Abszorpciós hőszivattyúk a hőerőművek hőrendszerében. Különböző típusú hőszivattyúk hatásfokának elemzése

annotáció

A fehérorosz IPS példáján a lítium-bromid abszorpciós hőszivattyúk alkalmazásának lehetősége a hőenergia disszipációjának blokkolására. keringő víz valamint vízhűtéses generátor és olajkenő rendszer. PDF

Absztrakt

Az abszorpciós hőszivattyú alkalmazásának lehetőségét LiBr-oldaton dolgozták fel, hogy elkerüljék a kenőolajat, a generátorsugárzást és a keringő víz hőleadását ebben a cikkben a Fehéroroszországi Egyesült Energiarendszer példáján keresztül.

Abszorpció hőszivattyúk a CHP termikus sémájábanenergiahatékonyságának javítása érdekében

V. N. Romanyuk, doc. tech. Tudományok, D. B. Muslina, A. A. Bobich, a technika mesterei. Tudományok, N. A. Kolomitszkaja, közgazdaságtan mestere Tudományok, T. V. Bubyr, diák, fehérorosz állampolgár Technikai Egyetem, RUE "BELTEI",S. V. Malkov,A CJSC Hűtő- és hidegberendezések szolgáltatásának igazgatója

Bevezetés

A kutatások szerint CHP erőművek kombinált ciklusú technológiájára való átállás Orosz Akadémia tudomány hatékonyabb, mint a kombinált ciklusra való átállás kondenzációs erőművek(IES), és először végre kell hajtani. A CHPP gázturbinás (GTP) magas hőmérsékletű felépítmények segítségével történő fejlesztése azonban nagy tőkebefektetéseket igényel, míg a beruházó vonzása az IES számára fehéroroszországi körülmények között kevésbé bizonyult. kihívást jelentő feladat, amely meghatározta a CHPP-k korszerűsítésének elmaradását a kombinált ciklusú CPP-kre való átállástól.

Napjainkban 220 g/(kWh) villamosenergia-termelésre alkalmas, fajlagos tüzelőanyag-fogyasztású (SFC) kombinált ciklusú kondenzációs egységeket vezetnek be a fehéroroszországi UES-be, ami összemérhető az ország gőzturbinás CHPP-i értékével. köztársaság. Ez a körülmény az energiapiaci helyzet megváltozásával együtt súlyosbította a gőzturbinás CHP-erőművek hatékonyságának növelésének problémáját, és meghatározta a hatékonyság növelésének szükségességét olcsóbb projektek segítségével. A megfelelő döntésekre, ami teljesen érthető, meg kell őrizni relevanciájukat a CHP későbbi, kombinált ciklusú technológiára való átállása során. Ilyen megoldások közé tartozik a hőakkumulátorok integrálása a CHPP-be, valamint egyéb újítások, például a turbógenerátorok leromlott vákuummal történő működésbe állítása. Utóbbi ugyanakkor összefügg a gőzturbinás üzem kialakításának megváltoztatásával: hálózati köteg beágyazása a kondenzátorba, módosítás utolsó lépései turbinák. Mindkettő, valamint a turbina üzem csökkent vákuum mellett ilyen vagy olyan okból nem mindig elfogadható. Ilyen körülmények között alternatív megoldás a romlott vákuumra való átállás az abszorpciós lítium-bromid hőszivattyúk (ABTN) alkalmazása lehet. Segítségükkel ugyanennek a problémának a hatékonyabb megoldása, a hőenergia elvezetésének keringető vízzel való blokkolása, miközben a turbinaerőmű kialakításában nincs szükség változtatásra.

A megadott ABTN-eket kész kivitelben gyártják, kényelmesen telepíthetők és működtethetők, úgynevezett hűtő. Lehetővé teszik a nyaralást biztosító hűtőgépek egyidejű használatát hideg víz tovább hőmérséklet diagram 7/12 °C, amelyre például egy hőerőműnél szükség van, amikor a gázturbinás felépítménnyel áthelyezik a munkát a gázturbinás kompresszorba belépő levegő hűtésére. Ennek eredményeként az abszorpciós berendezés szinte folyamatos használata egész évben elérhető. Az ABTN integrálása például a PT-60 turbógenerátor hőáramkörébe éves rendszermegtakarítást biztosít földgáz több mint 5,5 ezer tonna, és ezzel egyidejűleg teljesülnek a szükséges gazdasági korlátok: egyszerű befektetési megtérülés az üzembe helyezéstől számított 2 éven belül, a dinamikus megtérülés megfelelő értékei, belső ráta vissza, stb.

A gőz kondenzációs áthaladásának problémája kogenerációs turbógenerátorokban

Technikailag ma elfogadhatatlan a gőz minimális átjutása a "P", "T", "PT" típusú turbógenerátorok kondenzátorába, és az ehhez kapcsolódó túlzott üzemanyag-fogyasztás, amely korábban nem vetett fel kérdéseket. Például a már említett legelterjedtebb PT-60-as turbógenerátoroknál és azok módosításainál a kondenzátorhoz vezető minimális gőzáteresztés 12 t/h-ban van korlátozva. A 13 MPa kezdeti gőzparamétereknél, figyelembe véve a regeneratív extrakciók hozzájárulását ezen a gőzjáraton a kondenzátorhoz, a PT-60-130 turbinagenerátor energiatermelő kapacitása 4,3 MW. A 12 t/h gőz kondenzációs folyamatának hőjét 4 kPa nyomáson eltávolító cirkulációs vízzel (CV) történő hőenergia disszipáció 6,3 Gcal/h. A meghatározott gőzáram melletti villamosenergia-termelés URT-je 0,42 kg/(kWh), ami »0,2 kg-mal több, mint a kombinált ciklusú kondenzációs egységek kiszorított villamosenergia-termelése. Figyelembe véve a CHP ipari terheléseihez történő szállításkor keletkező villamosenergia-veszteség 5%-át, ez az IES mutatója 0,24 kg/kWh. A turbógenerátor éves üzemideje 7,5 ezer óra, az üzemanyag-kiégés »6 ezer tonna üzemanyag-egyenérték, devizában - több mint 1,5 millió USD. Az országban működő CHP erőművek összlétszámával (36 db) összefüggésben sürgős volt az ilyen erőművek felszámolása. irracionális használatüzemanyag. A fenti számításokban egy 54%-os abszolút elektromos hatásfokú kombinált ciklusú egységet vettünk záró TPP-nek. A választás annak a ténynek köszönhető, hogy (figyelembe véve az ország hő- és villamosenergia-felhasználásának szerkezetét, valamint ezen energiaáramok termelésének szerkezetében bekövetkezett változásokat a gőzturbinás CHPP-k magas hőmérsékletű felépítményeinek bevezetése után ), a fehéroroszországi UES termelőkapacitásának részeként atomerőművek üzembe helyezésével nem marad terhelés a ma zárókapacitásként használt gőzturbinás CPP-k számára.

