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Refrigeratore di acqua calda a doppio effetto
1. Descrizione generale
Il doppio effettoacqua calda LiBrIl refrigeratore ad assorbimento è un'unità di climatizzazione centralizzata ecocompatibile che utilizza acqua calda a media temperatura (in genere superiore a 85 °C) come fonte di calore per produrre acqua refrigerata (in genere a 7 °C). Eccelle nella conversione di energia termica a bassa temperatura (come il calore di scarto industriale, il calore solare o l'acqua di ritorno del teleriscaldamento) in capacità di raffreddamento ad alto valore, rendendolo una risorsa fondamentale per l'utilizzo a cascata dell'energia e il recupero del calore di scarto.
2. Principio di funzionamento e diagramma di flusso
2.1Principio di funzionamento
L'evaporazione dei liquidi è un processo di cambiamento di fase e assorbimento di calore. Minore è la pressione, minore è l'evaporazione.
Ad esempio, a una pressione di un'atmosfera, la temperatura di evaporazione dell'acqua è di 100 °C, mentre a una pressione di 0,00891 atmosfere, la temperatura di evaporazione dell'acqua scende a 5 °C. Se si riesce a creare un ambiente a bassa pressione e si utilizza l'acqua come mezzo di evaporazione, si può ottenere acqua a bassa temperatura con una temperatura di saturazione corrispondente alla pressione corrente. Se l'acqua liquida può essere fornita in modo continuo e la bassa pressione può essere mantenuta stabilmente, si può ottenere acqua a bassa temperatura alla temperatura desiderata in modo continuo.
Il refrigeratore ad assorbimento di LiBr, a seconda delle caratteristiche della soluzione di LiBr, utilizza il calore di vapore, gas, acqua calda e altri fluidi come fonte di energia, realizzando i processi di evaporazione, assorbimento e condensazione dell'acqua refrigerante e la generazione della soluzione all'interno del ciclo dell'apparecchiatura sottovuoto. In questo modo, il processo di evaporazione a bassa temperatura dell'acqua refrigerante può continuare. Ciò significa che è possibile fornire continuamente acqua refrigerata a bassa temperatura sfruttando la fonte di calore.
2.2 Diagramma di flusso
Il principio di funzionamento di un refrigeratore ad acqua calda è illustrato nella figura.1-1.
L'acqua refrigerante proveniente dal condensatore assorbe il calore dell'acqua refrigerata e ne abbassa la temperatura al valore impostato; successivamente, l'acqua refrigerante evapora trasformandosi in vapore ed entra nell'assorbitore. La soluzione concentrata nell'assorbitore assorbe il vapore, si diluisce e rilascia calore di assorbimento, che viene rimosso dall'acqua di raffreddamento per mantenere la capacità di assorbimento della soluzione. La soluzione diluita generata nell'assorbitore viene convogliata tramite una pompa di soluzione allo scambiatore di calore a bassa temperatura, dove viene riscaldata e quindi entra nel LTG. Nel LTG, la soluzione diluita viene riscaldata fino al punto di ebollizione dal vapore refrigerante primario generato nell'HTG, generando vapore refrigerante secondario. Contemporaneamente, la soluzione diluita viene concentrata in una soluzione intermedia e convogliata da un'altra pompa di soluzione. Dopo essere stata riscaldata dallo scambiatore di calore ad alta temperatura, entra nell'HTG e viene riscaldata fino al punto di ebollizione dall'acqua calda, quindi concentrata in una soluzione densa, producendo vapore refrigerante primario. Il vapore refrigerante secondario prodotto nel LTG e il vapore refrigerante primario vengono raffreddati dall'acqua di raffreddamento dopo essere entrati nel condensatore e condensati in acqua refrigerante. Attraverso un tubo a U, il fluido entra nella piastra dell'evaporatore e la soluzione concentrata ritorna all'assorbitore per ripetere il processo di ciclo continuo descritto in precedenza. L'acqua di raffreddamento viene utilizzata per ridurre la temperatura del fluido nell'assorbitore e nel condensatore. Dopo essere stata riscaldata, viene convogliata al sistema di torre di raffreddamento e, una volta raffreddata, ritorna all'unità per la circolazione.
Fico.1-1 Diagramma di flusso del processo
2.3Componenti principali e funzioni
1. Generatore
Funzione di generazione:Il generatore è la fonte di energia delrefrigeratoreLa fonte di calore entra nel generatore e riscalda la soluzione diluita di LiBr. L'acqua presente nella soluzione diluita evapora sotto forma di vapore refrigerante ed entra nel condensatore. Nel frattempo, la soluzione diluita si concentra in una soluzione concentrata.
Caratterizzato da una struttura a fascio tubiero, il generatore comprende il tubo di scambio termico, la piastra tubiera, la piastra di supporto, il mantello, la camera del vapore, la camera dell'acqua e la piastra deflettrice. Essendo il recipiente a più alta pressione all'interno del sistema della pompa di calore, il generatore presenta un vuoto interno prossimo allo zero (una micropressione negativa).
