ABSORPCYJNE AGREGATY WODY LODOWEJ

Transkrypt

1 LISTA REFERENCYJNA CENTRUM HOTELOWO-KONFERENCYJNE AR AMÓW 1300kW KARACKA SÓ KA GAZOWA TARNÓW 100kW ELEKTROCIE OWNIA EC NOWA 990kW FOODCARE Sp. z o.o. 280kW v. 11 ABSORCYJNE AGREGATY WODY LODOWEJ TERMSTER Sp. z o.o. ul.zawi³a 65f, Kraków tel , fax biuro@termster.pl

2 ZESTAWIENIE URZ DZEÑ Typ urz¹dzenia Energia zasilaj¹ca gor¹ca woda para gaz 500kW 1000kW 1500kW 2000kW 2500kW Wydajnoœæ 3000kW 3500kW 4000kW 4500kW 5000kW 5500kW AGREGATY ABSORCYJNE WODY LODOWEJ ch³odzone powietrzem AR-D kW AR-W kW AR-F kW WFC CH kW kW ABSORCYJNE AGREGATY WODY LODOWEJ Agregaty absorpcyjne to urz¹dzenia wykorzystuj¹ce szeroko rozumian¹ energiê ciepln¹ do produkcji ch³odu. Agregaty absorpcyjne s¹ idealnym, ekonomicznym rozwi¹zaniem przy niezagospodarowanej nadwy ce ciep³a technologicznego lub odpadowego. Sprawdzaj¹ siê równie wszêdzie tam, gdzie wystêpuje deficyt energii elektrycznej. Urz¹dzenia te znajduj¹ tak e zastosowanie w systemach trójgeneracyjnych (powi¹zana produkcja pr¹du, ciep³a i ch³odu). Ze wzglêdów ekonomicznych na ca³ym œwiecie wzrasta znaczenie technologii absorpcyjnej w optymalizacji zu ycia energii pierwotnej. OBSZARY ZASTOSOWAÑ Agregaty absorpcyjne s¹ stosowane najczêœciej w: energociep³ownictwie przemyœle metalurgicznym górnictwie instalacjach energii odnawialnej (biogazownie, systemy solarne) instalacjach klimatyzacji w miejscach o ograniczonym dostêpie do energii elektrycznej SOSOBY WYKORZYSTANIA AGREGATÓW ABSORCYJNYCH Dziêki zastosowaniu absorpcyjnego agregatu wody lodowej mo na produkowaæ ch³ód (wodê lodow¹) zagospodarowuj¹c niewykorzystane ciep³o technologiczne lub odpadowe. Jako Ÿród³o energii cieplnej mo e s³u yæ: ciep³o z modu³u kogeneracjnego wytwarzaj¹cego energiê elektryczn¹ i ciep³o (CH) odzysk ciep³a ze spalin pieców technologicznych odzysk ciep³a z silników gazowych (ciep³o spalin i korpusów) ciep³o z bloku biomasowego miejska sieæ ciep³ownicza panele solarne gaz ziemny ATUTY I KORZYŒCI Zastosowanie absorpcyjnych agregatów wody lodowej przynosi korzyœci ekonomiczne i œrodowiskowe. wyj¹tkowa mo liwoœæ zagospodarowania ciep³a odpadowego mo liwoœæ stosowania w miejscach o deficycie energii elektrycznej potwierdzone oszczêdnoœci energetyczne w uk³adach trójgeneracyjnych urz¹dzenia nie wymagaj¹ce specjalnych procedur serwisowych niski poziom ha³asu wyznaczaj¹cy nowe standardy dla urz¹dzeñ ch³odniczych TYY AGREGATÓW ABSORCYJNYCH agregaty absorpcyjne zasilane gor¹c¹ wod¹ agregaty absorpcyjne zasilane par¹ agregaty absorpcyjne zasilane gazem 2

3 ZASADA DZIA ANIA AGREGATÓW ABSORCYJNYCH Agregaty absorpcyjne wykorzystuj¹ roztwór wodny bromku litu jako p³yn roboczy oraz wodê jako czynnik ch³odniczy. Zasada dzia³ania agregatów absorpcyjnych opiera siê na procesie wrzenia i odparowania cieczy oraz na zale noœci temperatury wrzenia od ciœnienia. W warunkach normalnego ciœnienia (1013ha) woda wrze w temperaturze +100 C ale im ni sze niœnienie, tym ni sza równie temperatura wrzenia wody. rzy ciœnieniu 860a woda wrze ju w temperaturze +5 C. W warunkach bliskich pró ni utrzymywanych w urz¹dzeniu absorpcyjnym woda staje siê wiêc czynnikiem ch³odniczym. ASEKTY EKONOMICZNE I EKOLOGICZNE Agregaty