A hőenergia disszipációjának visszaszorítása keringő vízzel való probléma megoldása turbógenerátorok leromlott vákuumban történő működésre való áthelyezésével

A turbinás kondenzátor nyomása leromlott vákuumban (HC) üzem közben 0,06 MPa-ra nő, az áramtermelő kapacitás a kondenzátorba 12 t/h gőz áramlási sebessége mellett 3,4 MW. Ezzel egyidejűleg a hőelvonásból 6,3 Gcal/h (7,2 MW) hőenergia-áramlásnak megfelelő mennyiségű gőz kerül kiszorításra. A szóban forgó turbógenerátor T-elszívásának fajlagos teljesítménye a regenerációs áramlások hozzájárulását figyelembe véve ≈516 kWh/Gcal, amely lehetővé teszi a villamosenergia-termelés 3,2 MW-ra történő csökkenését az áthaladáskor. gőz a T-extrakcióba a HC módba való átállás miatt. Így a PT-60 kondenzátorban leromlott vákuumra való áttérés során a CHP termelési kapacitásának csökkenése miatt 4,3 - (3,4 - 3,2) = 4,1 MW-ig átkerül a CPP-be. A megfelelő óránkénti rendszeres üzemanyag-fogyasztás a becslések szerint 0,79 tce. tonna / h, és a normál üzemmódhoz képest a következő kifejezésekből áll, amelyek a következőkhöz kapcsolódnak:

A képződés elmozdulása a kondenzátorba irányuló gőzáramban és átvitele a CPP CCGT-hez: 4,3 (0,42 - 0,24) = 0,77 t/h;

A keletkezés eltolódása a gőzáramban a T-szellőztetésbe és átvitele a CCGT CPP-be: 3,2 (0,17 - 0,24) = -0,22 t/h;

Termelés SW módban a kondenzátorba irányuló gőzáramon 164 g/(kWh) URT-vel, ami a becslések szerint 3,4 · (0,24 - 0,164) = 0,25 t/h.

Nyilvánvaló, hogy ha a turbógenerátort romlott vákuum mellett állítják üzembe, az éves üzemóraszám, amely többek között a rendszerszintű üzemanyag-fogyasztást is meghatározza, attól függ, konkrét feltételek hőellátási zónák és a CHP összetétele. Abban az esetben, ha ez megegyezik a korábban jelzett 7,5 ezer órával, a rendszer éves üzemanyag-megtakarítása 5,9 ezer tonna üzemanyag-egyenérték lesz.

Abszorpciós hőszivattyú

Az abszorpciós hőszivattyú egy olyan folyamatos berendezés, amelynek célja a hőenergia átvitele alacsonyabb hőmérsékletű forrásból magasabb hőmérsékletű forrásba. A hőenergia ilyen természetellenes átvitelének kompenzálására költeni kell hőenergia(TE). A fordított ciklusú abszorpciós berendezések energiajellemzőiben gyengébbek, mint a gőzsűrítő gépek, de ha az utóbbiak energiát igényelnek és gazdaságilag értékesebbek mechanikus energia, akkor az előbbi a kiválasztások olcsó hőenergiáját használhatja fel gőzturbinák, hulladékenergia kazánok, gáz belső égésű motorok kipufogógázai, másodlagos energiaforrások. Ez a körülmény határozza meg az ABTN rést, amelyet a közeljövőben elfoglalnak a különböző technológiai rendszerekben.

Az ABTN-ben a munkaközeg szerepében olyan oldatokat használnak (a jelen esetben a víz lítium-bromid), amelyekben a komponensek koncentrációja a folyadék- és gőzfázisra eltérő. A komponensek koncentrációja nem térhet el az oldat egyensúlyi egyenletének megfelelő értéktől, amely lehetővé teszi a hideg gőz lecsapódását (elnyelését) egy forróbb folyadékoldattal addig, amíg a koncentrációk a megadott egyenletnek megfelelően kiegyenlítődnek.

A legegyszerűbb esetben az ABTN négy hőcserélő kombinációja, amelyek egy integrált házban vannak elhelyezve. Működésük ismerős az energetikai személyzet számára, és nem okoz problémát (1. ábra). Két hőcserélő (generátor és kondenzátor) üzemel magas nyomásúés az a céljuk, hogy gyakorlatilag bejussanak tiszta forma forrásban lévő folyadék, jelen esetben víz. A másik két hőcserélő (párologtató és abszorber) csökkentett nyomáson működik. Feladatuk, hogy eltávolítsák a hőenergiát a forrásból, és a keletkező gőzt folyékony oldat komponensévé alakítsák. A leírt átalakítások során az abszorberből és a kondenzátorból eltávolítják a megfelelő szorpciós és kondenzációs folyamatok hőjét, amely a felmelegített hűtőközegbe, például hálózati vízbe kerül. Csak a hűtőközeg hőmérsékletének azon határértékeken való átmenetét kell kizárni, amelyek nem megengedettek a víz lítium-bromidos oldatánál, mind tárolás, mind működés közben. Vagyis a hőleadó (hasznosított) és a hőbefogadó áramlások hőmérsékletére vannak határértékek, amelyeknél az ABTN működés lehetséges. A valódi ABTN sémája valamivel bonyolultabb, ami a regenerációhoz kapcsolódik, ami növeli a berendezés energiahatékonyságát, ami kissé növeli a hőcserélők számát és a séma összetettségét.

Az ABTN hatékonysága nagymértékben függ attól, hogy milyen hőmérsékleti tartományban működik: minél szűkebb az utóbbi, annál magasabb energiamutatók telepítés. Ezen túlmenően a hőleadó (eldobható) és a hőbefogadó áramlások korlátozó hőmérsékletei vannak, amelyeknél az ABTN működés lehetséges.

Ha a fűtött előremenő hőmérséklet 55 °C, ami megfelel a visszatérő víz hőmérsékletének a közbenső fűtési időszakban, a betáplálás keringő víz az ártalmatlanítást a 17/22 ° С ütemterv szerint kell elvégezni (nyomás a kondenzátorban - 4 kPa). A hálózati víz fűtése ebben az esetben 64 °C-ra történik. A fűtési időszakban, amikor a visszatérő hálózati víz hőmérséklete elérheti a 70 °C-ot, a keringető víz hőmérséklete 49/45 °C lesz, ami a kondenzátorban 15 kPa nyomásnak felel meg. A hálózati víz 79 °C-ra melegszik fel. A megadott tartományon belüli fűtővíz-hőmérséklet esetén egyéb áramlási jellemzők is meghatározhatók lineáris interpolációval. Mert átlaghőmérséklet fűtési időszakban -0,7 °С a visszatérő hálózati víz hőmérséklete 47 °С, a kondenzátorban az ABTN-hez szükséges nyomás pedig 4 kPa lesz. Figyelembe véve az áramlási paraméterek év közbeni változását, megállapítható, hogy első közelítésként az ABTN egység biztosítja, hogy a kondenzátorban a nyomás 4 kPa szinten maradjon a teljes üzemidő alatt. Az ABTN hajtás fűtőgőznyomása nem lehet alacsonyabb 0,4 MPa-nál, ami a PT-60 turbina 4. számú regeneratív elszívásából gőzelszívással biztosítható. Az ABTN fűtési együttható ezekben az esetekben 1,7.

