Что такое АБХМ?

АБХМ (абсорбционная бромисто-литиевая холодильная машина, специалисты также используют термин чиллер) вырабатывает холод за счет утилизации тепловой энергии, практически без потребления электрической энергии. Абсорбционные холодильные машины используют в системах центрального комфортного и технологического кондиционирования воздуха, а также в установках промышленного холодоснабжения.

АБХМ вырабатывает холод за счет следующих видов энергетических ресурсов: горячей воды, пара, энергии сжигания топлива, отходящих (выхлопных) газов или любых комбинаций этих ресурсов (комбинированный тип АБХМ). Холодильный эффект достигается за счет кипения воды при низкой температуре в условиях вакуума. Образующиеся при этом пары воды не откачиваются компрессором, как в классических парокомпрессионных холодильных машинах, а поглощаются раствором бромистого лития за счет его крайне высокой абсорбирующей способности.

Так как у таких машин отсутствует компрессор, то и затраты электроэнергии минимальны, на уровне 10-15 кВт на 1-2 МВт холодильной мощности, что очень существенно при дефиците электроэнергии, либо наличии дешевого источника тепла.

Абсорбционная холодильная машина потребляет высокопотенциальное тепло, а также охлаждает, то есть забирает тепло от охлаждаемой среды. Суммарную теплоту необходимо отвести с помощью градирни.

Сама АБХМ является частью системы холодоснабжения. Надежность и долговечность работы АБХМ зависят в том числе и от качества проектирования, монтажа и надежности вспомогательного оборудования.

Преимущества применения АБХМ

«Бросовое» тепло вместо электричества
Для холодоснабжения и кондиционирования
Низкая стоимость эксплуатации
Бесшумно и
без вибрации
Максимальный уровень автоматизации
Долговечность: срок службы до 25 лет
Стабильная работа при малой загрузке
Удаленный мониторинг

Принцип действия АБХМ

В основе работы абсорбционных бромисто-литиевых холодильных машин лежит способность концентрированного раствор бромида лития (LiBr) абсорбировать или поглощать пары воды.

Подробнее

Применение АБХМ

Тепловой энергетический ресурс доступен и дешев по сравнении с электрическим.
В странах, где рационально используют энергетические ресурсы, АБХМ широко применяют с прошлого века. Лидерами в применении абсорбционных холодильных машин и тепловых насосов являются азиатские страны с дорогими энергоресурсами. Абсорбционные холодильные машины становятся все более популярными и в России, поскольку обеспечивают:

Сегодня АБХМ активно используют в различных отраслях промышленности, кондиционировании жилых и общественных помещений.

Применение АБХМ в энергетике

Возможность вырабатывать холод из тепловой энергии (пар, горячая вода, отходящие/дымовые газы) и использовать его для повышения эффективности работы энергетических установок, для собственных нужд ТЭС или для продажи внешним потребителям.

Система TIAC (Turbine Inlet Air Cooling) с применением АБХМ Shuangliang позволяет компенсировать снижение электрической мощности в теплый период года, характерное для газовых турбин, а также увеличивает к.п.д. выработки электроэнергии.

Применение АБХМ в нефтехимии

Промышленный холод крайне важен для стабильности выхода продукции на нефтеперерабатывающих и нефтехимических производствах. Снижение температуры оборотного водоснабжения зачастую определяет эффективность переработки нефтепродуктов.

АБХМ – удачное решение для отрасти, поскольку они потребляют для работы не электрическую, а тепловую энергию. Она часто есть на предприятии в избытке. В качестве греющего источника для работы АБХМ можно использовать, например, пар с давлением не ниже 1 атм.

Применение АБХМ в строительстве зданий

Применение АБХМ в системах кондиционирования воздуха позволяет снизить энергопотребление зданий до 30%! Стоимость системы холодоснабжения с использованием АБХМ при мощностях более 1-2 МВт не превышает стоимость парокомпрессионных холодильных установок.

Если объект предполагает автономное электроснабжение (мини-ТЭЦ), то АБХМ может утилизировать «бросовую теплоту» охлаждения энергетической установки. В этом случае применение АБХМ всегда выгоднее чем использование электрического чиллера.

