Refrigeratore ad assorbimento solare LiBr

2.1Principio di funzionamento

Ciclo di refrigerazione

Il principio di refrigerazione di questo refrigeratore (riscaldatore) è illustrato nella Figura 1. La soluzione diluita proveniente dall'assorbitore viene trasportata dalla pompa della soluzione LTG, riscaldata dallo scambiatore di calore a bassa temperatura e quindi entra nell'LTG. Nell'LTG, la soluzione diluita viene riscaldata e fatta bollire dal vapore refrigerante ad alta pressione e alta temperatura proveniente dall'HTG, e la soluzione viene concentrata in una soluzione intermedia.

La maggior parte della soluzione intermedia viene trasportata dalla pompa della soluzione HTG all'interno dell'HTG, dopo essere stata riscaldata dallo scambiatore di calore ad alta temperatura. Nell'HTG, la combustione del combustibile rilascia calore che riscalda la soluzione di LiBr generando vapore refrigerante ad alta pressione e alta temperatura, e la soluzione viene ulteriormente concentrata in soluzione concentrata.

Nel LTG, il vapore refrigerante ad alta pressione e alta temperatura proveniente dall'HTG riscalda la soluzione diluita presente nel LTG e condensa in acqua refrigerante, che entra nel condensatore insieme al vapore refrigerante generato nel LTG attraverso la laminazione e la depressurizzazione, e viene quindi raffreddata in acqua refrigerante alla pressione di condensazione dall'acqua di raffreddamento presente nel condensatore.

L'acqua refrigerante nel condensatore, dopo essere stata strozzata dal tubo a U, entra nell'evaporatore e viene quindi pompata dalla pompa del refrigerante. Qui viene spruzzata sul fascio di tubi dell'evaporatore, assorbendo il calore dell'acqua refrigerata ed evaporando, provocando così un abbassamento della temperatura dell'acqua refrigerata nei tubi e raggiungendo lo scopo della refrigerazione.

Dopo che una parte della soluzione intermedia proveniente dal LTG si è miscelata con la soluzione concentrata proveniente dall'HTG, fluisce attraverso lo scambiatore di calore a bassa temperatura ed entra nell'assorbitore, dove viene spruzzata sul fascio di tubi dell'assorbitore e raffreddata dall'acqua di raffreddamento, assorbendo contemporaneamente il vapore refrigerante dall'evaporatore e diventando così una soluzione diluita. La soluzione di LiBr diluita dall'assorbimento del vapore refrigerante nell'evaporatore viene trasportata al generatore per essere riscaldata e concentrata dalla pompa del generatore, completando così un ciclo di refrigerazione. Il processo si ripete in modo che l'evaporatore possa produrre continuamente acqua refrigerata a bassa temperatura per il condizionamento dell'aria o per i processi produttivi.

Ciclo di riscaldamento

Il processo di riscaldamento del refrigeratore ad assorbimento LiBr a combustione diretta (riscaldatore) è illustrato nella Figura 2. Il circuito dell'acqua di raffreddamento e il circuito dell'acqua refrigerante si arrestano e il circuito dell'acqua refrigerata viene convertito in un circuito di acqua calda sanitaria. L'assorbitore, il condensatore, il generatore di vapore a bassa temperatura (LTG), lo scambiatore di calore ad alta temperatura e lo scambiatore di calore a bassa temperatura si arrestano. La soluzione diluita nell'assorbitore viene convogliata al generatore di vapore ad alta temperatura (HTG) e concentrata tramite la pompa della soluzione. Il vapore refrigerante generato entra nell'evaporatore attraverso il tubo e la valvola F7, condensa sul gruppo di tubi dell'evaporatore e riscalda l'acqua calda sanitaria. L'acqua refrigerante condensata entra nell'assorbitore dal vassoio dell'acqua dell'evaporatore attraverso la valvola F9. La soluzione concentrata nel generatore di vapore ad alta temperatura (HTG) entra nell'assorbitore attraverso la valvola F8 e si miscela con l'acqua refrigerante nell'assorbitore, diventando una soluzione diluita. La soluzione diluita viene reimmessa nel generatore di vapore ad alta temperatura (HTG) tramite la pompa della soluzione e riscaldata. Il ciclo sopra descritto si ripete per formare un processo di riscaldamento continuo.

2.2Diagramma di flusso del processom

2.3Componenti principali e funzioni

1. Generator

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.

3.Caratteristiche dell'unità

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.