A módszer lényege és az energiatakarékos hatás értékelése

A turbógenerátor termikus sémájában több hőáram is eloszlik a környezetben. A PT-60 turbógenerátor példáján ezek a következők: a 7,3 MW CV már említett hűtőárama, a generátor hűtőrendszereinek és az olaj áramlásai teljhatalom 0,47 MW. Listázott hő áramlik, amelyek teljesítménye 7,8 MW, keringető vízzel kerül az ABTN-be, amelyben »4 °C-kal hűtik (2. ábra). Az ABTN hajtásnál a gőzkondenzációs folyamat hőjét használjuk fel, melynek szükségességét az ABTN fűtési együttható határozza meg, és ebben az esetben a gőzfogyasztást meghatározó hőterhelés 40,2 GJ/h (9,6 Gcal/h). ). 18,9 MW teljesítményű hőenergia áramlik át a hálózati vízbe, 10,2 °C-kal felmelegítve azt.

Az ABTN megfontolt felhasználása következtében a CHPP hőterhelésének megtartása mellett a villamosenergia-termelés újraelosztásra kerül a rendszer forrásai között, és példánkban a CHPP-n 4,7 MW-tal csökken a termelés. a 0,42 kg/(kWh) CRT, ami a következőknek köszönhető:

• a hőkivétel terhelése 15,9 Gcal/h-val csökken, ezzel összefüggésben a termelő kapacitás 8,2 MW-tal csökken (a T-elszívás fajlagos teljesítménye 516 kWh/Gcal);
• a 4. számú regeneratív elszívás terhelése 9,6 Gcal/h-val nő az ABTN hajtáshoz szükséges, ami 3,5 MW-tal növeli a termelő teljesítményt (a 4. számú regeneratív elszívás fajlagos teljesítménye 362 kWh/Gcal).

Figyelembe véve a villamosenergia-termelő áramlás teljesítményének jelzett 4,7 MW-os csökkenését, a betáplált hőenergia fenntartása mellett a CHPP éves tüzelőanyag-fogyasztásának csökkenése esetünkben akár 11,9 ezer tonna tüzelőanyag-egyenértéket is elérhet:

• 4,3 0,42 7,5 = 13,5 ezer tce - 420 g/(kWh) URT-vel történő villamosenergia-termelés megszüntetésével kapcsolatos csökkentés a gőz kondenzátorba való átvezetésével;
• 4,3 (0,17 – 0,136) 7,5 = 1,1 ezer tce - a villamosenergia-termelés 170 g/(kWh) HRT-ből történő hőelvezetési áramlásából a kondenzátorba történő áramlásának csökkenése, az ABTN-ben keringő víz hűtésével, ami megfelel a 136 HRT-nek g/(kWh);
• 3,2 (0,17 – 0,283) 7,5 = –2,7 ezer tce - a villamosenergia-termelés átvitelének növekedése a 170 g/(kW×h) RRT hőelvonási áramlásról a 283 g/(kW×h) RRT-vel a 4. számú regeneratív elszívásra történő áramláshoz.

Ugyanakkor az éves rendszerszintű üzemanyag-fogyasztás esetünkben akár 5,5 ezer tonna üzemanyag-egyenérték is lesz.

A bemutatott eredményeket magyarázó diagramok egészítik ki. különböző módokábra szerinti turbógenerátor működése. 3–5.

Abszorpciós hőszivattyúk a CHP rendszerben

Az ABTN és a PT-60 turbógenerátor összekapcsolásához két kisebb és egy nagyobb hűtőt is használhat. A két ABTN-nel rendelkező változat rugalmasabbnak tűnik. Meghajtásukhoz különféle hűtőfolyadékok használhatók: gőz, víz, füstgázok, üzemanyag. Ebben az esetben ez legalább 0,4 MPa nyomású gőz. A két blokkos változatnál többek között a CHPP abszorpciós berendezéseinek egységessége biztosított: a hőszivattyúk és a hűtők felcserélhetők, ami hasznos lehet gázturbinás erőművek CHP-hez történő hozzáadásakor, amikor paramétereik stabilizálása szükséges. ban ben nyári időszak, hűti a kompresszor által beszívott levegőt . Az ABTN elhelyezése konténeres változatban és épületben is lehetséges. Minden esetben szükséges, hogy a helyiség hőmérséklete ne csökkenjen 5 °C alá. Mindenképpen kötelező egyéni megközelítés egy adott helyszín összetett körülményei alapján: elrendezés, hidraulika stb.

Gazdasági értékelés

Figyelembe véve az építési és szerelési munkák költségét ill segédeszközök a példában vizsgált lehetőség megvalósítása mintegy 3 millió USD-t igényel. Egy 7,5 ezer turbógenerátor éves üzemóraszámmal rendelkező CHPP esetében a beruházás megtérülését és egyéb mutatókat a földgázfogyasztás 11,9 ezer tonna üzemanyag-egyenértékkel történő csökkenése határozza meg. állandó hőterhelés mellett, az energiatermelő kapacitás 4,7 MW-os csökkenésével. A CHPP-k villamosenergia súlyozott átlagos tarifája és költsége 88,5, illetve 51,4 USD/(MWh). Földgáz költséggel 244 USD 1 tonna referencia-üzemanyagonként. az éves gazdasági hatás egyszerű befektetési megtérülést biztosít - 2,3 év. A dinamikus megtérülési idő 20%-os diszkontráta mellett 2,8 év, a belső megtérülési ráta 42% (7. ábra).

A dinamikus megtérülési idő 20%-os diszkontráta mellett meghaladja a 10 éves számítási horizontot, és csak 15%-os diszkontráta mellett csökken 9,6 évre.

A projekt megvalósításának eredményeként a rendszeres éves üzemanyag-megtakarítás 5,5 ezer tonna üzemanyag-egyenértékre becsülhető. Ugyanakkor természetesen a hő- és villamosenergia-fogyasztás változatlan marad. A földgázfogyasztás rendszerszintű csökkentésének éves gazdasági hatását »1,3 millió USD-ra becsülik. Az előbbi érvek többi értékével az egyszerű megtérülési idő 2,7 év, a dinamikus megtérülési idő 20%-os diszkontráta mellett 4,3 év, a belső megtérülési ráta 35% (9. ábra). .

Az adott energia és gazdasági mutatók jelzi a projekt kiváló befektetési vonzerejét az ország IPS számára.

következtetéseket

1. A CHP termikus köreiben az energia disszipáció blokkolása releváns. Szerkezetileg ez a legegyszerűbben úgy érhető el, hogy az ABTN-t integrálják a CHP hőrendszerébe. Ugyanakkor magas műszaki és gazdasági mutatók biztosítják a projekt befektetési vonzerejét.

2. A CHP körök hőenergia-veszteségének csökkentése csökkentett vákuumú turbógenerátoros üzemre való átállással vagy ABTN használatával bővíti a probléma megoldási lehetőségeit. Választás optimális megoldás differenciált megközelítést igényel az adott hőellátó zóna adottságai és a hőtermelő berendezés összetétele alapján.

