Agregaty absorbcyjne

Zaletą agregatów absorpcyjnych jest fakt, że pozwalają one na wytwarzanie chłodu bez zużywania energii elektrycznej i generowania związanych z tym kosztów. Urządzenia tego typu są zasilane przez ciepło, np. w postaci pary wodnej lub gorącej wody. Wytworzony w ten sposób chłód znajduje zastosowanie w klimatyzacji i w procesach technologicznych. Urządzenia absorpcyjne są także częścią systemów trigeneracji, które polegają na połączeniu produkcji energii elektrycznej, cieplnej i chłodu.

Agregat absorpcyjny. Fot. Energycool

Agregaty absorpcyjne stosowane są w branżach, w których dostępna jest duża ilość taniej energii cieplnej, na przykład w energociepłownictwie i przemyśle. Jednocześnie coraz częściej stosuje się je również w budynkach biurowych, których właściciele chcą uzyskać certyfikaty LEEDS lub BREEAM. Wynika to z faktu, że systemy trigeneracji charakteryzują się wysoką efektywnością energetyczną, a także należą do rozwiązań ekologicznych. Połączone wytwarzanie ciepła, energii elektrycznej i chłodu pozwala na zaoszczędzenie nawet 30% włożonej energii pierwotnej.

Agregat absorpcyjny – zasada działania

W agregatach absorpcyjnych następuje proces schładzania, który odbywa się przez odparowanie czynnika chłodniczego w ciśnieniu mniejszym niż ciśnienie wrzenia, co prowadzi do lokalnego obniżenia temperatury. Efekty tego procesu są uzależnione od czynników takich jak temperatura parowania czynnika chłodniczego oraz ilość cieczy, która została odparowana.

Podobny proces wykorzystywany jest w agregatach sprężarkowych. W tych urządzeniach czynnik chłodniczy, który ulega odparowaniu, jest sprężany mechanicznie. W efekcie zwiększa się jego temperatura. Gorący czynnik przesyłany jest do wymiennika ciepła, gdzie następuje jego skroplenie. Następnie czynnik, który ma teraz formę cieczy, kierowany jest do kolejnego wymiennika, gdzie jest intensywnie odparowywany. Skutkiem odparowywania jest odebranie ciepła od medium chłodzącego, które przepływa przez wymiennik. Na tym zamyka się cykl przemiany cieplnej. Przeprowadzenie wszystkich procesów wymaga dostarczenia dużej ilości energii elektrycznej, ponieważ konieczne jest zasilenie sprężarki. Wpływa to na koszty stosowania agregatów sprężarkowych.

Agregaty absorpcyjne wykorzystują podobny cykl, ale nie stosuje się w tym celu sprężarek. Zostają one zastąpione przez procesy chemiczne, które są aktywowane przez ciepło dostarczane do urządzenia. Podstawą działania agregatów tego typu jest zależność temperatury wrzenia od ciśnienia. Wraz ze spadkiem ciśnienia obniża się również temperatura wrzenia wody. Jeśli ciśnienie spadnie do 860 Pa, woda będzie wrzała przy temperaturze +5°C. Jeśli warunki panujące w urządzeniu są zbliżone do próżni, woda może być czynnikiem chłodniczym.

Kolejnym istotnym aspektem działania agregatów absorpcyjnych jest stosowanie roztworu bromku litu. Ta substancja jest silnym absorbentem wody. W urządzeniu łączy się dwa zbiorniki - jeden z bromkiem litu i drugi z wodą, czyli czynnikiem chłodniczym. Powoduje to, że zachodzi samoczynny proces absorpcji wody, co umożliwia utrzymywanie ciśnienia w zbiorniku na stałym poziomie.

Roztwór bromku litu kierowany jest do agregatora, gdzie ma miejsce odparowanie pary wodnej, dzięki energii cieplnej dostarczanej do urządzenia, np. za pośrednictwem gorącej wody. Następnie para wodna ulega skropleniu i płynie do parownika jako woda chłodnicza. W parowniku panuje niskie ciśnienie, które powoduje, że woda zostaje odparowana w temperaturze +5°C. W czasie tego procesu wychłodzeniu ulega także medium chłodzące, które krąży w instalacji, na przykład w klimatyzacji. Odparowana woda jest następnie ponownie absorbowana przez roztwór bromku litu. Proces przemiany cieplnej zachodzi w płynny, ciągły sposób.