absorpcyjne s¹ ekonomicznie uzasadnion¹ alternatyw¹ dla sprê arkowych agregatów wody lodowej: umo liwiaj¹ wykorzystanie niezagospodarowanej energi cieplnej, np. ciep³a odpadowego z produkcji, pozwalaj¹ równie na produkcjê ch³odu niezale n¹ od energii elektrycznej. W przypadku instalacji wykorzystuj¹cych odnawialne Ÿród³a energii (np. ciep³o z kolektorów s³onecznych lub ze spalania biomasy w blokach kogeneracyjnych) agregaty absorpcyjne przynosz¹ bezsprzeczne korzyœci œrodowiskowe, niemo liwe do osi¹gniêcia przez sprê arkowe agregaty ch³odnicze. Drugim aspektem wykorzystywanym w procesie ch³odzenia absorpcyjnego jest zastosowanie roztworu bromku litu, który jest bardzo silnym absorbentem wody, posiada w³aœciwoœci podobne do soli. W urz¹dzeniu absorpcyjnym zostaj¹ po³¹czone dwa zbiorniki: w jednym z nich znajduje siê woda, czyli czynnik ch³odniczy, a w drugim - roztwór bromku litu. Nastêpuje proces absorpcji wody do roztworu LiBr, a to utrzymuje sta³e ciœnienie w zbiorniku z wod¹. Dostarczona do urz¹dzenia energia cieplna (np. gor¹ca woda) powoduje odparowanie pary wodnej ze stê onego roztworu LiBr. ara jest nastêpnie podawana na skraplacz, gdzie ulega skropleniu i jako woda ch³odnicza p³ynie do parownika. W parowniku nastêpuje wrzenie i odparowanie wody, które zachodzi w temperaturze +5 C. W tym samym procesie zostaje wych³odzona woda obiegowa kr¹ ¹ca w instalacji (np. klimatyzacyjnej). Odparowana w parowniku woda jest ponownie absorbowana przez roztwór bromku litu, wraz z roztworem przet³aczana do generatora, a tam ponownie odparowana przy wk³adzie dostarczonej z zewn¹trz energii cieplnej. Roztwór bromku litu powraca do absorbera. roces ten zachodzi w sposób ci¹g³y i p³ynny. ENERGIA ZASILAJ CA Energi¹ zasilaj¹c¹ agregaty absorpcyjne jest ciep³o pochodz¹ce z dowolnego Ÿród³a (np. odpadowe ciep³o technologiczne, ciep³o z miejskiej sieci ciep³owniczej, ciep³o ze spalania gazu lub biomasy, ciep³o z kolektorów s³onecznych, z modu³u kogeneracyjnego, odzysk ciep³a z silników spalinowych, ze spalin i korpusów). W przypadku agregatów absorpcyjnych zasilanych gazem ziemnym, energia cieplna pochodzi bezpoœrednio ze spalania gazu (energia pierwotna jest przetwarzana bezpoœrednio na energiê ch³odnicz¹). Agregaty absorpcyjne wymagaj¹ równie zasilania elektrycznego do pod³¹czenia pomp oraz systemu sterowania, jednak s¹ to minimalne moce w porównaniu z wydajnoœci¹ (~0,8% pobranej mocy elektrycznej w przeliczeniu na uzyskan¹ moc ch³odnicz¹ ). WYKORZYSTANIE ABSORCJI W TRÓJGENERACJI Najlepsz¹ efektywnoœæ i najlepsze wyniki ekonomiczne osi¹gane s¹, gdy agregaty absorpcyjne s¹ stosowane w systemach trójgeneracyjnych. Trójgeneracja to skojarzone technologicznie wytwarzanie energii cieplnej, elektrycznej i ch³odu u ytkowego. Uk³ady skojarzone charakteryzuje wysoka oszczêdnoœæ energetyczna. W sk³ad systemu trógeneracyjnego, oprócz agregatu absorpcyjnego, wchodzi modu³ CH, produkuj¹cy energiê elektryczn¹ z gazu ziemnego lub biomasy. Wytwarzane w procesie spalania ciep³o, które w typowych sytuacjach traktowane jest jako produkt odpadowy, w uk³adzie trójgeneracji jest w pe³ni wykorzystywane i przekazywane do agregatu absorpcyjnego. Agregat absorpcyjny