3. Az ABTN CHP-körökben történő alkalmazása csökkenti a CHP-nél a villamosenergia-termelést, mivel kizárja annak termelését a kondenzátorba irányuló gőzáramban, ami többek között megkönnyíti az áramfelvételi ütemterv fedezését az áthaladás szempontjából. az UPS minimális terhelése. A becslések szerint az ország összes CHPP-jének integrált termelésváltozása elérheti a 300 MW-ot.

4. Abszorpciós hőszivattyúk integrálása a termikus sémák A hőenergia disszipációjának megakadályozása érdekében CHP-erőműre is szükség van, ha megvalósul a turbógenerátorok leromlott vákuummal történő munkára állítása, hiszen az ABTN segítségével az olajhűtő rendszerek, generátorok hője hasznosítható. stb.

5. A CHPP villamosenergia-termelésének csökkentése 4,7 MW-tal a hőterhelés megőrzése mellett, és ezzel egyidejűleg a közvetlenül a CHPP földgázfogyasztásának csökkentése »12 ezer tonna tüzelőanyag-egyenértékkel. évente határozza meg gazdasági megvalósíthatóság egy adott régióban a földgáz- és villamosenergia-tarifáktól, a refinanszírozási rátáktól stb. függően. Minden esetben biztosítják a projekt magas energia- és gazdasági mutatóit.

6. A vizsgált példa megvalósításához szükséges beruházások becsült értéke körülbelül 3 millió USD. Az ABTN megtérülése megfelel a meglévő gazdasági korlátoknak, hogy biztosítsa a beruházás megvalósíthatóságát.

7. A vizsgált példa a PT-60-130 turbógenerátorra vonatkozik 12 t/h kondenzátorhoz vezető gőzáram mellett 19 Gcal/h hálózati vízterheléssel, amely szükség esetén 14 Gcal/óra csökkenthető. h. A hőterhelés növekedésével erősebb ABTN-t kell használni.

8. Az ABTN alkalmazása olyan hőtechnikai rendszerekben célszerű, ahol elsősorban kapcsolt energiatermelő egységek hőáramlása, másodlagos energiaforrás stb.

Irodalom

1. Popyrin L. S., Dilman M. D. Hőerőművek műszaki újrafelszerelésének hatékonysága alapján kombinált ciklusú növények// Hőenergetika. - 2006. - 2. sz. - S. 34–39.

2. Romanyuk V. N., Bobich A. A., Kolomytskaya N. A., Muslina D. B., Romanyuk A. V. Hatékony ellátás energiarendszer terheléseinek ütemezése // Energia és menedzsment. - 2012. - 1. szám - S. 13–20.

3. Khrustalev B. M., Romanyuk V. N., Kovalev Ya. N., Kolomytskaya N. A. A grafikonok megadásának kérdéséről elektromos terhelés energiarendszerek az energiatechnológiai források potenciáljának bevonásával ipari vállalkozások// Energia és menedzsment. - 2010. - 1. szám - S. 4–11.

4. V. N. Romanyuk, A. A. Bobich, N. A. Kolomytskaya et al., „A gázturbinák hatékonyságának javítása a hőerőművekben nyáron”, Energiya i Management. - 2011. - 1. szám - S. 18–22.

A hőszivattyús telepítés tervezése során néha szükségessé válik a hőszivattyú kiválasztása fűtési rendszer magas hőmérsékleti görbével, például 60/45 °C. Megszerzési lehetőség magas hőmérsékletek bővítené a hőszivattyúk körét. Ez különösen igaz, mivel a környező levegő hőmérséklet-ingadozásai befolyásolják őket.

A legtöbb hőszivattyú legfeljebb 60°C hőmérséklet-különbséget képes elérni az alacsony minőségű hőforrás és a fűtési ellátás között. Ez azt jelenti, hogy -15 °C-os környezeti hőmérsékleten a maximális előremenő hőmérséklet nem haladja meg a 45 °C-ot levegős hőszivattyú esetén. Nem lesz elég felmelegíteni. forró víz.

A probléma az, hogy a kompresszorban a hűtőközeg gőzének hőmérséklete a kompresszió során nem haladhatja meg a 135°C-ot. Ellenkező esetben a hűtőkörbe adagolt olaj kokszolni kezd. Ez a hőszivattyú kompresszorának meghibásodásához vezethet.

A nyomás és entalpia (energiatartalom) diagram azt mutatja, hogy a fűtési rendszer maximális hőmérséklete nem haladhatja meg a 45 °C-ot, ha a levegős hőszivattyú környezet-15 °С.

A probléma megoldásához egy egyszerű, de ugyanakkor nagyon hatékony megoldás. Egy további hőcserélő és expanziós szelep (EXV) került a munkaközeg körbe.

A hűtőközeg egy része (10-25%) a kondenzátor után egy további tágulási szelepbe kerül. a szelepben munkafolyadék bővíteni, majd egy további hőcserélőbe táplálni. Ez a hőcserélő ennek a hűtőközegnek az elpárologtatójaként szolgál. Ezt követően az alacsony hőmérsékletű gőzt közvetlenül a kompresszorba fecskendezik. Ehhez a kompresszorhoz magas hőmérsékletű hőszivattyú másik bejárattal felszerelt. Az ilyen kompresszorokat "EVI" (köztes gőzbefecskendező) kompresszoroknak nevezik. Ez a folyamat az elpárolgott hűtőközeg kompressziójának második harmadában megy végbe.

A kiegészítő hőcserélő hőforrása a fő tágulási szelephez szállított maradék hűtőközeg. Ennek is van pozitív hatása. A fő hűtőközeg-áram 8-12 °C-kal túlhűtve kerül az elpárologtatóba alacsonyabb hőmérsékleten. Ez lehetővé teszi, hogy több természetes hőt vegyen fel.

Ezen folyamatok miatt a diagramon látható hőmérséklet "eltolódása" következik be. Így lehetőség van a gőz további összenyomására a kompresszorban, elérve a szükséges nyomásjelzőt, és nem lépve túl a 135 °C-os maximális hőmérsékletet.

A közbenső gőzbefecskendezés technológiájának alkalmazása ellenére az ilyen típusú hőszivattyúkkal nem lehet 65 °C-nál magasabb előremenő hőmérsékletet elérni a hőellátó rendszerben. Max nyomás A hűtőközeg hőmérsékletének olyannak kell lennie, hogy a kondenzáció kezdetekor a munkaközeg hőmérséklete ne haladja meg a kritikus pontnál nagyobb hőmérsékletet. Például az általánosan használt R410A hűtőközeg esetében ez a pont 67°C. NÁL NÉL másképp, a hűtőközeg instabil állapotba kerül és nem tud "helyesen" lecsapódni.

Az emelés mellett maximális hőmérséklet, Az EVI technológia nagymértékben javul . Az alábbi grafikon a köztes gőzbefecskendezési technológiával felszerelt hőszivattyú és a hagyományos hőszivattyú hatásfokának különbségét mutatja. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően az EVI kompresszorokat föld-víz és víz-víz hőszivattyúkba is beépítik.