2. Condensatore
Funzione del condensatore:Il condensatore è un'unità di generazione di calore. Il vapore refrigerante proveniente dal generatore entra nel condensatore e riscalda l'acqua calda sanitaria (ACS) a una temperatura più elevata. In questo modo si ottiene l'effetto di riscaldamento. Dopo aver riscaldato l'ACS, il vapore refrigerante condensa trasformandosi in vapore acqueo ed entra nell'evaporatore.
Caratterizzato da una struttura a fascio tubiero, il condensatore è composto da tubi di scambio termico, piastra tubiera, piastra di supporto, involucro, serbatoio di accumulo dell'acqua e camera d'acqua. Normalmente, il condensatore e il generatore sono interconnessi direttamente tramite tubi, pertanto presentano sostanzialmente la stessa pressione.
3. Evaporatore
Funzione dell'evaporatore:L'evaporatore è un'unità di recupero del calore di scarto. L'acqua refrigerante proveniente dal condensatore evapora dalla superficie del tubo di scambio termico, sottraendo calore e raffreddando l'acqua refrigerata all'interno del tubo. In questo modo si recupera il calore di scarto. Il vapore refrigerante che evapora dalla superficie del tubo di scambio termico entra nell'assorbitore.
Caratterizzato da una struttura a fascio tubiero, l'evaporatore comprende il tubo di scambio termico, la piastra tubiera, la piastra di supporto, il mantello, la piastra deflettrice, la vaschetta di raccolta della condensa, l'irrigatore e la camera dell'acqua. La pressione di esercizio dell'evaporatore è circa 1/10 della pressione del generatore.
4. Assorbitore
Funzione di assorbimento:L'assorbitore è un'unità di generazione di calore. Il vapore refrigerante proveniente dall'evaporatore entra nell'assorbitore, dove viene assorbito dalla soluzione concentrata. La soluzione concentrata si diluisce e viene pompata nel ciclo successivo. Durante l'assorbimento del vapore refrigerante da parte della soluzione concentrata, si produce un'enorme quantità di calore che riscalda l'acqua calda sanitaria a una temperatura più elevata. In questo modo si ottiene l'effetto di riscaldamento.
Caratterizzato da una struttura a fascio tubiero, l'assorbitore comprende il tubo di scambio termico, la piastra tubiera, la piastra di supporto, il mantello, il tubo di spurgo, l'ugello di spruzzatura e la camera d'acqua. L'assorbitore è il recipiente a pressione più bassa all'interno del sistema della pompa di calore ed è soggetto alla maggiore sollecitazione da parte dell'aria non condensabile.
5. Scambiatore di calore
Funzione dello scambiatore di calore:Lo scambiatore di calore è un'unità di recupero del calore di scarto utilizzata per recuperare il calore presente nella soluzione di LiBr. Il calore della soluzione concentrata viene trasferito dallo scambiatore di calore alla soluzione diluita per migliorare l'efficienza termica.
Grazie alla sua struttura a piastre, lo scambiatore di calore presenta un'elevata efficienza termica e un notevole effetto di risparmio energetico.
6. Sistema automatico di spurgo dell'aria
Funzione del sistema:Il sistema di spurgo dell'aria è pronto ad aspirare l'aria non condensabile dalla pompa di calore e a mantenere una condizione di vuoto spinto. Durante il funzionamento, la soluzione diluita fluisce ad alta velocità per creare una zona di bassa pressione localizzata attorno all'ugello di espulsione. In questo modo, l'aria non condensabile viene aspirata dalla pompa di calore. Il sistema funziona simultaneamente con la pompa di calore. Mentre la pompa di calore è in funzione, il sistema automatico contribuisce a mantenere un vuoto spinto al suo interno, garantendo prestazioni ottimali e una durata di vita ottimale.
Il sistema di spurgo dell'aria è un sistema composto da eiettore, radiatore, separatore d'olio, cilindro pneumatico e valvola.
7.Pompa per soluzioni
La pompa per soluzioni viene utilizzata per erogare la soluzione di LiBr e garantire il normale flusso dei fluidi di lavoro all'interno della pompa di calore.
La pompa per soluzioni è una pompa centrifuga completamente chiusa e incapsulata, caratterizzata da assenza di perdite di liquido, bassa rumorosità, elevate prestazioni antideflagranti, manutenzione minima e lunga durata.
8. Pompa del refrigerante
La pompa del refrigerante viene utilizzata per erogare acqua refrigerante e garantire la normale nebulizzazione di acqua refrigerante sull'evaporatore.
La pompa del refrigerante è una pompa centrifuga completamente chiusa e incapsulata, caratterizzata da assenza di perdite di liquido, bassa rumorosità, elevate prestazioni antideflagranti, manutenzione minima e lunga durata.
9. Pompa a vuoto
La pompa del vuoto viene utilizzata per il lavaggio sottovuoto nella fase di avviamento e per il lavaggio con aria nella fase di funzionamento.
La pompa per vuoto è dotata di una girante a palette rotanti. Il punto cruciale per le sue prestazioni è la gestione dell'olio sottovuoto. La prevenzione dell'emulsionamento dell'olio ha un impatto nettamente positivo sulle prestazioni di spurgo dell'aria e contribuisce a prolungarne la durata.
