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Refrigeratore ad assorbimento di gas di scarico
2.1 Principio di funzionamento
Il refrigeratore ad assorbimento di gas di scarico, o riscaldatore ad assorbimento di gas di combustione, è un sistema che utilizza l'energia termica dei gas di scarico ad alta temperatura (300-600 °C) per generare raffreddamento o riscaldamento. Il fluido di lavoro ciclico è una soluzione di bromuro di litio (LiBr). Il LiBr funge da assorbente e l'acqua da refrigerante.
Il sistema comprende principalmente il generatore di calore ad alta temperatura (HTG), il generatore di calore a bassa temperatura (LTG), il condensatore, l'evaporatore, l'assorbitore, lo scambiatore di calore ad alta temperatura (HT), lo scambiatore di calore a bassa temperatura (LT), il sistema automatico di spurgo dell'aria, la pompa del vuoto e la pompa a cilindro, e così via.
Principio di riscaldamento:L'acqua refrigerante nell'evaporatore evapora dalla superficie del tubo termoconduttore. Man mano che il calore viene sottratto all'acqua refrigerata, la temperatura dell'acqua diminuisce e si genera raffreddamento. Il vapore refrigerante evaporato dall'evaporatore viene assorbito dalla soluzione mista nell'assorbitore, diluendola. La soluzione diluita nell'assorbitore viene quindi convogliata tramite una pompa allo scambiatore di calore LT, dove il flusso si divide in due: una parte viene inviata al generatore termoelettrico ad alta temperatura (HTG) attraverso lo scambiatore di calore HT, dove viene riscaldata dai gas di scarico HT per produrre vapore refrigerante, diventando così una soluzione concentrata HT. L'altra parte della soluzione viene inviata al generatore termoelettrico a bassa temperatura (LTG), dove viene riscaldata dal vapore refrigerante proveniente dall'HTG. Dopo la produzione di vapore refrigerante, la soluzione diventa una soluzione concentrata LT. La soluzione concentrata HT nello scambiatore di calore HT rilascia calore prima di ricongiungersi con la soluzione concentrata per formare una soluzione mista. Dopo che la soluzione mista rilascia calore nello scambiatore di calore LT ed entra nell'assorbitore, assorbe il vapore refrigerante dall'evaporatore, si diluisce ed entra nel ciclo successivo. Il vapore/acqua refrigerante generato dall'HTG viene raffreddato nel condensatore per formare acqua refrigerante, che viene ulteriormente depressurizzata da una valvola di laminazione. L'acqua refrigerante depressurizzata viene quindi convogliata nell'evaporatore, dove evapora e viene utilizzata per scopi di refrigerazione, dopodiché inizia il ciclo successivo.
Principio di riscaldamento:Il flusso di acqua di raffreddamento in circolazione viene quindi interrotto. La soluzione diluita nell'assorbitore viene quindi convogliata tramite pompa di soluzione al generatore di vapore ad alta temperatura (HTG) attraverso lo scambiatore di calore a bassa e alta temperatura, dove viene riscaldata dai gas di scarico dell'alta temperatura per produrre vapore refrigerante. Il vapore refrigerante viene inviato direttamente all'evaporatore e all'assorbitore, dove viene utilizzato per riscaldare l'acqua nell'evaporatore (l'acqua funge da fluido termovettore) trasformandola in acqua calda. Al termine del processo di riscaldamento, il vapore refrigerante condensa in acqua refrigerante. La soluzione diluita nel generatore di vapore ad alta temperatura, che rilascia vapore refrigerante, viene condensata in soluzione concentrata, entra nell'assorbitore e si miscela con l'acqua refrigerante per produrre una soluzione diluita. Infine, la soluzione diluita viene convogliata tramite pompa di soluzione al ciclo successivo.
Il suddetto ciclo si ripete più volte, dando luogo a un processo di riscaldamento continuo.
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.
Doppio effetto (utilizzabile per raffreddamento/riscaldamento)
Azionato da gas naturale o vapore, riscaldamento ad assorbimento a doppio effettopompaÈ in grado di recuperare il calore di scarto con un'efficienza molto elevata (il COP può raggiungere 2,4). È dotato sia di funzione di riscaldamento che di raffreddamento, risultando particolarmente adatto a soddisfare contemporaneamente le esigenze di riscaldamento e raffreddamento.
Assorbimento bifase e temperatura più elevata
La pompa di calore ad assorbimento bifase di classe II è in grado di portare la temperatura dell'acqua calda di scarto a 80 °C senza bisogno di altre fonti di calore.
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.
■Aria condizionata automatica intelligentepurgafunzione
Il sistema di controllo (AI, V5.0) è in grado di monitorare in tempo reale le condizioni di 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.