Применение АБХМ в промышленности

До 80% АБХМ используют именно в промышленности, поскольку на энергоемких предприятиях всегда есть излишки тепловой энергии, которую необходимо утилизировать: горячая вода, пар, отходящие (дымовые) газы. АБХМ применяют в системах комфортного и технологического кондиционирования промышленных предприятий.

АБХМ определяют эффективность технологии в следующих отраслях: металлургии, текстильной, химической промышленностях, на пищевых и других производствах.

Преимущества АБХМ Shuangliang Eco-Energy

АБХМ Shuangliang - это оборудование с максимальным уровнем надежности и автоматизации. В нем использованы запатентованные (более 300 патентов) оригинальные и эффективные конструктивные решения.

Система автоматизации АБХМ Shuangliang выполнена на базе компонентов мировых лидеров – Omron, Siemens, ABB, Schneider Electric. АБХМ управляет насосами охлаждающей и охлаждаемой воды, подачей горячей воды, пара, выхлопных газов, имеет возможность передавать сигналы на АСУТП верхнего уровня по различным протоколам. Специалисты завода-изготовителя имеют возможность (по желанию заказчика), наблюдать за работой АБХМ через систему удаленного интернет-мониторинга, которая входит в стандартную комплектацию АБХМ Shuangliang.

Капитальный ремонт АБХМ Shuangliang не требуется на протяжении всего срока эксплуатации.

Технические преимущества АБХМ Shuangliang:

АБХМ на горячей воде

АБХМ на горячей воде
  • Единичная холодопроизводительность – от 300 до 20 000 кВт.
  • Минимальная температура горячей воды – не ниже 80°С, максимальная – не выше 170°С.
  • Температура охлажденной воды – не ниже +5°С.
  • СОР (отношение холодопроизводительности к затраченной тепловой мощности) = 0,8 (для температуры греющей воды 85… 130°С) и достигает 1,4 для повышенных температур.

Абсорбционные бромисто-литиевые холодильные машины (абсорбционные чиллеры) Shuangliang на горячей воде (серии HSA, HSB, HSC) для производства холода используют не электрическую энергию, часто дефицитную и дорогую, а более доступный и дешевый, часто «бросовый» энергетический ресурс в виде горячей воды.

АБХМ на горячей воде активно используются в системах тригенерации. В этом случае, тепловая энергия от электрогенерирующего оборудования (ГПУ, ГТУ и т.п.), выбрасываемая в летний период, используется для производства холода. В едином энергетическом цикле вырабатывается три вида энергии – электрическая, тепловая энергия и холод, что обуславливает наивысшую энергетическую эффективность системы в целом.

АБХМ Shuangliang на горячей воде могут использовать температурные параметры греющей воды, характерные для контура охлаждения газопоршневых установок (90/70°С или 95/70°С), или параметры, характерные для систем утилизации тепловой энергии газотурбинных установок (130/100оС), либо иные параметры, определяемые техническими и технологическими условиями. Горячая вода для нужд холодоснабжения может специально производиться котельным оборудованием, не загруженным в теплый период года.

АБХМ на паре

АБХМ на паре
  • Давление пара от 0.1 до 0.8 МПа
  • Холодопроизводительность от 300 кВт до 20 000 кВт
  • COP от 0.8 до 1.5
  • Температура охлажденной воды – не ниже +5°С.

АБХМ, работающие от энергии пара (серии SS, ST) обладают высочайшей энергоэффективностью, минимальной удельной стоимостью, и при прочих равных – наименьшими массо-габаритными характеристиками. Энергоэффективность паровых АБХМ обусловлена давлением пара.

Пар может вырабатываться либо не загруженной летом паровой котельной, либо может являться энергетическим продуктом ТЭЦ. В ряде технологических процессов имеется «отработанный» пар – паро-водяная смесь, которую необходимо конденсировать для возвращения воды в энергетический цикл. Паровая АБХМ может выполнять роль конденсационного теплообменника, вырабатывая при этом захоложенную воду.

Одноэффектные АБХМ имеют СОР=0,8 (отношение холодопроизводительности к затраченной тепловой мощности) и применяются при наличии греющего источника – пара с давлением не выше 0,1…0,4 МПа.

Двухэффектные АБХМ имеют СОР=1,4, и применяются при наличии греющего источника – пара с давлением 0,4…0,8 МПа.

