Refrigeratore ad assorbimento di gas di scarico e gas naturale

2.1 Principio di funzionamento
Nella nostra vita quotidiana, come tutti sappiamo, ci sentiamo freschi se goccioliamo un po' di alcol sulla pelle, perché l'evaporazione assorbe calore dalla nostra pelle. Non solo l'alcol, ma anche tutti gli altri liquidi assorbono il calore circostante durante l'evaporazione. E più bassa è la pressione atmosferica, più bassa è la temperatura di evaporazione. Ad esempio, la temperatura di ebollizione dell'acqua è di 100 °C a 1 atmosfera di pressione, ma se la pressione atmosferica scende a 0,00891, la temperatura di ebollizione dell'acqua scende a 5 °C. Ecco perché in condizioni di vuoto, l'acqua può vaporizzare a temperature molto basse.
Questo è il principio di funzionamento di base di un refrigeratore ad assorbimento LiBr. L'acqua (refrigerante) evapora nell'assorbitore ad alto vuoto e assorbe calore dall'acqua da raffreddare. Il vapore refrigerante viene quindi assorbito dalla soluzione LiBr (assorbente) e fatto circolare dalle pompe. Il processo si ripete.
2.2 Diagramma di flusso
Il principio di funzionamento del refrigeratore è illustrato nella Figura 2-1. La soluzione diluita proveniente dall'assorbitore, pompata dalla pompa di soluzione, attraversa lo scambiatore di calore a bassa temperatura (LTHE) e lo scambiatore di calore ad alta temperatura (HTHE), quindi entra nel generatore ad alta temperatura (HTG), dove viene fatta bollire dai gas di scarico ad alta temperatura e dal gas naturale per generare vapore refrigerante ad alta pressione e alta temperatura. La soluzione diluita si trasforma in una soluzione intermedia.
La soluzione intermedia fluisce attraverso l'HTHE nel generatore a bassa temperatura (LTG), dove viene riscaldata dal vapore refrigerante proveniente dall'HTG per generare vapore refrigerante. La soluzione intermedia diventa una soluzione concentrata.
Il vapore refrigerante ad alta pressione e alta temperatura generato dall'HTG, dopo aver riscaldato la soluzione intermedia nell'LTG, si condensa in acqua refrigerante. L'acqua, dopo essere stata strozzata, insieme al vapore refrigerante generato nell'LTG, entra nel condensatore e viene raffreddata dall'acqua di raffreddamento, trasformandosi in acqua refrigerante.
L'acqua refrigerante generata nel condensatore attraversa un tubo a U e fluisce nell'evaporatore. Parte dell'acqua refrigerante evapora a causa della bassissima pressione nell'evaporatore, mentre la maggior parte viene azionata dalla pompa del refrigerante e spruzzata sul fascio tubiero dell'evaporatore. L'acqua refrigerante spruzzata sul fascio tubiero assorbe quindi il calore dall'acqua che scorre nel fascio tubiero e vaporizza.
La soluzione concentrata proveniente dall'LTG fluisce tramite LTHE nell'assorbitore e viene spruzzata sul fascio tubiero. Quindi, dopo essere stata raffreddata dall'acqua che scorre nel fascio tubiero, la soluzione concentrata assorbe il vapore refrigerante dall'evaporatore e si trasforma in soluzione diluita. In questo modo, la soluzione concentrata assorbe continuamente il vapore refrigerante generato nell'evaporatore, mantenendo in funzione il processo di evaporazione. Nel frattempo, la soluzione diluita viene trasmessa dalla pompa di soluzione all'HTG, dove viene portata a ebollizione e nuovamente concentrata. In questo modo, si completa un ciclo di raffreddamento che si ripete.

Fig. 2-1 Diagramma di flusso del processo

2.3 Componenti e funzioni principali
1. Generator
Funzione HTG: fa bollire la soluzione con i gas di scarico ad alta temperatura o con il calore del bruciatore per generare il vapore refrigerante primario che entrerà nell'LTG e concentrerà la soluzione in una soluzione intermedia che fluirà nell'HTHE.
Funzione LTG: concentra la soluzione intermedia in una soluzione concentrata con il vapore refrigerante primario, che diventa acqua refrigerante, che a sua volta crea il vapore refrigerante secondario.

2. Condensatore
Funzione del condensatore: condensa il vapore del refrigerante secondario proveniente dall'LTG in acqua e raffredda l'acqua del refrigerante primario proveniente dall'HTG, mentre il calore viene sottratto dall'acqua di raffreddamento.

3. Evaporatore
Funzione dell'evaporatore: evaporando l'acqua refrigerante, assorbe il calore dall'acqua che scorre attraverso il sistema di condizionamento dell'aria.

4. Assorbitore
Funzione di assorbimento: la soluzione concentrata assorbe il vapore refrigerante dall'evaporatore, mentre il calore viene sottratto dall'acqua di raffreddamento.

5. Scambiatore di calore
Funzione dello scambiatore di calore ad alta temperatura: recupera il calore dalla soluzione intermedia dell'HTG.
Funzione dello scambiatore di calore a bassa temperatura: recupera il calore dalla soluzione concentrata dell'LTG.

6. Sistema automatico di spurgo dell'aria
Funzionamento del sistema: il sistema di spurgo dell'aria è pronto a pompare fuori l'aria non condensabile dalla pompa di calore e a mantenere una condizione di alto vuoto. Durante il funzionamento, la soluzione diluita scorre ad alta velocità per creare una zona di bassa pressione locale attorno all'ugello dell'eiettore. In questo modo, l'aria non condensabile viene pompata fuori dalla pompa di calore. Il sistema funziona contemporaneamente alla pompa di calore. Mentre la pompa di calore è in funzione, il sistema automatico aiuta a mantenere un alto vuoto all'interno e a garantire le prestazioni del sistema e una durata di vita massima.
Il sistema di spurgo dell'aria è un sistema composto da eiettore, radiatore, trappola dell'olio, cilindro dell'aria e valvola.

7. Pompa di soluzione
La pompa di soluzione viene utilizzata per erogare la soluzione di LiBr e garantire il normale flusso dei fluidi di lavoro liquidi all'interno della pompa di calore.
La pompa della soluzione è una pompa centrifuga completamente chiusa e incapsulata, caratterizzata da zero 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 dell'acqua refrigerante sull'evaporatore.
La pompa refrigerante è una pompa centrifuga completamente chiusa e incapsulata, caratterizzata da zero perdite di liquido, bassa rumorosità, elevate prestazioni antideflagranti, manutenzione minima e lunga durata.

9. Pompa a vuoto
La pompa per vuoto viene utilizzata per lo spurgo del vuoto nella fase di avviamento e per lo spurgo dell'aria nella fase di funzionamento.
La pompa per vuoto è dotata di una girante a palette. Il segreto delle sue prestazioni sta nella gestione dell'olio sotto vuoto. La prevenzione dell'emulsione dell'olio ha un impatto ovviamente positivo sulle prestazioni di spurgo dell'aria e contribuisce a prolungarne la durata.

10. Armadio elettrico
In quanto centro di controllo della pompa di calore LiBr, l'armadio elettrico ospita i comandi principali e i componenti elettrici.