wykorzystuje energiê ciepln¹ do produkcji ch³odu na potrzeby procesów technologicznych lub klimatyzacji. W ten sposób, minimalizuj¹c zu ycie energii pierwotnej, a co za tym idzie kosztów, mo na otrzymaæ w jednym procesie energiê elektryczn¹, energiê ciepln¹ oraz ch³ód. Zu ycie paliwa w procesie trójgeneracyjnym jest do 30% ni sze w porównaniu do sumarycznego zu ycia przy oddzielnych procesach o tej samej wydajnoœci. W Unii Europejskiej systemy skojarzone s¹ promowane ze wzglêdu na wysok¹ efektywnoœæ energetyczn¹ oraz zwi¹zane z ni¹ ograniczenie emisji dwutlenku wêgla i innych szkodliwych substancji. Od 2004 roku obowi¹zuje dyrektywa UE wspieraj¹ca takie rozwi¹zania. AGREGAT ABSORCYJNY ZASILANY GOR C WOD TERMSTER Sp. z o.o. - ul.zawi³a 65f, Kraków - tel fax biuro@termster.pl - 3

4 AGREGATY ABSORCYJNE ZASILANE GOR C WOD 17kW-2285kW GENERATOR - GENEROWANIE STÊ ONEGO ROZTWORU odczas procesu absorpcji w absorberze stê enie roztowru LiBr staje siê coraz ni sze, a tym samym zmniejsza siê zdolnoœæ roztworu do dalszej absorpcji czynnika ch³odniczego. Rozcieñczony w absorberze roztwór LiBr przep³ywa do generatora, gdzie jest podgrzewany przez wodê gor¹c¹ o temperaturze +95 C. Z podgrzanego roztworu LiBr odparowuje czynnik ch³odniczy, czyli woda. Roztwór LiBr po odparowaniu z niego wody staje siê ponownie roztworem stê onym kierowanym do rozpylenia w absorberze. WYJŒCIE WYJŒCIE STEROWNIK TEMERATUROWY SKRALACZ GENERATOR GOR CA WODA WYJŒCIE ZAWÓR TRÓJDRO NY MIESZAJ CY AGREGATY ABSORCYJNE ZASILANE GOR C WOD Agregaty absorpcyjne zasilane gor¹c¹ wod¹ to urz¹dzenia o jednofazowym procesie sch³adzania. Jako Ÿród³o enegii cieplej wykorzystuj¹ gor¹c¹ wodê pochodz¹c¹ np. z procesów technologicznych, z odzysku ciep³a z silników spalinowych lub z instalacji solarnej. AROWNIK - ROCES ODAROWANIA CZYNNIKA arownik jest szczelnym zbiornikiem, z wbudowanymi przewodami rurowymi, w których p³ynie woda lodowa. Wewn¹trz parownika jest utrzymywane bliskie pró ni ciœnienie (6,5mmHg), co sprawia, e woda jako czynnik ch³odniczy rozpylany w parowniku paruje ju w temperaturze +5 C, sch³adzaj¹c wodê lodow¹ p³yn¹c¹ w rurach wewn¹trz parownika. - ABSORCJA ARY CZYNNIKA CH ODNICZEGO rzebiegaj¹cy w parowniku proces parowania czynnika ch³odniczego - wody, powoduje stopniowo zwiêkszenie ciœnienia cz¹steczkowego pary oraz temperatury odparowania. Dziêki temu para czynnika ch³odniczego przep³ywa swobodnie do po³¹czonego z parownikiem absorbera, w którym rozpylany jest stê ony roztwór LiBr. Roztwór poch³ania parê czynnika ch³odniczego utrzymuj¹c w ten sposób ciœnienie cz¹steczkowe pary oraz temperaturê odparowania na sta³ym poziomie. roces absorpcji generuje ciep³o, które jest usuwane poprzez wodê ch³odz¹c¹ pochodz¹c¹ z wie y wyparnej, p³yn¹c¹ w przewodach wewn¹trz absorbera. AROWNIK OMA CZYNNIKA CH ODNICZEGO WEJŒCIE ORÓ NIANIE (ARA) (CIECZ) OMA ROZTWORU WEJŒCIE SKRALACZ - SKRALANIE CZYNNIKA ODAROWANEGO W GENERATORZE Odparowany z roztworu LiBr czynnik ch³odniczy w posatci pary wodnej przep³ywa swobodnie do skraplacza, gdzie nastêpuje jego och³odzenie. W rurach przebiegaj¹cych wewn¹trz skraplacza p³ynie woda ch³odz¹ca pochodz¹ca z wie y wyparnej, która poch³ania ciep³o pary czynnika ch³odniczego, och³adzaj¹c i skraplaj¹c czynnik ch³odniczy w wodê. Skroplona woda kierowana jest do rozpylenia w parowniku. WYMIENNIK CIE A ROZTWORU ROZTWÓR LiBr ROZCIEÑCZONY Rozcieñczony roztwór przychodz¹cy z absorbera jest podgrzewany przez stê ony roztwór powracaj¹cy z generatora. GOR CA WODA WEJŒCIE 4

