Enfriador solar por absorción de LiBr

2.1Principio de funcionamiento

Ciclo de refrigeración

El principio de refrigeración de este enfriador (calentador) se muestra en la Figura 1. La solución diluida proveniente del absorbedor es transportada por la bomba de solución LTG, calentada por el intercambiador de calor de baja temperatura y luego ingresa al LTG. En el LTG, la solución diluida se calienta y hierve mediante el flujo de vapor refrigerante a alta presión y alta temperatura proveniente del HTG, y la solución se concentra en una solución intermedia.

La mayor parte de la solución intermedia es transportada por la bomba de solución HTG al interior del generador de calor, tras ser calentada por el intercambiador de calor de alta temperatura. En el generador de calor, la combustión del combustible libera calor que calienta la solución de LiBr para generar vapor refrigerante a alta presión y temperatura, y la solución se concentra aún más.

En el generador de baja temperatura (LTG), el vapor refrigerante a alta presión y alta temperatura procedente del generador de alta temperatura (HTG) calienta la solución diluida en el LTG y se condensa en agua refrigerante, que entra en el condensador junto con el vapor refrigerante generado en el LTG mediante estrangulamiento y despresurización, y luego se enfría hasta alcanzar la presión de condensación correspondiente mediante el agua de refrigeración del condensador.

El agua refrigerante del condensador entra en el evaporador tras ser estrangulada por el tubo en forma de U, y luego es impulsada por la bomba de refrigerante, rociada sobre el conjunto de tubos del evaporador, absorbiendo el calor del agua fría y evaporándose, con lo que la temperatura del agua fría en los tubos desciende, logrando así el objetivo de la refrigeración.

Tras mezclar una parte de la solución intermedia del generador de baja temperatura (LTG) con la solución concentrada del generador de alta temperatura (HTG), esta fluye a través del intercambiador de calor de baja temperatura y entra en el absorbedor. Allí, se rocía sobre el conjunto de tubos del absorbedor, se enfría con agua de refrigeración y, al mismo tiempo, absorbe el vapor refrigerante del evaporador, convirtiéndose así en una solución diluida. La solución de bromuro de litio (LiBr), diluida mediante la absorción del vapor refrigerante en el evaporador, se transporta al generador para su calentamiento y concentración mediante la bomba del generador, completando así un ciclo de refrigeración. Este proceso se repite para que el evaporador pueda producir continuamente agua fría a baja temperatura para sistemas de aire acondicionado o procesos de producción.

Ciclo de calentamiento

El proceso de calentamiento del enfriador (calentador) de absorción de LiBr de combustión directa se muestra en la Figura 2. Los circuitos de agua de refrigeración y de refrigerante se detienen, y el circuito de agua fría se convierte en un circuito de agua caliente sanitaria. El absorbedor, el condensador, el generador de baja temperatura (LTG), el intercambiador de calor de alta temperatura y el intercambiador de calor de baja temperatura dejan de funcionar. La solución diluida en el absorbedor se envía al generador de alta temperatura (HTG) y se concentra mediante la bomba de solución. El vapor de refrigerante generado entra en el evaporador a través del tubo y la válvula F7, se condensa en el conjunto de tubos del evaporador y calienta el agua caliente sanitaria. El agua de refrigerante condensada entra en el absorbedor desde la bandeja de agua del evaporador a través de la válvula F9. La solución concentrada en el HTG entra en el absorbedor a través de la válvula F8 y se mezcla con el agua de refrigerante en el absorbedor, convirtiéndose en una solución diluida. La solución diluida se envía de vuelta al HTG mediante la bomba de solución y se calienta. El ciclo anterior se repite para formar un proceso de calentamiento continuo.

2.2Diagrama de flujo del procesom

2.3Componentes y funciones principales

1. Generador

Función de generación:El generador es la fuente de energía delenfriadorLa fuente de calor entra en el generador y calienta la solución diluida de LiBr. El agua de la solución diluida se evapora en forma de vapor refrigerante y entra en el condensador. Mientras tanto, la solución diluida se concentra.

Con una estructura de carcasa y tubos, el generador consta de tubo de transferencia de calor, placa tubular, placa de soporte, carcasa, caja de vapor, cámara de agua y placa deflectora. Al ser el recipiente de mayor presión dentro del sistema de bomba de calor, el generador presenta un vacío interno prácticamente nulo (una micropresión negativa).

2. Condensador

Función del condensador:El condensador es una unidad generadora de calor. El vapor refrigerante del generador entra en el condensador y calienta el agua caliente sanitaria (ACS) a una temperatura más alta. De esta forma, se produce el efecto de calentamiento. Tras calentar el ACS, el vapor refrigerante se condensa y pasa al evaporador.

