Абсорбционные холодильные машины

АБХМПринцип работыПроизводителиЭнергетикаНефтепереработкаКондиционированиеПромышленность

АБХМ на горячей водеАБХМ (абсорбционные бромисто-литиевые холодильные машины), также часто используется термин «абсорбционные чиллеры» — это холодильные машины, вырабатывающие холод практически без потребления электрической энергии, благодаря утилизации тепловой энергии.
АБХМ используют в системах центрального комфортного и технологического кондиционирования воздуха, а также в установках промышленного холодоснабжения.
Тепловой энергетический ресурс доступен и дешев по сравнении с электрическим.
В странах, где рационально используют энергетические ресурсы, АБХМ широко применяют с прошлого века. Абсорбционные холодильные машины становятся все более популярными и в России.
АБХМ вырабатывают холод за счет энергетического ресурса: горячей воды, пара, энергии сжигания топлива, отходящих (выхлопных) газов или любых комбинаций этих ресурсов (комбинированный тип АБХМ).

Плюсы АБХМ

Технологические достижения нескольких последних десятилетий позволили создать надежные, эффективные, экологичные абсорбционные холодильные машины. К примеру, на базе производства Shuangliang Eco-Energy работают единственная в мире специализированная международная докторантура, научно-исследовательский и технологический центр абсорбционных технологий. Их деятельность позволяет создавать оборудование с максимальным уровнем надежности и автоматизации, при этом с оптимальным соотношением цены и качества.

Основные плюсы абсорбционных чиллеров:

  1. Низкие эксплуатационные затраты (значительно меньше чем при использовании электрических чиллеров). Минимальное потребление электроэнергии и утилизация бросового теплового ресурса.
  2. Оборудование работает бесшумно и не создает вибрации (отсутствует электрический компрессор).
  3. АБХМ и АБТН Shuangliang Eco-Energy имеет высочайшую степень автоматизации, в них использованы запатентованные оригинальные и эффективные конструктивные решения.
  4. Некоторые виды АБХМ могут вырабатывать и тепло и холод.
  5. Экологичность (АБХМ используют натуральный и безопасный хладагент — воду). По сравнению с парокомпрессионной холодильной машиной АБХМ позволяет снизить выбросы СО2 на 40%. Кроме того, АБХМ не используют разрушающего озоновый слой фреона. Использование этих холодильных машин позволяет объекту получить статус «Зеленое здание».
  6. Долговечность: срок службы до 30 лет.

Преимущества АБХМ SHUANGLIANG ECO-ENERGY

Shuangliang Eco-Energy – крупнейший в мире производитель АБХМ и АБТН. Высокое доверие к продукции завода Shuangliang Eco-Energy определяется длительным (с 1982 года) и успешным (каждый год с конвейера Shuangliang Eco-Energy сходит до 3500 единиц продукции) опытом крупносерийного производства. Показательный факт: в течение 5 лет чиллеры Shuangliang Eco-Energy продавались на рынке США под маркой Shuangliang – Trane. Таким образом американская корпорация Trane зашла в сегмент абсорбционных чиллеров.
На базе Shuangliang Eco-Energy работают единственная в мире специализированная международная докторантура, научно-исследовательский и технологический центр абсорбционных технологий. Shuangliang Eco-Energy разработала китайские национальные стандарты производства АБХМ (аналог ГОСТ), которые строже, чем японские, европейские и североамериканские.
Итоговая оценка качества АБХМ и АБТН формируется тремя показателями: продолжительность эксплуатации, надежность и эффективность (СОР). И по этим критериям продукция Shuangliang имеет наивысшие оценки.