5 AGREGATY ABSORCYJNE ZASILANE AR 281kW-949kW GENERATOR - GENEROWANIE STÊ ONEGO ROZTWORU AGREGATY ABSORCYJNE ZASILANE AR Agregaty absorpcyjne zasilane par¹ to urz¹dzenia o dwufazowym procesie sch³adzania. Jako Ÿród³o enegii cieplnej wykorzystuj¹ parê. AROWNIK - ROCES ODAROWANIA CZYNNIKA arownik jest szczelnym zbiornikiem, z wbudowanymi przewodami rurowymi, w których p³ynie woda lodowa. Wewn¹trz parownika jest utrzymywane bliskie pró ni ciœnienie (6,5mmHg), co sprawia, e woda jako czynnik ch³odniczy rozpylany w parowniku paruje ju w temperaturze +5 C, sch³adzaj¹c wodê lodow¹ p³yn¹c¹ w rurach wewn¹trz parownika. - ABSORCJA ARY CZYNNIKA CH ODNICZEGO rzebiegaj¹cy w parowniku proces parowania czynnika ch³odniczego - wody, powoduje stopniowo zwiêkszenie ciœnienia cz¹steczkowego pary oraz temperatury odparowania. Dziêki temu para czynnika ch³odniczego przep³ywa swobodnie do po³¹czonego z parownikiem absorbera, w którym rozpylany jest stê ony roztwór LiBr. Roztwór poch³ania parê czynnika ch³odniczego utrzymuj¹c w ten sposób ciœnienie cz¹steczkowe pary oraz temperaturê odparowania na sta³ym poziomie. roces absorpcji generuje ciep³o, które jest usuwane poprzez wodê ch³odz¹c¹ pochodz¹c¹ z wie y wyparnej, p³yn¹c¹ w przewodach wewn¹trz absorbera. odczas procesu absorpcji w absorberze stê enie roztworu LiBr staje siê coraz ni sze, a tym samym zmniejsza siê zdolnoœæ roztworu do dalszej absorpcji czynnika ch³odniczego. Z tego powodu stê enie roztworu musi zostaæ ponownie zwiêkszone. W tym celu rozcieñczony w absorberze roztwór LiBr przep³ywa w dwóch czêœciach do generatora wysokotemperaturowego oraz do generatora niskotemperaturowego. Rozcieñczony roztwór LiBr jest podgrzewany w generatorze wysokotemperaturowym poprzez sprê on¹ parê o wysokiej temperaturze, po to, aby wydzieliæ z roztworu parê wodn¹ o wysokiej temperaturze. W generatorze wysokotemperaturowym powstaje stê ony roztwór LiBr. Gor¹ca para czynnika ch³odniczego z generatora wysokotemperaturowego (generator 1 stopnia) podgrzewa w generatorze niskotemperaturowym (generator 2 stopnia) rozcieñczony roztwór LiBr, co daje w rezultacie odparowanie czynnika ch³odniczego oraz roztwór o œrednim stê eniu. Stê ony roztwór z generatora pierwszego stopnia oraz roztwór z generatora drugiego stopnia powracaj¹ do absorbera. STEROWNIK TEMERATUROWY T ORÓ NIANIE (ARA) (CIECZ) SKRALACZ GENERATOR 2 STONIA AROWNIK OMA CZYNNIKA CH ODNICZEGO OMA ROZTWORU ROZTWÓR LiBr ROZCIEÑCZONY SKRALACZ - SKRALANIE CZYNNIKA ODAROWANEGO W GENERATORZE Odparowany i skroplony czynnik ch³odniczy w generatorze pierwszego stopnia u yty do podgrzania generatora drugiego stopnia oraz odparowany czynnik ch³odniczy w generatorze drugiego stopnia s¹ przesy³ane do skraplacza. W skraplaczu czynnik ch³odniczy z generatora 1 i 2 stopnia jest ³¹czony (mieszany) i och³adzany poprzez wodê ch³odnicz¹ z wie y wyparnej p³yn¹c¹ w rurach wewn¹trz skraplacza. Skroplona woda kierowana jest do rozpylenia w parowniku. GENERATOR 2 STONIA GENERATOR 1 STONIA M ARA 5