Hőszivattyús hőellátó rendszer tervezésekor előnyben kell részesíteni az alacsony hőmérsékletet fűtési menetrendek. Ezeknek a követelményeknek megfelelnek a padlófűtési rendszerek, a meleg/hideg falak, a fan coil egységek stb. Ha azonban magasabb hőmérsékletre van szükség, akkor EVI közbenső gőzbefecskendezési technológiával rendelkező magas hőmérsékletű hőszivattyúkat kell használni.

Az ABTN rendkívül hatékony energiatakarékos berendezések különféle létesítmények hőellátására, és víz 50-90 ° C-ig történő melegítésére szolgálnak, legfeljebb 0,75 MPa nyomású gőz fűtő hőjének felhasználásával vagy üzemanyaggal - földgázzal, valamint alacsony minőségű hulladékot vagy természetes hőt, mint energiaforrást különféle forrásokból 20-40 °C hőmérsékletű. Az ABTN-ben hasznos hő előállítására felhasznált olcsó alacsony minőségű hő aránya körülbelül 40%. Az ABTN kivételes fogyasztói tulajdonságokkal rendelkezik: nagy hatékonyság, környezetbarát, alacsony szint zaj működés közben, könnyű karbantartás, hosszútávú szolgáltatások, teljes automatizálás. Az ABTN nem igényel nagy mennyiségű villamos energiát, mint a gőzkompresszoros hőszivattyúk esetében. A munkaanyag (hűtőközeg) az ABTN-ben víz, az abszorbens az vizes oldat lítium-bromid sók.

Az ABTN felhasználható melegvíz előállítására fűtéshez és melegvízellátáshoz, fűtési és hűtési folyamatközegekhez az iparban, az energetikában, mezőgazdaság stb.

Eszköz és működési elv

Az ABTN hő- és tömegátadó berendezést tartalmaz különféle célokra, amelyet a hűtőközeg és az abszorbens keringetésére szolgáló áramkörök kötnek össze. A készülékek hőcserélő felületei vékonyfalú réz-nikkel hőcserélő csövek vízszintes kötegei formájában készülnek. A gépek összes berendezése tartókeretre van szerelve egyetlen egységbe, amelyet teljes gyári készenlétben szerelvényként szállítanak a megrendelőnek. Az ABTN működési elve azon alapul, hogy az abszorbens oldat képes több vízgőzt elnyelni alacsony hőmérséklet mint megoldás. A hűtőközeg - víz vákuum alatt felforr az elpárologtató csőkötegen, a csövekben keringő hűtött közegből eltávolított hő miatt (alacsony potenciálú hőforrás). A vízgőzt az abszorbens csőkötegen lévő abszorbens oldat felveszi hő leadásával, amit a csövekben keringő felmelegített víz eltávolít. Az abszorberből a hígított oldatot kiszivattyúzzák a generátorba, ahol az abszorberben elnyelt vízgőz regenerálása (elpárologtatása) a fűtő hűtőközeg hője miatt a csőkötegen történik. A kondenzátorban a felmelegített víz által kondenzált hűtőközeg vízgőzét visszavezetik az elpárologtatóba, a tömény oldatot pedig az abszorberbe.

Az új generációs orosz ABTN megkülönböztető jellemzői:

alacsony fajlagos fémfogyasztás;

nagy tömörség;

hosszú élettartam;

teljes gyári készenlét.

Az új, rendkívül hatékony korróziógátlók minden szerkezeti elem közel 100%-os korrózióvédelmét biztosítják.

Értékelések és jellemzők

A hőhordozók névleges paraméterei:

Hőmérséklet, bemenet/kimenet: hűtött víz - 30/25 о С;

fűtött víz - 40/70 o C;

Fűtési gőznyomás - 0,5 MPa abs;

A földgáz fűtőértéke 35,8 MJ/nm 3 .

Letöltés rövid tájékoztatásáltal ABTN. Szórólap (1,3 Mb), pdf.

Sémák az ABTN használatához

Hő- és hidegtermelés

A hőszivattyúk működése a lítium-bromid tömény vizes oldatának azon képességén alapul, hogy hőkibocsátással képes elnyelni (elnyelni) a vízgőzt. Az abszorpciós hőmérséklet magasabb, mint a gőz kondenzációs hőmérséklete azonos nyomáson. Ennek eredményeként lehetővé válik a hő "elvétele" az alacsony hőmérsékletről hőforrásés vigye át melegített, magasabb hőmérsékletű vízbe. A gépben minden folyamat vákuum alatt, zárt ciklusban megy végbe. A lítium-bromid oldat regenerálásához nagy potenciálú hőenergia-forrásra van szükség. Hőenergia forrásként a következőket használják: vízgőz (ABTN - P), tüzelőanyag égési hő (ABTN - T). A lítium-bromid oldat regenerálásához szükséges hőt is átadják a felmelegített víznek. Ugyanakkor egy hőszivattyúban a nagy potenciálú hő fajlagos fogyasztása 1,7-szeresére csökken a hagyományos kazánokhoz képest.

Például diagramok vannak megadva hőegyensúly hőszivattyúk és melegvíz bojlerek.

Az OKB TEPLOSIBMASH által tervezett hőszivattyúkban kiváló minőségű alkatrészeket, szerkezeti anyagokat és speciális korróziógátló anyagokat használnak, amelyek legalább 20 éves élettartamot biztosítanak. A gépek minőségükben és alapvető paramétereikben a világszínvonalnak felelnek meg.

Az OOO "OKB TEPLOSIBMASH" saját tervezésű, új generációs gőz- és tűzfűtéses abszorpciós lítium-bromid hőszivattyúkat kínál, melyek hazai gyártásúak, minőségükben és alapvető paramétereikben világszínvonalúak.

AZ „OKB TEPLOSIMBMASH” ÁLTAL TERVEZETT HŐSZIVATTYÚK EZEK:

• nagy hatékonyság, kivételes tömörség, ökológiai tisztaság,
• zajmentes működés, könnyű karbantartás;
• kiváló minőség alkalmazása építőanyagok hőcserélő felületek (réz-nikkel ötvözetek);
• nagy vákuum-sűrűség, nagyon hatékony korróziógátlók, a gép élettartama legalább 20 év;
• teljes automatizálás, amely a gépek gazdaságos működési módját biztosítja a teljesítmény 30-100% -os tartományában;
• a gép egyetlen egységbe rendezése tartókereten, teljes gyári készenlétben szereltként történő szállítás a megrendelőhöz;
• dinamikus terhelések hiánya, telepítés olyan helyre, amelyet csak a gép súlyából származó statikus terhelésre terveztek.

A mérnöki szolgáltatások teljes körét biztosítjuk a hűtőállomások tervezésében, telepítésében, üzembe helyezésében, karbantartó személyzet betanításában, a szállított berendezések garanciális szervizében.

A. V. Popov, Hőfizikai Intézet, SB RAS (IT SB RAS)

Hazánkban az elmúlt évtizedben jelentős érdeklődés mutatkozott a hőszivattyúk (HP) iránt. Ennek oka elsősorban az emelkedő energiaárak és a környezeti problémák. Ehhez a külföldi tapasztalatok is hozzájárulnak.

