Princip sorpčního chladicího okruhu

Absorpční jednotky Broad jsou sorpční zařízení pracující s dvojicí pracovních látek LiBr/H₂O (Lithium bromid / Voda). První ze zmiňovaných látek má funkci absorbentu a druhá (voda) slouží jako chladivo. Na základě schopnosti LiBr absorbovat a vypuzovat vodu je celý sorpční cyklus navržen. Vypuzování vody z roztoku s LiBr dochází na základě působení tepelné energie.

Absorpční (dvoustupňová) jednotka je vybavena následujícími výměníky tepla:

Vysokoteplotní vypuzovač (1)

Ve vysokoteplotním vypuzovači dochází ke vstupu primární tepelné energie, která zahřívá roztok LiBr/H₂O (bohatý roztok). a tomto základě dochází k odpaření vody ze směsi LiBr/H₂0 a zůstává pouze roztok lithiumbromid (chudý roztok) (při reálném provozu tomu takto není a nikdy se nejedná o čistý roztok LiBr, ale pro popis funkce je vhodné uvažovat čistý roztok LiBr.) Z vysokoteplotního vypuzovače přechází horké vodní páry do nízkoteplotního vypuzovače, kde dochází díky tomuto přívodu tepla k druhému stupni vypuzení a následně páry kondenzují v kondenzátoru.

Nízkoteplotní vypuzovač (2)

Ve vypuzovači dochází ke vstupu tepelné energie, která přes stěny trubkového výměniku zahřívá roztok LiBr/H₂O (bohatý roztok). Na tomto základě dochází k odpaření vody ze směsi LiBr/H₂0 a zůstává pouze roztok lithiumbromid (chudý roztok) (při reálném provozu tomu takto není a nikdy se nejedná o čistý roztok LiBr, ale pro popis funkce je vhodné uvažovat čistý roztok LiBr.)

Kondenzátor (3)

Kondenzátor je výměník chladicí vody a odpařené vody z vypuzovače. Chladicí voda bývá zpravidla připravována pro potřeby absorpční chladicí jednotky v chladicí věži.

Absorbér (4)

V absorbéru dochází k absorpci vodní páry, která přichází z výparníku do rozstřikující ho se LiBr (chudý roztok). Po absorpci vody do lithiumbromidu dochází opět ke vzniku bohatého roztoku. Přes absorbér prochází chladicí voda, která má za účel ochladit relativně teplejší chudý roztok (LiBr), jelikož pak dochází k intenzivnější absorpci vody do lithiumbromidu.

Výparník (5)

Ve výparníku dochází k odpaření vody z kondenzátoru, ve kterém prochází chlazená voda (produkt chladicí jednotky). Na základě nízkého tlaku ve výparníku se voda odpařuje na trubkovém výměníku při teplotě cca 4-5°C. Odpařením vody dochází k odejmutí tepla z chlazené vody a páry vody přecházejí do absorbéru.

Vysokoteplotní výměník (6)

Vysokoteplotní výměník je kvalitní deskový výměník mezi teplým roztokem LiBr (chudý roztok) a roztokem LiBr/H₂0 (bohatý roztok), který je pomocí čerpadla dopravován zpět do vysokoteplotního vypuzovače. Jeho úlohou je předání co největší množství tepla do bohatého roztoku tak, aby bylo nutné přivádět co nejmenší množství tepelné energie do vysokoteplotního vypuzovače. V opačném směru je cílem co nejvíce vychladit chudý roztok, který je čerpán do absorbéru.

Nízkoteplotní výměník (7)

Nízkoteplotní výměník je vysoce kvalitní deskový výměník mezi teplým roztokem LiBr (chudý roztok) a roztokem LiBr/H₂0 (bohatý roztok), který je pomocí čerpadla dopravován zpět do vypuzovače. Jeho úlohou je předání co největší množství tepla do bohatého roztoku tak, aby bylo nutné přivádět co nejmenší množství tepelné energie do vypuzovače. V opačném směru je cílem co nejvíce vychladit chudý roztok, který je čerpán do absorbéru.

Režim chlazení

(vyobrazeno je schéma dvoustupňové jednotky)

Stručný popis:

Vstupující teplo zahřívá roztok LiBr a vytváří páry, tyto páry zkondenzují v kondenzátoru. Jakmile voda vstoupí do výparníku (nižší tlak), teplota se ihned sníží. Voda je ve výparníku rozstříknuta na trubkovnici a odebírá teplo chlazené vodě. Jakmile voda absorbuje teplo, dojde k jejímu odpaření. V absorbéru jsou následně pohlceny vodní páry koncentrovaným roztokem LiBr. Chladicí voda odebere teplo vzniklé daným procesem a uvolní ho do vzduchu. Bohatý roztok je čerpán samostatně do vysokoteplotního, nízkoteplotního vypuzovače, kde dochází k opětovnému zahřátí a vytvoření par.

Režim vytápění

(vyobrazen je schéma dvoustupňové jednotky)

Stručný popis:

Spalováním paliva (vstupní energie) dochází k zahřátí roztoku LiBr. Vytvořené páry roztoku zahřívají výměník s topnou vodou, vzniklý kondenzát je vrácen zpět do roztoku LiBr k opětovnému zahřátí a opakování cyklu.

Jestliže je aplikován oddělený systém topení u absorpčních jednotek je způsob vytápění velmi jednoduchý, tak jako u beztlakého kotle.

Samostatný výměník tepla může poskytnout teplou vodu, zatímco je chlazení a vytápění zastaveno.

Zkuste si provozovat absorpční jednotku sami:

Otevřít v samostatném okně