Компрессорный чиллер на основе отработанного газа и природного газа

2.1 Принцип работы
В повседневной жизни, как всем известно, мы чувствуем прохладу, если капнем на кожу немного спирта, потому что при испарении он поглощает тепло от кожи. И не только спирт, но и все другие жидкости поглощают окружающее тепло при испарении. И чем ниже атмосферное давление, тем ниже температура испарения. Например, температура кипения воды составляет 100℃ при давлении 1 атмосфера, но если атмосферное давление упадет до 0,00891, температура кипения воды снизится до 5℃. Именно поэтому в условиях вакуума вода может испаряться при очень низкой температуре.
Это основной принцип работы абсорбционного чиллера на основе LiBr. Вода (хладагент) испаряется в вакуумном абсорбере и поглощает тепло от охлаждаемой воды. Затем пар хладагента поглощается раствором LiBr (абсорбентом) и циркулирует с помощью насосов. Процесс повторяется.
2.2 Блок-схема
Принцип работы чиллера показан на рисунке 2-1. Разбавленный раствор из абсорбера, перекачиваемый насосом для раствора, проходит через низкотемпературный теплообменник (НТТ) и высокотемпературный теплообменник (ВТТ), затем поступает в высокотемпературный генератор (ВТГ), где он кипит под воздействием высокотемпературных дымовых газов и природного газа, образуя высокотемпературный пар хладагента под высоким давлением. Разбавленный раствор превращается в промежуточный раствор.
Промежуточный раствор поступает через теплообменник высокого давления (HTHE) в низкотемпературный генератор (LTG), где он нагревается парами хладагента из HTG, образуя пары хладагента. В результате промежуточный раствор становится концентрированным.
Пары хладагента высокого давления и высокой температуры, образующиеся в процессе высокотемпературного нагрева (ВТН), после нагрева промежуточного раствора в низкотемпературном нагревателе (НТН) конденсируются в хладагентную воду. Вода, после дросселирования, вместе с парами хладагента, образующимися в НТН, поступают в конденсатор, охлаждаются охлаждающей водой и превращаются в хладагентную воду.
Хладагент, образующийся в конденсаторе, проходит по U-образной трубе и поступает в испаритель. Часть хладагента испаряется из-за очень низкого давления в испарителе, в то время как большая его часть, под действием холодильного насоса, распыляется на трубный пучок испарителя. Распыленный на трубный пучок хладагент затем поглощает тепло от воды, протекающей в трубном пучке, и испаряется.
Концентрированный раствор из LTG поступает через LTHE в абсорбер и распыляется на трубный пучок. Затем, охлаждаясь водой, протекающей в трубном пучке, концентрированный раствор поглощает пары хладагента из испарителя и становится разбавленным раствором. Таким образом, концентрированный раствор непрерывно поглощает пары хладагента, образующиеся в испарителе, поддерживая процесс испарения. Тем временем разбавленный раствор перекачивается насосом раствора в HTG, где он снова кипятится и концентрируется. Таким образом, цикл охлаждения завершается, и цикл повторяется.

Рис. 2-1. Технологическая схема процесса.

2.3 Основные компоненты и функции
1. Генератор
Функция HTG: Раствор кипятится с использованием высокотемпературных дымовых газов или тепла от горелки для образования паров первичного хладагента, которые поступают в LTG и концентрируют раствор в промежуточный раствор, который затем поступает в HTHE.
Функция LTG: Концентрирует промежуточный раствор в концентрированный раствор с первичным паром хладагента, который превращается в хладагентную воду, а та, в свою очередь, образует вторичный пар хладагента.

2. Конденсатор
Функция конденсатора: Конденсирует пары вторичного хладагента из низкотемпературного термоэлектрического генератора в воду и охлаждает воду первичного хладагента из высокотемпературного термоэлектрического генератора, при этом тепло отводится охлаждающей водой.

3. Испаритель
Функция испарителя: за счет испарения хладагента он поглощает тепло от воды, циркулирующей в системе кондиционирования воздуха.

4. Абсорбер
Функция абсорбера: концентрированный раствор поглощает пары хладагента из испарителя, а тепло отводится охлаждающей водой.

5. Теплообменник
Функция высокотемпературного теплообменника: рекуперация тепла из промежуточного раствора с помощью высокотемпературного теплообменника.
Функция низкотемпературного теплообменника: рекуперация тепла из концентрированного раствора низкотемпературного теплообменника.

6. Автоматическая система продувки воздухом
Принцип работы системы: Система продувки воздухом предназначена для откачки неконденсируемого воздуха из теплового насоса и поддержания высокого вакуума. Во время работы разбавленный раствор течет с высокой скоростью, создавая локальную зону низкого давления вокруг эжекторного сопла. Таким образом, неконденсируемый воздух откачивается из теплового насоса. Система работает одновременно с тепловым насосом. Во время работы теплового насоса автоматическая система помогает поддерживать высокий вакуум внутри, обеспечивая производительность системы и максимальный срок ее службы.
Система продувки воздухом состоит из эжектора, охладителя, маслоуловителя, пневматического цилиндра и клапана.

7. Насос для подачи раствора
Насос для подачи раствора используется для обеспечения нормального потока жидких рабочих сред внутри теплового насоса.
Насос для перекачки раствора представляет собой полностью закрытый, герметичный центробежный насос, отличающийся нулевой утечкой жидкости, низким уровнем шума, высокой взрывозащищенностью, минимальным техническим обслуживанием и длительным сроком службы.

8. Насос хладагента
Насос для хладагента используется для подачи хладагента и обеспечения нормального распыления хладагента на испаритель.
Холодильный насос представляет собой полностью закрытый, герметичный центробежный насос, отличающийся нулевой утечкой жидкости, низким уровнем шума, высокой взрывозащищенностью, минимальным техническим обслуживанием и длительным сроком службы.

9. Вакуумный насос
Вакуумный насос используется для вакуумной продувки на этапе запуска и для продувки воздухом на этапе работы.
Вакуумный насос оснащен вращающимся лопастным колесом. Ключевым элементом его работы является система управления вакуумным маслом. Предотвращение эмульсификации масла оказывает очевидно положительное влияние на эффективность продувки воздухом и способствует увеличению срока службы.

10. Электрический шкаф
Электрический шкаф, являющийся центром управления тепловым насосом на основе LiBr, вмещает основные элементы управления и электрические компоненты.