Meg kell jegyezni, hogy külföldön a hőszivattyús technológia talál széles körű alkalmazás már több mint 30 éve. Oroszországban a HP gyakorlati alkalmazása gyerekcipőben jár. Ez a HP oroszországi használatának helyzete objektív és szubjektív okokkal is összefügg.

Jelenleg különféle HP-típusok vannak a piacon. A szakembereknek gyakran problémáik vannak a használat és a választás indoklásával optimális típus TN egy adott objektumhoz. Ez a cikk a HP leggyakoribb típusainak kibővített osztályozását, a hatékonyságuk elemzésének módszerét, gyakorlati tanácsokat ad a HP típusának kiválasztásához, figyelembe véve egy adott objektum jellemzőit.

A HP fő típusai és osztályozása

A hőszivattyú egy termodinamikai rendszer (műszaki eszköz), amely lehetővé teszi a hő átalakítását alacsony szintről hőmérsékleti szint egy magasabbra. Ezeket a gépeket elsősorban meleg víz, fűtésre alkalmas levegő, melegvíz-szolgáltatás és egyéb célokra tervezték. Szükséges állapot A HP használata esetén alacsony hőmérsékletű hőforrás jelenléte a hőmérsékleti paraméterek szerint, amely nem alkalmas fűtőközegként a fenti célokra.

Jelenleg a TN fejlesztésének két fő iránya van meghatározva:

gőzkompressziós hőszivattyúk (PTH);

Abszorpciós hőszivattyúk (ATH).

Gőzkompressziós hőszivattyúk.

Különféle típusú PTN létezik. Az alacsony hőmérsékletű hőforrás és a fűtött közeg szerint a PTN-t típusokra osztják: „víz-víz”, „levegő-víz”, „levegő-levegő”, „víz-levegő”. A használt kompresszor berendezés típusától függően tekercses, dugattyús, csavaros és turbókompresszor. A kompresszor hajtás típusa szerint - elektromos, belső égésű motorral, gáz- vagy gőzturbinával hajtott.

Ezekben a gépekben munkahőként freonokat használnak - főleg fluor-klórtartalmú szénhidrogéneket, T.N. freonok.

A PTN kialakítását és működését részletesen a.

Abszorpciós hőszivattyúk.

Az ATH-t két fő típusra osztják: víz-ammóniára és sóra. A vízmelegítőben a víz abszorbens, az ammónia pedig a hűtőközeg. A sógépekben az abszorbens só vizes oldata, a hűtőfolyadék pedig víz. A világgyakorlatban jelenleg elsősorban sós HP-ket használnak, amelyekben az abszorbens lítium-bromid só (H 2 O / LiBr) - ABTN vizes oldata.

Az ABTN-ben a hőátadási folyamatokat kombinált direkt és fordított termodinamikai ciklusokkal hajtják végre, ellentétben a gőzkompressziós HP-vel, amelyben a munkaközeg (freon) csak fordított termodinamikai ciklust hajt végre.

A hazai besorolás szerint a lítium-bromid abszorpciós gépeket felfelé és lefelé tartó hőtranszformátorokra osztják. Ebben a cikkben a csökkentett hőtranszformátort tekintjük a leggyakoribb típusnak.

A felhasznált magas hőmérsékletű hő típusa szerint az ABTN-t gépekre osztják:

Gőz (víz) fűtéssel;

Tűzzel, gáz- vagy folyékony tüzelőanyaggal.

A termodinamikai ciklusnak megfelelően az ABTN egy- vagy kétlépcsős oldatregenerációs sémákkal, valamint kétlépcsős abszorpcióval rendelkezik.

Sémák, tervek különféle típusok Az ABTN és a munkájuk elve a művekben található.

A HP energiahatékonysága.

A termodinamikai ciklusok megvalósítására szolgáló HP gőzsűrítés és abszorpció különféle típusú energiákat fogyaszt: PTN - mechanikus (elektromos), ATN - termikus.

A különböző típusú HP-k hatékonyságának összehasonlításához közös mutatóra van szükség. Ilyen mutató lehet a hőtermelés fajlagos tüzelőanyag-fogyasztása vagy felhasználási együtthatója. Ez a megközelítés azért is indokolt, mert Oroszországban az alapvető erőművek termikus, fosszilis tüzelőanyaggal üzemelnek.

A PTN energiahatékonyságát az energiaátalakítási együttható jellemzi

ahol Qp a termelt hő;

Qk a kompresszor meghajtására fordított teljesítmény termikus egyenértékben.

A HPP konverziós tényező (φ) értéke főként az alacsony hőmérsékletű hőforrás hőmérsékleteitől és a HP kimeneti fűtött közeg hőmérsékletétől függ (1. ábra). Minél nagyobb a hőmérséklet-különbség a fűtött és hűtött közeg között, annál alacsonyabb a PTH hatékonysága.

Rizs. 1. ábra. A φ PTH konverziós tényező függése a felmelegített víz (t W2) és a hűtött víz (t S2) hőmérséklet-különbségétől.

Az ABTN hatékonyságát a transzformációs arány jellemzi

ahol Qp a termelt hő mennyisége;

Qh - a HP generátorba szállított magas hőmérsékletű hő mennyisége.

Az ABTN valós transzformációs arányait az ábra mutatja. 2. A fűtött és hűtött közeg közötti hőmérséklet-különbségtől függően különféle típusú gépeket használnak: egy- vagy kétlépcsős oldatregenerációs sémákkal; kétlépcsős abszorpciós sémával

Rizs. 2. ábra. Az M ABTN átalakulási arány függése a felmelegített víz (t W2) és a hűtött víz (t S2) közötti hőmérséklet-különbségtől.

1 - kétlépcsős oldatregenerációs sémával (M = 2,2).

2 - egylépcsős oldatregenerációs sémával (M = 1,7).

3 - kétlépcsős abszorpcióval (M = 1,35).

Ha a PTN-ben villamos energiát használnak a kompresszor meghajtására egy hőerőműből, a fajlagos tüzelőanyag-fogyasztás (a továbbiakban termikus egyenértékben) В = 1/(φ ηel)

ahol η el az erőmű hatásfoka, figyelembe véve a villamosenergia-veszteségeket a hálózatokban (Oroszországban ~ 0,32).

A PTN-ben, ha belső égésű motort vagy gázturbinát használnak kompresszorhajtásként az üzemanyag égéstermékeinek hőjének hasznosításával, a hőtermelés fajlagos tüzelőanyag-fogyasztása

B \u003d 1 / (φ ηm + ηt)

ahol ηm a hajtás mechanikai hatásfoka;

ηt - termikus hatásfok hajtás.

A hőtermelés fajlagos tüzelőanyag-fogyasztása az ABTN-ben lesz

B \u003d 1 / (M η)

ahol η egy magas hőmérsékletű hőforrás vagy HP generátor hatásfoka tűzfűtés közben.

A kazánban a hőtermelés fajlagos tüzelőanyag-fogyasztása lesz

ahol η a kazán hatásfoka.

Fontolgat különféle lehetőségek offline forrás hogy meleg vizet kapjon. Összehasonlításképpen vegyünk egy fosszilis tüzelésű kazánt és különféle típusú hőszivattyúkat (3. ábra).

