Двухступенчатая АБХМ на горячей воде

Двухступенчатая АБХМ на горячей воде серии HSB была специально разработана для систем тригенерации, так как в таких системах требуется относительно низкая температура горячей воды. Как правило холодильные машины серии HSB работают при температурном графике 90/70°С или 95/70°С. Такие температуры являются стандартными для систем утилизации тепла газопоршневых установок (ГПУ).

Двухступенчатая АБХМ принципиально отличается от одноступенчатой, наличием двух испарителей вместо одного. То есть охлаждение хладоносителя происходит в две ступени. Такой чиллер так же имеет два генератора. Тепло от горячей воды также забирается в две ступени.

Принцип работы

Двухступенчатая АБХМ на горячей воде использует горячую воду с температурой от 70°C до 130°C в качестве источника тепла и вырабатывает охлажденную воду с температурой до 0°С. Чем выше температура горячей воды, тем меньше типоразмер и стоимость АБХМ.

АБХМ охлаждается оборотной водой c температурой 26-28°С. Более высокие температуры приводят к значительной потере холодопроизводительности – примерно 5-7% на 1°С или к увеличению типоразмера и стоимости АБХМ. Поэтому АБХМ охлаждаются испарительными градирнями.

Технологическая схема АБХМ представлена на рис.1.

Вход охлаждающей воды
Вход охлаждаемой воды
Теплообменник раствора 1
Теплообменник раствора 2
Выход охлаждающей воды
Выход охлаждаемой воды
Вход горячей воды
Выход горячей воды
Конденсатор 1
Конденсатор 2
Генератор 1
Генератор 2
Испаритель 1
Испаритель 2
Абсорбер 1
Абсорбер 2
Регулировочный клапан
Регулировочный клапан
Вакуумный насос
Система автоматического
вакуумирования
Насос растрова 1
Насос растрова 2
Система автоматической
декристализации
Охладитель
Отвод хладогента
Байпас хладогента
Насос хладогента
Вход охлаждающей воды
Выход охлаждающей воды
Вход охлаждаемой воды
Выход охлаждаемой воды
Вход горячей воды
Выход горячей воды
Теплообменники раствора
Конденсаторы
Генераторы
Испарители
Абсорберы
Регулировочные клапаны
Вакуумный насос
Система автоматического вакуумирования
Система автоматической декристаллизации
Насосы раствора
Охладитель
Отвод хладогента
Байпас хладогента
Насос хладогента

Рис. 1. Технологическая схема АБХМ на горячей воде

Основными аппаратами АБХМ на горячей воде являются:

1. Испарители — в испарители подается хладагент (вода), который кипит на поверхности теплообменных труб при низком давлении и температуре, которые зависят от заданной температуры на выходе из АБХМ (уставки).  Если задана температура охлаждаемой воды на выходе из АБХМ +5°С, то температура кипения хладагента будет около 3°С, давление при этом не выше 1 кПа (абс). Процесс кипения происходит с поглощением теплоты от охлаждаемой воды, протекающей в теплообменных трубах. В АБХМ Shuangliang (Шуанлян для обеспечения высокой надежности разбрызгивание хладагента происходит капельным путем, форсунки отсутствуют. Хладагент подается на разбрызгивание насосом хладагента.

2. Абсорберы — пар хладагента образовавшийся в испарителе поступает в абсорберы, где на поверхности теплообменных труб происходит поглощение паров поступающим крепким раствором бромистого лития — абсорбентом с концентрацией 58-63%. В процессе поглощения паров воды концентрация снижается до 55-57% и раствор становится слабым. Процесс разбавления раствора является экзотермическим, выделяемая теплота отводится охлаждающей водой, поступающей с градирни. Разбрызгивание абсорбента происходит капельным путем, форсунки отсутствуют. Слабый раствор перекачивается насосом раствора через кожухотрубный теплообменник раствора в генератор.

3. Генераторы — в генераторах происходит, нагрев слабого раствора бромистого лития горячей водой. Раствор нагревается, вода выпаривается образуя пар хладагента, который поступает в конденсатор. При этом концентрация раствора увеличивается, и он становится крепким. Крепкий раствор проходит через теплообменник раствора и поступает в абсорберы.

4. Конденсаторы —  в конденсаторах происходит конденсация паров хладагента поступающих из генератора. Теплота конденсации отводится охлаждаемой водой, поступающей из градирни. Жидкий хладагент поступает в испаритель через U-образную трубку, выполняющую роль гидрозатвора.  Холодильный цикл замыкается.

5. Теплообменники раствора — теплообменники раствора имеют кожухотрубное исполнение. Такое решение позволяет значительно повысить устойчивость АБХМ к кристаллизации, в связи бо́льшим сечением трубок по сравнению с каналами пластинчатого теплообменника. Это особенно важно при загрязнении раствора или при начале кристаллизации.

6. Система автоматического вакуумирования — в процессе работы АБХМ образуются неконденсируемые газы, главным образом являющиеся результатом слабо идущего процесса коррозии. Процесс коррозии идет крайне медленно, так как в АБХМ используются специализированные покрытия внутренней поверхности и антикоррозийные присадки. Однако неконденсируемые газы все же образуются и мешают поддержанию необходимого уровня вакуума в АБХМ. Для предотвращения снижения производительности, АБХМ оснащена системой вакуумирования работающей в автоматическом режиме.

Система работает следующим образом. Часть слабого раствора отбирается после насоса раствора и поступает в цилиндр вакуумирования, работающий по принципу эжекции. Отобранные неконденсируемые газы собираются в специальной камере и откачиваются вакуумным насосом при достижении заданного давления.

Рабочие вещества

Раствор бромистого лития, включая все необходимые присадки, поставляется в 200л бочках и заправляется в АБХМ во время проведения пусконаладочных работ. Раствор имеет 4-ый класс опасности и заправляется на все время эксплуатации. Замена раствора не требуется при соблюдении правил эксплуатации оборудования. Во время сервисного обслуживания проводится проверка состояния и качества раствора. При необходимости добавляются присадки.

Коэффициент мощности COP (холодильный коэффициент)

Коэффициент мощности COP одноступенчатых чиллеров на горячей воде серии HSA с составляет около 0,8 и сильно зависит от параметров горячей, охлаждаемой и охлаждающей воды.

Коэффициент мощности COP равен отношению холодильной мощности к затраченному теплу.

COP = Qх/Qт

 При холодильной мощности Qx = 1МВт, требуемая тепловая мощность Qт составит:

Qт = Qх/COP =  1/0,8 = 1,25 МВт