El condensador, con una estructura de carcasa y tubos, consta de tubos de transferencia de calor, placa tubular, placa de soporte, carcasa, depósito de agua y cámara de agua. Normalmente, el condensador y el generador están interconectados directamente mediante tuberías, por lo que tienen prácticamente la misma presión.

3. Evaporador

Función del evaporador:El evaporador es una unidad de recuperación de calor residual. El agua refrigerante del condensador se evapora de la superficie del tubo de transferencia de calor, absorbiendo el calor y enfriando el agua fría en su interior. De esta forma, se recupera el calor residual. El vapor refrigerante que se evapora de la superficie del tubo de transferencia de calor entra en el absorbedor.

El evaporador, con estructura de carcasa y tubos, consta de tubo de transferencia de calor, placa tubular, placa de soporte, carcasa, placa deflectora, bandeja de goteo, rociador y cámara de agua. La presión de trabajo del evaporador es aproximadamente 1/10 de la presión del generador.

4. Amortiguador

Función de absorción:El absorbedor es una unidad de generación de calor. El vapor refrigerante del evaporador entra en el absorbedor, donde es absorbido por la solución concentrada. Esta solución concentrada se diluye y se bombea al siguiente ciclo. Mientras el vapor refrigerante es absorbido por la solución concentrada, se produce una gran cantidad de calor que calienta el agua caliente sanitaria a una temperatura más alta. De esta forma, se logra el efecto de calefacción.

Con una estructura de carcasa y tubos, el absorbedor consta del tubo de transferencia de calor, la placa tubular, la placa de soporte, la carcasa, el tubo de purga, el rociador y la cámara de agua. El absorbedor es el recipiente de menor presión dentro del sistema de bomba de calor y, por lo tanto, el que recibe mayor impacto del aire no condensable.

5. Intercambiador de calor

Función del intercambiador de calor:El intercambiador de calor es una unidad de recuperación de calor residual que se utiliza para recuperar el calor de la solución de LiBr. El calor de la solución concentrada se transfiere a la solución diluida mediante el intercambiador de calor para mejorar la eficiencia térmica.

Gracias a su estructura de placas, el intercambiador de calor presenta una alta eficiencia térmica y un notable efecto de ahorro energético.

6. Sistema de purga de aire automático

Función del sistema:El sistema de purga de aire está listo para bombear el aire no condensable de la bomba de calor y mantener un alto vacío. Durante su funcionamiento, la solución diluida fluye a alta velocidad para generar una zona de baja presión alrededor de la boquilla eyectora. De esta forma, se bombea el aire no condensable fuera de la bomba de calor. El sistema opera simultáneamente con la bomba de calor. Mientras la bomba de calor está en funcionamiento, el sistema automático ayuda a mantener un alto vacío en su interior, garantizando así el rendimiento del sistema y una vida útil máxima.

El sistema de purga de aire es un sistema compuesto por el eyector, el enfriador, la trampa de aceite, el cilindro neumático y la válvula.

7.Bomba de solución

La bomba de solución se utiliza para suministrar la solución de LiBr y garantizar el flujo normal de los fluidos de trabajo dentro de la bomba de calor.

La bomba de solución es una bomba centrífuga encapsulada totalmente cerrada que se caracteriza por la ausencia de fugas de líquido, bajo nivel de ruido, alto rendimiento a prueba de explosiones, mínimo mantenimiento y una larga vida útil.

8. Bomba de refrigerante

La bomba de refrigerante se utiliza para suministrar agua refrigerante y asegurar la pulverización normal de agua refrigerante sobre el evaporador.

La bomba de refrigerante es una bomba centrífuga encapsulada y totalmente cerrada que se caracteriza por la ausencia de fugas de líquido, bajo nivel de ruido, alto rendimiento a prueba de explosiones, mínimo mantenimiento y una larga vida útil.

9. Bomba de vacío

La bomba de vacío se utiliza para la purga de vacío en la fase de arranque y para la purga de aire en la fase de funcionamiento.

La bomba de vacío incorpora una rueda de paletas rotativas. La clave de su rendimiento reside en la gestión del aceite de vacío. La prevención de la emulsificación del aceite tiene un impacto claramente positivo en el rendimiento de la purga de aire y contribuye a prolongar su vida útil.

10.Gabinete eléctrico

Como centro de control de la bomba de calor de bromuro de litio, el armario eléctrico alberga los controles principales y los componentes eléctricos.