Rizs. 3. Energiamérlegek különféle sémák hőtermelés:

a) fosszilis tüzelésű kazán;

b) PTN hőerőműből származó elektromos meghajtással;

c) belső égésű motorral vagy gázturbinával hajtott PTN;

d) ABTN gáznemű vagy folyékony tüzelőanyagon.

CPV hőerőműből származó elektromos meghajtással, φ konverziós tényezővel<2,6–3 по сравнению с котлом экономию топлива не дает (меньшее значение φ для котлов на твердом топливе, большее на газовом или жидком топливе). С учетом более высоких по сравнению с котлом удельных капитальных вложений на ТНУ и электрогенерирующие мощности использование ПТН с электроприводом может быть экономически оправдано (приемлемый срок окупаемости дополнительных капитальных вложений) при φ=4-5.

A belső égésű motorból vagy gázturbinából kompresszorral hajtott hőszivattyú a tüzelőanyag és a motorhűtőrendszer égéstermékeinek hőjének hasznosításakor már φ≥1,5-nél üzemanyag-megtakarítást biztosít. Az ilyen típusú HP használatának gazdasági megvalósíthatóságát azonban műszaki és gazdasági számítások alapján kell meghatározni, mivel Az ilyen típusú HP fajlagos tőkeköltsége többszöröse a kazán költségeinek. Az alacsony konverziós tényezővel rendelkező PTN alkalmazása indokolatlanul magas megtérülési időt eredményez a tőkebefektetéseknél.

A kazánhoz képest minden típusú ABTN fajlagos tüzelőanyag-fogyasztása 40 ÷ 55%-kal alacsonyabb. Azok. Az üzemanyag-hatékonyság az ABTN-ben 1,7-2,2-szer magasabb, mint a kazánban. Ugyanakkor az ABTN-ben előállított hő költsége 25-30%-kal alacsonyabb, mint a kazánban.

Különös figyelmet kell fordítani a HP a CHP részeként történő felhasználásának hatékonyságára. A meglévő CHPP-k körülményei között gyakran válik szükségessé az állomás hőelvételi teljesítményének növelése. Általában ezt a problémát további "csúcs" kazánok telepítésével oldják meg. Az állomás fűtőteljesítménye hőszivattyúk alkalmazásával jelentősen növelhető.

ábrán A 4. ábra az ABTN CHP részeként való használatának diagramját mutatja. Egy ilyen rendszer lehetővé teszi a turbinában lévő gőz egyensúlyának és paramétereinek megváltoztatása nélkül az állomás kogenerációs részének teljesítményének jelentős növelését az üzemanyag-fogyasztás növelése nélkül. Ugyanakkor a járulékosan előállított hő költsége folyó áron az ABTN esetében 60-80 rubel/Gcal, és a tőkebefektetések megtérülési ideje nem haladja meg az 1-2 évet. A PTN használata ebben a rendszerben mindenesetre lényegesen alacsonyabb gazdasági hatékonysággal rendelkezik, mint az ABTN-é.

Egyes szerzők külföldi, különösen svéd tapasztalatokra hivatkozva megjegyzik, hogy elektromos hajtású PVT-ket még φ-nél is alkalmaznak.<3. Действительно некоторые теплонасосные установки в Швеции и других странах Европы имеют φ≤3 и достаточно рентабельны (срок окупаемости 3-4 года). Это связано, в первую очередь, со структурой электроэнергетики данных стран. В ряде Европейских стран базовыми электрогенерирующими мощностями являются атомные и гидроэлектростанции, а значит относительно дешевая электроэнергия. Поэтому ТНУ с электроприводом в данных странах даже при φ≤3 экономически целесообразны, т. к. позволяют реально экономить дорогостоящее органическое топливо, сократить вредные выбросы в окружающую среду, экономить электроэнергию замещая, электрообогрев.

A hőszivattyú típusának kiválasztásakor az energia és a gazdaságosság mellett figyelembe kell venni a különféle géptípusok jellemzőit is (élettartam, környezetterhelés, karbantarthatóság, kezelőszemélyzet szükséges képzettsége, teljesítményszabályozási képesség széles körű stb.).

Környezeti hatás és biztonság szempontjából az ABTN-nek egyértelmű előnye van a PTN-nel szemben, mert ne használjon freonokat - fluor-klór-tartalmú szénhidrogéneket. Az 1987-es Montreali Jegyzőkönyv értelmében gyakorlatilag az összes PTN-ben használt freont fokozottan ellenőrzik az „ózonbiztonság”, az „üvegházhatás” szempontjából, és súlyos pénzbírsággal sújtják, ha helytelenül használják és ártalmatlanítják őket. Az ABTN-ben minden folyamat vákuum alatt megy végbe, és a PTN-től eltérően nincsenek alárendelve a GOSGORTEKHNADZOR-nak.

Az ABTN-ek élettartama jóval hosszabb, mivel lényegében hőcserélő berendezések, nagy karbantarthatóság, alacsony zajszint.

Az elektromos hajtású PTN előnyei közé tartozik a tápellátás egyszerűsége. Egyes webhelyeken ez meghatározó tényező lehet a számukra.

Minden előfeltétel megvan a HP-vel kapcsolatos munka sikeres fejlesztéséhez Oroszországban: gépgyártási és nyersanyagbázisok, tudományos és mérnöki személyzet, jelentős mennyiségű kutatási és fejlesztési munka, sokféle HP gyártásának elsajátítása, elég jelentős tapasztalatok vannak az üzemeltetésükben, gyakorlatilag kimeríthetetlen kispotenciálú hőforrások.

Ugyanakkor megjegyzendő, hogy a külföldi tapasztalatok szerint az energiatakarékos technológiák széles körű elterjedése csak az állam aktív közreműködésével valósulhat meg, ami elsősorban a felhasználást ösztönző jogalkotási és szabályozási aktusok megalkotásából áll. energiatakarékos berendezések.

Irodalom

1) V. G. Gorshkov Hőszivattyúk. Elemző áttekintés // Ipari berendezések kézikönyve, 2004, 2. sz.

2) A. G. Korolkov, A.V. Popov, A. Vlad. Popov Abszorpciós lítium-bromid vízhűtő és vízmelegítő hőtranszformátorok // Az energiatakarékosság problémái 1. szám (14) 2003. február.

3) Popov A. V., Bogdanov A. I., Pazdnikov A. G. Tapasztalatok abszorpciós lítium-bromid hőszivattyúk fejlesztésében és létrehozásában // Industrial Energy - 1999, No. 8 - pp. 38-43.

4) Baranenko A. V., Popov A. V., Timofeevsky L. S., Volkova O. V. Új generációs abszorpciós lítium-bromid hőátalakítók // Kholodilnaya Tekhnika, 2001, No. 4-s18-20.