АБХМ с прямым сжиганием топлива

АБХМ с прямым сжиганием топлива
  • Используют энергию сжигания любого вида топлива.
  • Теплопроизводительность от 240 кВт до 16 000 кВт
  • Единичная холодопроизводительность от 300 до 20 000 кВт.
  • COP до 1.52
  • В зимний период года К.П.Д. (отношение тепловой мощности водогрейного котла к теплоте сожженного топлива) достигает 0,95.

АБХМ прямого сжигания топлива (серия DF) для производства холода используют тепловую энергию горения любого вида топлива: природный газ, дизельное топливо, биогаз и пр. Могут эксплуатироваться круглогодично. В теплый период года АБХМ, сжигая топливо, вырабатывает холод. В холодный период года АБХМ обеспечивает систему теплоснабжения, работая в режиме водогрейного котла. В обоих режимах АБХМ Shuangliang прямого сжигания имеют высочайшую энергоэффективность.
Обеспечение режима нагрева с параметрами, соответствующими требованиям систем воздушного отопления, т. е. не выше +800С, не приводит к увеличению стоимости АБХМ. При более высоких параметрах систем теплоснабжения, например 90/700С, стоимость АБХМ незначительно увеличивается (около 10%).

АБХМ на выхлопных газах

АБХМ на выхлопных газах
  • Температура выхлопных газов от 250°С
  • Холодопроизводительность от 300 кВт до 10 000 кВт
  • COP 1.4
  • Температура отходящих газов 300…600°С
  • «Выхлопные» АБХМ – двухэффектные. Могут работать в режиме водогрейного котла с К.П.Д. 0,95.
  • Температура охлажденной воды – не ниже +5°С.

АБХМ на выхлопных (отходящих, дымовых) газах (серия YX) утилизируют тепловую энергию непосредственно от продуктов сжигания топлива – отходящих газов газотурбинных установок, котельных, газопоршневого оборудования.
Высокая удельная стоимость и большие габариты «выхлопных» АБХМ во многом определяются применением высокотехнологичного генератора высокого давления типа «водотрубный котел», в котором нагревается рабочий раствор бромистого лития.
Запатентованная конструкция высокотемпературного генератора АБХМ Shuangliang обеспечивает максимальную надежность и долговечность конструкции. Срок службы водотрубного генератора высокого давления значительно превышает срок службы газотрубных генераторов, и составляет 20 и более лет.

АБХМ комбинированного типа

АБХМ комбинированного типа
  • АБХМ комбинированных типов используют не один, а два или более источников тепловой энергии.
  • Температура захоложенной воды – не ниже +5°С.
  • Единичная холодопроизводительность – 300…20 000 кВт.

Иногда существуют режимы, когда мощность имеющегося теплового ресурса не достаточна, и не всегда рационально использовать вторую АБХМ на другом источнике тепловой энергии. Если недостаточно горячей воды, можно дополнить АБХМ горелкой и соответствующим теплообменником, оставляя прочие элементы конструкции без изменений. Это дешевле, чем использовать две АБХМ.
Другая возможная причина применения комбинированных АБХМ – стремление к максимальной утилизации тепла и энергоэффективности. Например, в системе тригенерации на базе газопоршневого двигателя есть два тепловых потока примерно одинаковой мощности: тепловая энергия в виде горячей воды рубашки охлаждения ГПУ и тепловая энергия выхлопных газов. Если требуемая холодопроизводительность превышает возможности применения «водяных» АБХМ с СОР=0,8, то отходящие газы можно непосредственно направлять в теплообменник «выхлопной» части комбинированной АБХМ с СОР=1,4.
При сжигании единичного объема природного ресурса в системе ГПУ – газа, вырабатывается 1,0 единица электрической мощности, и одновременно 1,8 единиц тепловой энергии. Из этой тепловой энергии «водяная» АБХМ вырабатывает 1,4 единицы «холода», а комбинированная около 2,0 единиц «холода».
Имеется возможность использования любых комбинаций тепловых ресурсов комбинированной АБХМ:
горячая вода + природный газ,
горячая вода + отходящие газы,
пар+ отходящие газы,
пар+ природный газ и т.п.