10.Armadio elettrico
Il quadro elettrico, in quanto centro di controllo della pompa di calore a LiBr, ospita i principali dispositivi di controllo e i componenti elettrici.
Recupero del calore di scarto.Energia Conservazione&Emissione Riduzione
Può essere impiegato per il recupero di acque reflue a bassa temperatura o vapore a bassa pressione in impianti di produzione di energia termica, trivellazioni petrolifere, settore petrolchimico, ingegneria siderurgica, industria chimica, ecc. Può utilizzare acqua di fiume, acqua di falda o altre fonti idriche naturali, convertendo l'acqua calda a bassa temperatura in acqua calda ad alta temperatura per il teleriscaldamento o il riscaldamento di processo.
Controllo intelligente e funzionamento semplice
Controllo completamente automatico, consente l'accensione/spegnimento con un solo pulsante, la regolazione del carico, il controllo del limite di concentrazione della soluzione e il monitoraggio remoto.
Sistema di controllo basato sull'intelligenza artificiale (IA, versione 5.0)
■Funzioni di controllo completamente automatiche
Il sistema di controllo (AI, V5.0) è caratterizzato da funzioni potenti e complete, come avvio/arresto con un solo tasto, accensione/spegnimento temporizzato, sistema di protezione di sicurezza avanzato, molteplici regolazioni automatiche, interblocco di sistema, sistema esperto, dialogo uomo-macchina (multilingue), interfacce per l'automazione degli edifici, ecc.
■Completareunitàfunzione di autodiagnosi e protezione dalle anomalie
Il sistema di controllo (AI, V5.0) è dotato di 34 funzioni di autodiagnosi e protezione dalle anomalie. Il sistema adotterà automaticamente delle misure in base al livello di anomalia. Ciò ha lo scopo di prevenire incidenti, ridurre al minimo l'intervento umano e garantire un funzionamento continuo, sicuro e stabile del refrigeratore.
■Unicolcaricoaregolazionefunzione
Il sistema di controllo (AI, V5.0) è dotato di un'esclusiva funzione di regolazione del carico, che consente la regolazione automatica della potenza del refrigeratore in base al carico effettivo. Questa funzione non solo contribuisce a ridurre i tempi di avvio/arresto e di diluizione, ma contribuisce anche a minimizzare i tempi di inattività e il consumo energetico.
■Volume di circolazione della soluzione unico tecnologia di controllo
Il sistema di controllo (AI, V5.0) impiega un'innovativa tecnologia di controllo ternario per regolare il volume di circolazione della soluzione. Tradizionalmente, per il controllo del volume di circolazione della soluzione si utilizzavano solo i parametri relativi al livello del liquido nel generatore. Questa nuova tecnologia combina i vantaggi della concentrazione e della temperatura della soluzione concentrata con quelli del livello del liquido nel generatore. Allo stesso tempo, una tecnologia avanzata di controllo a frequenza variabile viene applicata alla pompa della soluzione per consentire all'unità di raggiungere un volume di soluzione circolante ottimale. Questa tecnologia migliora l'efficienza operativa e riduce i tempi di avviamento e il consumo energetico.
■controllo della concentrazione della soluzionetecnologia
Il sistema di controllo (AI, V5.0) utilizza una tecnologia di controllo della concentrazione unica per consentire il monitoraggio/controllo in tempo reale della concentrazione e del volume della soluzione concentrata, nonché del volume dell'acqua calda. Questo sistema è in grado di mantenere il refrigeratore in condizioni di alta concentrazione sicure e stabili, migliorando l'efficienza operativa e prevenendo la cristallizzazione.
■climatizzatore automatico intelligentepurgafunzione
Il sistema di controllo (AI, V5.0) è in grado di monitorare in tempo reale le condizioni del vuoto ed espellere automaticamente l'aria non condensabile.
■Esclusivo controllo di arresto della diluizione
Questo sistema di controllo (AI, V5.0) è in grado di regolare il tempo di funzionamento delle diverse pompe necessarie per l'operazione di diluizione, in base alla concentrazione della soluzione concentrata, alla temperatura ambiente e al volume residuo di acqua refrigerante. In questo modo, è possibile mantenere una concentrazione ottimale per il refrigeratore dopo lo spegnimento. Si previene la cristallizzazione e si riduce il tempo di riavvio del refrigeratore.
■Sistema di gestione dei parametri di lavoro
Tramite l'interfaccia di questo sistema di controllo (AI, V5.0), l'operatore può eseguire le seguenti operazioni su 12 parametri critici relativi alle prestazioni del refrigeratore: visualizzazione in tempo reale, correzione e impostazione. È possibile conservare i dati relativi agli eventi operativi storici.
■Unitàsistema di gestione dei guasti
Se sull'interfaccia operativa viene visualizzato un messaggio di errore occasionale, questo sistema di controllo (AI, V5.0) è in grado di localizzare e descrivere in dettaglio il guasto, proporre una soluzione o fornire indicazioni per la risoluzione dei problemi. È possibile effettuare classificazioni e analisi statistiche dei guasti storici per agevolare il servizio di manutenzione fornito dagli operatori.