5) Popov A. V. A hulladékégető művek füstgázainak hűtési és hőhasznosítási rendszere // Füstgázok tisztítása és semlegesítése hulladékot és szemetet égető létesítményekben. - Novoszibirszk, 1999 - 121-132. "Energiamegtakarítási problémák" magazin, 2005. augusztus.

| ingyenes letöltés Különböző típusú hőszivattyúk hatásfokának elemzése, Popov A. V.,

Az abszorpciós rendszerek a folyadékok és sók azon képességét használják fel, hogy felszívják a munkaközeg gőzeit. Az abszorpciós rendszerek munkagőzének leggyakoribb forrásai a következők:

Víz - munkafolyadék és lítium-bromid - nedvszívó;

Az ammónia a munkafolyadék, a víz az abszorbens.

Egy abszorpciós hőszivattyú diagramja a 3.6.

Az elpárologtatóból kilépő gáznemű munkaanyagot az abszorberben lévő oldószer elnyeli, aminek következtében az abszorpciós hő felszabadul. A keletkező, munkaközeggel dúsított oldatot nyomásnövekedést biztosító szivattyú segítségével a generátorba táplálják. A generátorban a munkaközeg elpárologtatása az oldatból külső hőforrás (például földgáz- vagy PB-égő, vagy más folyamat hulladékhője) segítségével történik. Az abszorber és a generátor kombinációja hőkompresszorként működik, amely hőmérséklet- és nyomásnövekedést biztosít. A generátort nagy nyomás alatt hagyva a munkaközeg a kondenzátorba kerül, ahol lecsapódik, nagy potenciálú hőt adva le.

Az abszorpciós hőszivattyúban lévő oldószerszivattyú energiafogyasztása lényegesen alacsonyabb, mint a kompressziós hőszivattyúban lévő szivattyú energiafogyasztása (folyadék szivattyúzásakor az energiafogyasztás alacsonyabb, mint a gáz sűrítésénél és szivattyúzásánál).

Rizs. 3.6. Egy abszorpciós hőszivattyú diagramja

Q c - a fogyasztónak szállított hő, Q n - nagy potenciál

hő, Q n - gyenge hőfok, Q A - hő

a fogyasztónak szolgáltatott (abszorpciós hő)

Gőzközeg alkalmazásakor, ahol az oldószernek a hűtőközeghez képest csak alacsony parciális gőznyomása van, a párolgási folyamat során nagyfrekvenciás hűtőközeggőz szabadul fel. Az ammónia-víz munkapár azonban erre az esetre nem vonatkozik, mivel az ammóniagőzzel együtt vízgőz is szabadul fel, ezért egy további desztilláló berendezés csatlakoztatása szükséges.

Az abszorpciós hőszivattyú sematikus diagramja a 2. ábrán látható. 3.7.

Rizs. 3.7. Egy abszorpciós hőszivattyú sematikus diagramja:

1 generátoros nagynyomású HVD; 2- alacsony nyomású generátor GND; 3-kondenzátor; 4-párologtató; 5-abszorber; 6-alacsony hőmérsékletű hőcserélő; 7-magas hőmérsékletű hőcserélő; 8- kondenzvíz hőcserélő; 9 oldatos szivattyú; 10-es hűtőközeg szivattyú

Az abszorpciós szivattyú hatásfoka az átváltási tényező vagy feltételes termikus hatásfok, amelyet a fogyasztó által kapott hőmennyiség és a tüzelőanyag által fogyasztott energia arányaként számítanak ki. Ha hulladékhőt használnak fel energiaforrásként a termelő számára, akkor a megfelelő értéket a fogyasztó által átvett hőmennyiség és a hulladékhő költségének arányaként számítják ki. A modern abszorpciós hőszivattyúk feltételes hőhatásfoka eléri az 1,5-öt. A szivattyú által termelt hőteljesítmény és az abszorber teljesítmény aránya (az abszorpciós hő miatt) általában 1,6 körül van. A jelenlegi víz-lítium-bromid rendszerek 100 °C-os szivattyú kimeneti hőmérsékletet és 65 °C-os hőmérséklet-emelkedést biztosítanak. Az új generációs rendszerek magasabb, akár 260 °C-os kimeneti hőmérsékletet és nagyobb hőmérséklet-emelkedést biztosítanak.

A generátor fűtésének módjától függően megkülönböztetik a gőzzel (gőz), forró folyadékkal (forró víz) és forró levegővel (kipufogó és éghető gázok) melegítő eszközöket.

Az éghető gázok közvetlen égetése során fellépő magasabb hőmérsékletek nagy exergiaveszteséggel járnak, ezért az ilyen típusú abszorpciós hűtési és hőszivattyús berendezéseket csak ritkán alkalmazzák.

Az abszorpciós hőszivattyúk nagy potenciális energia felhasználásával adják át a hőenergiát alacsony hőmérsékletű környezetből közepes hőmérsékletű környezetbe. Például a Thermax ABTN hőátviteléhez gőzt, meleg vizet, kipufogógázokat, üzemanyagot, geotermikus energiát vagy a kettő kombinációját használják nagy potenciálú energiaforrásként. Az ilyen hőszivattyúk a hőenergia mintegy 35%-át takarítják meg.

Egy ipari abszorpciós hőszivattyú látható a 3.8. ábrán.

Rizs. 3.8. Abszorpciós hőszivattyú

Az ABTH Thermax-ot széles körben használják Európában, Skandináviában és Kínában távfűtésre. A hőszivattyúkat olyan iparágakban is használják, mint a textilipar, az élelmiszeripar, az autóipar, a növényi olaj és a háztartási gépek. A Thermax több mint 100 MW összteljesítményű hőszivattyúkat telepített világszerte.

Az abszorpciós hőszivattyúk fő előnye, hogy nemcsak drága villamos energiát használhatnak munkájukhoz, hanem bármilyen megfelelő hőmérsékletű és teljesítményű hőforrást - túlhevített vagy kipufogó gőzt, gáz-, benzin- és egyéb égők lángját - a kipufogóig. gázok és napenergia.

Ezenkívül ezek az egységek különösen kényelmesek otthoni alkalmazásokban, olyan szerkezetekben, amelyek nem tartalmaznak mozgó alkatrészeket, ezért gyakorlatilag hangtalanok.

A háztartási modellekben az ott felhasznált térfogatú munkafolyadék nem jelent nagy veszélyt másokra, még a munkarész vésznyomás-csökkentése esetén sem.

Az ABN hátrányai:

Alacsonyabb hatékonyság a tömörítéshez képest;

Magának az egységnek a kialakításának bonyolultsága és a munkaközeg meglehetősen nagy korróziós terhelése, amely vagy drága és nehezen feldolgozható korrózióálló anyagok használatát teszi szükségessé, vagy az egység élettartamát 5-7 évre csökkenti.

Sok kialakítás nagyon kritikus a telepítés során történő elhelyezés szempontjából, pl. az egység nagyon gondos beállítását igényli.

A kompressziós gépekkel ellentétben az abszorpciós gépek nem félnek annyira a túl alacsony hőmérséklettől – egyszerűen csökken a hatékonyságuk.

Jelenleg Európában a gázkazánokat időnként gázégővel vagy dízel üzemanyaggal fűtött abszorpciós hőszivattyúk váltják fel - ezek nemcsak a tüzelőanyag égéshőjének hasznosítását teszik lehetővé, hanem további hő „felszívását” az utcáról, ill. a föld mélyéről.