты применения воздушных трансформаторов теплоты в системах вентиляции и кондиционирования воздуха.