6 AGREGATY ABSORCYJNE ZASILANE GAZEM 105kW-5275kW GENERATOR - GENEROWANIE STÊ ONEGO ROZTWORU AGREGATY ABSORCYJNE ZASILANE GAZEM Agregaty absorpcyjne zasilane gazem to urz¹dzenia o dwufazowym procesie sch³adzania. Jako Ÿród³o enegii cieplej wykorzystuj¹ ciep³o pochodz¹ce ze spalania gazu. AROWNIK - ROCES ODAROWANIA CZYNNIKA arownik jest szczelnym zbiornikiem, z wbudowanymi przewodami rurowymi, w których p³ynie woda lodowa. Wewn¹trz parownika jest utrzymywane bliskie pró ni ciœnienie (6,5mmHg), co sprawia, e woda jako czynnik ch³odniczy rozpylany w parowniku paruje ju w temperaturze +5 C, sch³adzaj¹c wodê lodow¹ p³yn¹c¹ w rurach wewn¹trz parownika. - ABSORCJA ARY CZYNNIKA CH ODNICZEGO rzebiegaj¹cy w parowniku proces parowania czynnika ch³odniczego - wody, powoduje stopniowo zwiêkszenie ciœnienia cz¹steczkowego pary oraz temperatury odparowania. Dziêki temu para czynnika ch³odniczego przep³ywa swobodnie do po³¹czonego z parownikiem absorbera, w którym rozpylany jest stê ony roztwór LiBr. Roztwór poch³ania parê czynnika ch³odniczego utrzymuj¹c w ten sposób ciœnienie cz¹steczkowe pary oraz temperaturê odparowania na sta³ym poziomie. roces absorpcji generuje ciep³o, które jest usuwane poprzez wodê ch³odz¹c¹ pochodz¹c¹ z wie y wyparnej, p³yn¹c¹ w przewodach wewn¹trz absorbera. odczas procesu absorpcji w absorberze stê enie roztworu LiBr staje siê coraz ni sze, a tym samym zmniejsza siê zdolnoœæ roztworu do dalszej absorpcji czynnika ch³odniczego. Z tego powodu stê enie roztworu musi zostaæ ponownie zwiêkszone. W tym celu rozcieñczony w absorberze roztwór LiBr przep³ywa w dwóch czêœciach do generatora wysokotemperaturowego oraz do generatora niskotemperaturowego. Rozcieñczony roztwór LiBr jest podgrzewany w generatorze wysokotemperaturowym poprzez ciep³o ze spalania gazu, produkuj¹c parê wodn¹ o wysokiej temperaturze. Gor¹ca para czynnika ch³odniczego z generatora wysokotemperaturowego (generator 1 stopnia) przep³ywa poprzez przewody rurowe w generatorze niskotemperaturowym (generator 2 stopnia) podgrzewaj¹ rozcieñczony roztwór LiBr, co daje w rezultacie odparowanie czynnika ch³odniczego w generatorze 2 stopnia. Oznacza to, e generator 2 stopnia pe³ni funkcjê skraplacza pary czynnika ch³odniczego p³yn¹cej z generatora 1 stopnia oraz jest jednoczeœnie generatorem pary czynnika ch³odniczego z roztworu LiBr dostarczonego do generatora 2 stopnia. STEROWNIK TEMERATUROWY T (ARA) (CIECZ) SKRALACZ GENERATOR 2 STONIA AROWNIK OMA ROZTWORU OMA CZYNNIKA CH ODNICZEGO ROZTWÓR LiBr ROZCIEÑCZONY SKRALACZ - SKRALANIE CZYNNIKA ODAROWANEGO W GENERATORZE Odparowany czynnik ch³odniczy w generatorze 1 stopnia, który jest nastêpnie skroplony w generatorze 2 stopnia oraz odparowany czynnik ch³odniczy w generatorze 2 stopnia s¹ przesy³ane do skraplacza. W skraplaczu czynnik ch³odniczy z generatora 1 i 2 stopnia jest och³adzany poprzez wodê ch³odnicz¹ z wie y wyparnej, p³yn¹c¹ w rurach wewn¹trz skraplacza. Skroplona woda kierowana jest do rozpylenia w parowniku. GENERATOR 2 STONIA GENERATOR 1 STONIA GENERATOR 1 STONIA ODROWADZENIE SALIN ALIWO 6

7 NOTATKI 7