3.Características de la unidad

Recuperación de calor residual.Energía Conservación&Emisión Reducción

Puede aplicarse para recuperar aguas residuales de baja temperatura o vapor de baja presión en la generación de energía térmica, la perforación petrolífera, el sector petroquímico, la siderurgia, el procesamiento químico, etc. Puede utilizar agua de río, agua subterránea u otra fuente de agua natural, convirtiendo el agua caliente de baja temperatura en agua caliente de alta temperatura para calefacción urbana o calefacción de procesos.

Doble efecto (para refrigeración/calefacción)

Impulsado por gas natural o vapor, calor de absorción de doble efecto.bombaPuede recuperar el calor residual con una eficiencia muy alta (el coeficiente de rendimiento puede alcanzar 2,4). Está equipado con funciones de calefacción y refrigeración, lo que resulta especialmente útil para satisfacer la demanda simultánea de ambas.

Absorción bifásica y temperatura más alta

La bomba de calor de absorción bifásica de clase II puede mejorar la temperatura del agua caliente residual hasta los 80 °C sin necesidad de otra fuente de calor.

Control inteligente y fácil manejo

Control totalmente automático, permite encender/apagar con solo pulsar un botón, regular la carga, controlar el límite de concentración de la solución y realizar la monitorización remota.

Sistema de control de inteligencia artificial (V5.0)

■Funciones de control totalmente automáticas

El sistema de control (IA, V5.0) se caracteriza por funciones potentes y completas, como arranque/apagado con un solo botón, encendido/apagado temporizado, sistema de protección de seguridad avanzado, ajuste automático múltiple, enclavamiento del sistema, sistema experto, diálogo hombre-máquina (en varios idiomas), interfaces de automatización de edificios, etc.

■Completounidadfunción de autodiagnóstico y protección de anomalías

El sistema de control (IA, V5.0) cuenta con 34 funciones de autodiagnóstico y protección contra anomalías. El sistema tomará medidas automáticas según el nivel de la anomalía. Esto tiene como objetivo prevenir accidentes, minimizar la intervención humana y garantizar un funcionamiento continuo, seguro y estable del sistema de refrigeración.

■Únicoloadaajustefunción

El sistema de control (AI, V5.0) cuenta con una función única de ajuste de carga que permite la regulación automática de la potencia del enfriador según la carga real. Esta función no solo ayuda a reducir el tiempo de arranque/parada y el tiempo de dilución, sino que también contribuye a disminuir el tiempo de inactividad y el consumo de energía.

■Volumen de circulación de solución único tecnología de control

El sistema de control (AI, V5.0) emplea una innovadora tecnología de control ternario para ajustar el volumen de circulación de la solución. Tradicionalmente, solo se utilizan los parámetros del nivel de líquido del generador para controlar dicho volumen. Esta nueva tecnología combina las ventajas de la concentración y la temperatura de la solución concentrada con el nivel de líquido en el generador. Asimismo, se aplica una avanzada tecnología de control de frecuencia variable a la bomba de solución para que la unidad alcance un volumen óptimo de circulación. Esta tecnología mejora la eficiencia operativa y reduce el tiempo de arranque y el consumo de energía.

■Control de la concentración de la solucióntecnología

El sistema de control (AI, V5.0) utiliza una tecnología de control de concentración única que permite la monitorización y el control en tiempo real de la concentración y el volumen de la solución concentrada, así como del volumen de agua caliente. Este sistema mantiene el enfriador en condiciones seguras y estables de alta concentración, mejora su eficiencia operativa y previene la cristalización.

■Aire automático inteligentepurgafunción

El sistema de control (IA, V5.0) permite la monitorización en tiempo real del estado del vacío y la purga automática del aire no condensable.

■Control de parada de dilución único

Este sistema de control (AI, V5.0) permite controlar el tiempo de funcionamiento de las distintas bombas necesarias para la dilución, en función de la concentración de la solución, la temperatura ambiente y el volumen restante de agua refrigerante. De este modo, se mantiene una concentración óptima en el enfriador tras su parada. Se evita la cristalización y se reduce el tiempo de reinicio del enfriador.

■Sistema de gestión de parámetros de funcionamiento

Mediante la interfaz de este sistema de control (AI, V5.0), el operador puede realizar cualquiera de las siguientes operaciones para 12 parámetros críticos relacionados con el rendimiento del enfriador: visualización en tiempo real, corrección y configuración. Se pueden guardar registros de los eventos de operación históricos.

■Unidadsistema de gestión de fallos

Si se muestra alguna alerta de fallo ocasional en la interfaz de operación, este sistema de control (AI, V5.0) puede localizar y detallar el fallo, proponer una solución o brindar orientación para la resolución de problemas. Se pueden realizar clasificaciones y análisis estadísticos de fallos históricos para facilitar el servicio de mantenimiento que prestan los operadores.