Производители АБХМ и их особенности

Во времена Советского Союза на территории страны работали несколько производств, выпускавших абсорбционные холодильные машины и абсорбционные тепловые насосы. Применяли их для производства тепла и холода на промышленных предприятиях и в общественных зданиях. Однако технологический уровень изделий, выбор материалов, культура производства были невысоки, надежность и долговечность изделий не отвечали всем ожиданиям покупателей. На долгое время интерес к АБХМ в нашей стране был утрачен.

Сейчас существует лишь один отечественный производитель — новосибирское предприятие Теплосибмаш. Однако продукцию этого предприятия нельзя назвать серийной, поскольку годовой объем выпуска измеряется единицами, качество продукции не всегда удовлетворяет современным требованиям, а стоимость отечественных АБХМ относительно высока. Сейчас на российском рынке представлены американские (Carrier, Trane, York, Daikin), японские (Sanyo, Ebara, Kawasaki), итальянские (Aermec, RC Group), китайские (Shuangliang Eco-Energy, Broad, Lessar, BlueBox), корейские (LG Air Conditioning, Hyundai), индийские (Thermax) АБХМ.

При этом лучшие образцы большинства АБХМ произведены в Китае. Технология производства абсорбционных чиллеров в Китае в настоящее время существенно опережает технологии традиционных лидеров холодильного мира — Carrier, Trane, York. По этой причине китайские производители выпускают для этих компаний собственную продукцию.

Сегодня на российском рынке покупатель скорее всего будет выбирать между АБХМ Shuangliang, Broad, Thermax, LG, Huindai, Lessar, Carrier).
При выборе стоит иметь в виду следующие параметры:

-  Каким способом происходит распыление раствора бромистого лития.
В самых современных машинах нет форсунок для этого процесса, поскольку при малейшем попадании грязи форсунки выходят из строя.  Замена их невозможна. АБХМ просто навсегда теряет мощность. Для избежания таких проблем некоторые производители устанавливает фильтр, но он требует сложного обслуживания (поскольку находится в вакуумной среде).

  - Какого типа теплообменники установлены в АБХМ: кожухотрубные или пластинчатые.
Пластинчатый теплообменник снижает стабильность работы машины в угоду снижения себестоимости для производителя (не для покупателя).
В случае загрязнения раствора или кристаллизации (а такие проблемы могут возникнуть с любой АБХМ) пластинчатый теплообменник из-за очень узких каналов забивается, а АБХМ выходит из строя. Пластинчатый теплообменник - это всегда повышение рисков для пользователя.

 - Каково расположение испарителя и абсорбера в АБХМ.
Конструкция АБХМ Испаритель-Абсорбер-Испаритель (И-А-И) требует обязательной теплоизоляции АБХМ, иначе нет гарантий, что АБХМ выйдет на паспортный режим. Это увеличивает стоимость или обязывает проводить доп. работы.

Конструкция с испарителем, расположенным между двух абсорберов (Абсорбер-Испаритель-Абсорбер) позволяет вдвое увеличить расход паров хладагента и уменьшить сопротивление их движению. Также эта конструкция повышает коррозионную стойкость теплообменников и достигается стабильность параметров в течение всего срока службы.  При этом не требуется теплоизоляция боковых поверхностей чиллера.

-Как установлены герметичные насосы хладагента и раствора.
Некоторые производители используют отсечные клапаны, якобы для упрощения сервиса. Но лишнее соединение потенциально может привести к утечке вакуума – то есть снижению эффективности АБХМ и увеличению нагрузки на вакуумный насос.

 - Каков уровень СОР у предлагаемой АБХМ.
СOP - безразмерный коэффициент, который показывает соотношение потребляемой машиной энергии к количеству вырабатываемого холода. Чем выше COP, тем качественнее машина. Некоторые производители предлагают устаревшие модели АБХМ с низким COP.

 - Широко ли представлен бренд на мировом рынке АБХМ.
Некоторые производители (в первую очередь американские) сильны в производстве электрических чиллеров и кондиционеров. АБХМ для них – побочный бизнес, необходимый в первую очередь для присутствия в этом сегменте. Зачастую у этих брендов маленькие заводы по производству АБХМ либо они заказывают эти машины у «безымянных» сторонних производителей.

 - Есть ли у поставщика АБХМ значительный референс в России.
Если большого количества российских объектов у поставщика нет, то скорее всего у бренда слабая техническая и сервисная поддержка в нашей стране.

В чем преимущества АБХМ Shuangliang перед другими производителями? Узнать подробно