Наилучшие технологические решения SHUANGLIANG ECO-ENERGY

1. Коррозионная стойкость материала теплообменных труб генератора абсорбционных бромисто-литиевых машин
Трубы генератора абсорбционной холодильной машины – наиболее уязвимый элемент конструкции, так как раствор бромистого лития является агрессивной средой, особенно при довольно высоких температурах (до 170°С), характерных для эксплуатации паровых, газовых АБХМ и АБХМ на выхлопных газах. Коррозионная стойкость труб генератора определяет продолжительность безаварийной работы чиллера.
Большинство ведущих производителей чиллеров в конструкции генератора с водяным и паровым подогревом используют SS316L (аустенитную нержавеющую сталь). Исключением является лишь один завод, который предпочитает применять ферритную нержавеющую сталь SS430Ti.
Наиболее частой причиной выхода из строя АБХМ является питтинговая коррозия труб генератора, интенсивность которой снижается легирующими добавками хрома, никеля и молибдена. Особенно важным является наличие молибдена.
Согласно данным исследования, проведённого финской компанией Outukumpu, одним из крупнейших производителей стали в мире, нержавеющая сталь SS316L имеет более высокую коррозийную стойкость по сравнению с другими марками стали, что особенно важно при работе в среде бромистого лития. Устойчивость к питтинговой коррозии стали SS316L в 1,45…1,55 выше, чем у стали SS430Ti.
2. Кожухотрубные теплообменники раствора бромистого лития обеспечивают эксплуатационную безопасность
Некоторые производители абсорбционных холодильных машин используют пластинчатые теплообменники раствора из-за их более низкой стоимости, тогда как в абсорбционных чиллерах Shuangliang используются кожухотрубные теплообменники раствора. Недостатком пластинчатых теплообменников является сложность раскристаллизации рабочего раствора.
Эффективность теплопередачи в пластинчатых теплообменниках выше, поэтому при некоторых условиях может происходить резкое снижение температуры раствора бромистого лития, что может привести к кристаллизации раствора.
Существующие автоматические системы защиты от кристаллизации обеспечивают надежное срабатывание. Однако практика показывает необходимость дополнительных мер защиты от возникновения кристаллизации в нештатных режимах эксплуатации, возникающих, как правило, при отсутствии должного сервиса: нарушение вакуума АБХМ, резкое снижение температуры охлаждающей воды ниже допустимого значения, выход из строя регулирующего клапана подачи пара, повреждение насоса раствора и пр.
Вероятность блокирования проходов кристаллизованным раствором значительно выше у пластинчатых теплообменников чем у кожухотрубных, из-за малых размеров каналов.
Для вывода теплообменника из состояния кристаллизации необходимо прогреть ту часть, где она произошла. Определить эту часть в пластинчатом теплообменнике очень тяжело, а зачастую просто невозможно. Поэтому для восстановления работоспособности чиллера необходимо нагреть теплообменник полностью, что требует много времени, особенно при больших размерах АБХМ.
Кожухотрубные теплообменники лишены вышеуказанных проблем, прогрев осуществляется по месту кристаллизации, восстановление работоспособности занимает немного времени.
Еще одним фактором, усложняющим раскристаллизацию пластинчатого теплообменника, является более высокое гидравлическое сопротивление, вследствие меньших размеров каналов.
3. Эксплуатационная надежность конструкции трубных пучков теплообменника генератора высокого давления абсорбционных бромисто-литиевых машин с прямым сжиганием топлива («газовые» чиллеры)
АБХМ с непосредственным сжиганием топлива предъявляет самые высокие требования к конструктивному исполнению высокотемпературного генератора.
Ведущими производителями используется две основных системы: жаротрубная и водотрубная. В жаротрубных системах греющая среда (топочные газы) омывает поверхности нагрева (топочное пространство трубы – т.н. «жаровую трубу») с внутренней стороны, тогда как в водотрубных системах греющая среда омывает поверхности нагрева с наружной стороны, а нагреваемая среда находится внутри трубы.
Рис. 1: Водотрубная схема
водотрубная схема фото

Рис. 2: Жаротрубная схема
жаротрубная схема фото
Недостатки жаротрубной системы высокотемпературного генератора в сравнении с водотрубной:

  • Большие габариты (в т. ч. более длинные трубки теплообменника) из-за менее эффективного тепло-массо-обмена.
  • Длинные трубки теплообменника генератора становятся причиной температурных деформаций, что вызывает разрушение конструкции.
  • Повышенная взрывоопасность.
  • Ограниченное общее количество пусков, связанное с температурными деформациями.

Преимущества водотрубных систем в сравнении с жаротрубными

  • Высокая эксплуатационная надежность.
  • Высокая эффективность тепло-массо-обмена, следовательно, меньшие габариты генератора.
  • Меньшие температурные деформации – следовательно большая продолжительность безаварийной эксплуатации.
  • Меньшая инерционность при пуске и остановке.
  • Меньшая взрывоопасность.