Co to jest agregat absorpcyjny?

Wraz ze wzrostem cen surowców naturalnych oraz energii elektrycznej rośnie znaczenie technologii oszczędnych energetycznie. Przykładem takiej technologii jest agregat absorpcyjny. Co to za urządzenie?

Agregat absorpcyjny - co to takiego?

Najprościej mówiąc jest to urządzenie, które służy do wytwarzania chłodu poprzez wykorzystywanie szeroko rozumianej energii cieplnej. Nazwa urządzenia pochodzi od wykorzystywanego do tworzenia energii procesu absorpcji, czyli zjawiska oraz procesu pochłaniania substancji gazowej w całą objętość substancji ciekłej. Zatem energią, która służy do zasilania agregatu absorpcyjnego jest ciepło w postaci gorącej wody lub pary. Brak zapotrzebowania na energię elektryczną odróżnia agregat absorpcyjny od agregatów wody lodowej oraz chillerów, którym ta energia jest niezbędna do funkcjonowania. Dlatego agregat absorpcyjny jest idealną oraz niezwykle ekonomiczną propozycją dla miejsc, w których występują niedobory energii elektrycznej lub niezagospodarowana nadwyżka ciepła odpadowego bądź technologicznego. Agregaty absorpcyjne cechują się również bezpieczeństwem, niezawodnością, funkcjonalnością, ekologią oraz niskimi kosztami eksploatacji.  

Wytworzony za pomocą agregatu absorpcyjnego chłód wykorzystywany jest do klimatyzacji lub na potrzeby procesów technologicznych. Z tego względu stosowany jest w systemach trigeneracji - skojarzonej z generacją trzech podmiotów: prądu, ciepła oraz chłodu. Szczególnie rosnącą popularnością cieszą się systemy trigeneracji używane w budynkach biurowych, których właściciele starają się o przyznanie certyfikatów BREEM lub LEEDS - powodem jest aspekt ekologiczny oraz wysoka efektywność energetyczna - zastosowanie trigeneracji zapewnia oszczędność do 30% włożonej energii pierwotnej w porównaniu do użycia oddzielnych procesów (rozdzielone wytworzenie energii elektrycznej, cieplnej oraz chłodu).

Ze względu na dużą ilość taniej lub odpadowej energii cieplnej agregaty absorpcyjne najczęściej wykorzystywane są w dziale energii cieplnej, przemyśle metalurgicznym, górnictwie, instalacjach wykorzystujących energię odnawialną (np. biogazownie) oraz wszelkich instalacjach chłodniczych pracujących w miejscach o ograniczonym dostępie do energii elektrycznej.

Absorpcyjny agregat wody lodowej

Agregaty wody lodowej to urządzenia odprowadzające ciepło z cieczy. Wykorzystują energię cieplną cieczy do produkcji chłodu, czyli tzw. wody lodowej. Wymagają one również zasilania elektrycznego do podłączenia pomp oraz systemu sterowania. W porównaniu z osiąganą wydajnością chłodniczą pobierane moce są minimalne - stosunek pobranej energii elektrycznej do otrzymanej chłodniczej mocy to zaledwie 0,8%. Aby układ wody lodowej odpowiednio funkcjonował należy dobrać moc agregatu wody lodowej do budynku na podstawie wcześniej wykonanego bilansu oraz prawidłowo zaprojektowanej instalacji hydraulicznej. Oprócz wydajności i małej awaryjności zaletą absorpcyjnych agregatów wody lodowej jest możliwość montażu zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz.

Absorpcyjne agregaty wody lodowej to bardzo wydajne instalacje, które oprócz przemysłu znajdują zastosowanie również w centrach handlowych, zakładach produkcyjnych, przestrzeniach biurowych, a nawet hotelach. Agregaty odpowiadają za zasilanie instalacji klimatyzacji w budynkach publicznych. 

Agregat absorpcyjny - zasada działania

Zasada działania agregatów absorpcyjnych opiera się na zależności temperatury wrzenia od ciśnienia. Zauważyć jednak należy kluczową proporcję - wraz ze spadkiem ciśnienia, zmniejsza się również temperatura wrzenia wody - przy warunkach normalnego ciśnienia woda wrze w temp. +100°C, z kolei przy ciśnieniu 860 Pa woda wrze już przy +5°C.

Kolejny znaczący czynnik procesu chłodzenia absorpcyjnego stanowi zastosowanie roztworu bromku litu, będącego silnym absorbentem wody ze względu na swoje właściwości zbliżone do właściwości soli. Ciągłemu procesowi skraplania i parowania czynnika w agregacie absorpcyjnym towarzyszy przekazywanie ciepła.

W urządzeniu absorpcyjnym zostają połączone dwa zbiorniki: jeden z wodą (chłodniczy) oraz drugi z roztworem litu. Utrzymanie stałego ciśnienia w zbiorniku wodnym powoduje samoczynnie zachodzący proces absorpcji wody do roztworu. Roztwór bromku litu zostaje przetransportowany do generatora, w którym następuje odparowanie pary wodnej z roztworu. Następnie para trafia na skraplacz. Po skropleniu trafia ona do parownika jako woda chłodnicza. Tam ulega ponownie wrzeniu i odparowaniu. W tym samym procesie schłodzone zostaje również medium chłodzące krążące w instalacji (np. klimatyzacji). Odparowana woda ulega ponownie procesowi absorpcji przez roztwór bromku litu, co powoduje rozpoczęcie się procesu przemiany cieplnej od nowa.