Refroidisseur à absorption solaire LiBr

2.1Principe de fonctionnement

Cycle de réfrigération

Le principe de fonctionnement de ce refroidisseur (chauffage) est illustré à la figure 1. La solution diluée provenant de l'absorbeur est transportée par la pompe de solution du LTG, chauffée par l'échangeur de chaleur basse température, puis introduite dans le LTG. Dans le LTG, la solution diluée est chauffée et portée à ébullition par la vapeur de fluide frigorigène haute pression et haute température provenant du HTG, puis concentrée en une solution intermédiaire.

La majeure partie de la solution intermédiaire est acheminée par la pompe HTG vers le générateur thermoélectrique à haute température (HTG), après avoir été chauffée par l'échangeur de chaleur haute température. Dans le HTG, la combustion du combustible libère de la chaleur qui chauffe la solution de LiBr afin de générer de la vapeur de réfrigérant à haute pression et haute température. La solution est ensuite concentrée.

Dans le LTG, la vapeur de réfrigérant à haute pression et haute température provenant du HTG chauffe la solution diluée dans le LTG et se condense en eau réfrigérante, qui entre dans le condenseur avec la vapeur de réfrigérant générée dans le LTG par détente et dépressurisation, puis est refroidie en eau réfrigérante correspondant à la pression de condensation par l'eau de refroidissement dans le condenseur.

L'eau réfrigérante contenue dans le condenseur entre dans l'évaporateur après avoir été dilatée par le tube en U, puis acheminée par la pompe à réfrigérant, pulvérisée sur le faisceau de tubes de l'évaporateur, absorbant la chaleur de l'eau glacée et s'évaporant, puis la température de l'eau glacée dans les tubes chute, de manière à atteindre l'objectif de réfrigération.

Après mélange d'une partie de la solution intermédiaire provenant du LTG avec la solution concentrée du HTG, le mélange traverse l'échangeur de chaleur basse température et pénètre dans l'absorbeur. Il est pulvérisé sur le faisceau de tubes de l'absorbeur, refroidi par l'eau de refroidissement et absorbe simultanément la vapeur de réfrigérant provenant de l'évaporateur, devenant ainsi une solution diluée. La solution de LiBr diluée par absorption de la vapeur de réfrigérant dans l'évaporateur est transportée vers le générateur pour y être chauffée et concentrée par la pompe du générateur, bouclant ainsi un cycle frigorifique. Ce processus se répète afin que l'évaporateur puisse produire en continu de l'eau glacée basse température pour la climatisation ou les processus de production.

Cycle de chauffage

Le processus de chauffage du refroidisseur (chauffage) à absorption LiBr à combustion directe est illustré à la figure 2. Les circuits d'eau de refroidissement et d'eau réfrigérante sont arrêtés, et le circuit d'eau glacée est converti en circuit d'eau chaude sanitaire. L'absorbeur, le condenseur, le générateur thermoélectrique basse température (LTG), l'échangeur de chaleur haute température et l'échangeur de chaleur basse température cessent de fonctionner. La solution diluée dans l'absorbeur est acheminée vers le générateur thermoélectrique haute température (HTG) et concentrée par la pompe de solution. La vapeur de réfrigérant ainsi produite pénètre dans l'évaporateur par le tube et la vanne F7, se condense sur le faisceau tubulaire de l'évaporateur et chauffe l'eau chaude sanitaire. L'eau réfrigérante condensée retourne à l'absorbeur depuis le bac à eau de l'évaporateur par la vanne F9. La solution concentrée dans le générateur thermoélectrique haute température (HTG) pénètre dans l'absorbeur par la vanne F8 et se mélange à l'eau réfrigérante pour former une solution diluée. Cette solution diluée est renvoyée au générateur thermoélectrique haute température (HTG) par la pompe de solution et chauffée. Ce cycle se répète pour former un processus de chauffage continu.

2.2Diagramme de flux de processusm

2.3Composants et fonctions principaux

1. Générateur

Fonction de génération :Le générateur est la source d'énergie de larefroidisseurLa source de chaleur pénètre dans le générateur et chauffe la solution diluée de LiBr. L'eau contenue dans cette solution s'évapore sous forme de vapeur réfrigérante qui pénètre dans le condenseur. Simultanément, la solution diluée se concentre pour devenir une solution concentrée.

Doté d'une structure tubulaire, le générateur comprend le tube d'échange thermique, la plaque tubulaire, la plaque de support, la calandre, le caisson de vapeur, la chambre à eau et la plaque déflectrice. En tant que récipient à la pression la plus élevée du système de pompe à chaleur, le générateur présente un vide interne quasi nul (une micro-pression négative).

2. Condenseur

Fonction du condenseur :Le condenseur est un générateur de chaleur. La vapeur de fluide frigorigène provenant du générateur pénètre dans le condenseur et chauffe l'eau chaude sanitaire à une température plus élevée, ce qui permet d'obtenir l'effet de chauffage. Après avoir chauffé l'eau chaude sanitaire, la vapeur de fluide frigorigène se condense et entre dans l'évaporateur.

Doté d'une structure tubulaire, le condenseur comprend le tube de transfert de chaleur, la plaque tubulaire, la plaque de support, la calandre, le réservoir d'eau et la chambre d'eau. Généralement, le condenseur et le générateur sont reliés directement par des tuyaux, ce qui leur assure une pression sensiblement identique.

3. Évaporateur

Fonction de l'évaporateur :L'évaporateur est un dispositif de récupération de chaleur. L'eau frigorifique provenant du condenseur s'évapore de la surface du tube échangeur de chaleur, absorbant la chaleur et refroidissant l'eau chaude sanitaire à l'intérieur du tube. La chaleur perdue est ainsi récupérée. La vapeur d'eau frigorifique s'évaporant de la surface du tube échangeur de chaleur pénètre dans l'absorbeur.

L'évaporateur, de structure tubulaire, comprend un tube de transfert de chaleur, une plaque tubulaire, une plaque de support, une enveloppe, une plaque déflectrice, un bac de récupération des condensats, un diffuseur et une chambre d'eau. Sa pression de service est environ dix fois inférieure à celle du générateur.

4. Absorbeur

Fonction d'absorption :L'absorbeur est une unité de production de chaleur. La vapeur de fluide frigorigène provenant de l'évaporateur pénètre dans l'absorbeur, où elle est absorbée par la solution concentrée. Cette dernière se dilue et est pompée vers le cycle suivant. Lors de l'absorption de la vapeur de fluide frigorigène par la solution concentrée, une grande quantité de chaleur est produite, permettant de chauffer l'eau chaude sanitaire à une température plus élevée. On obtient ainsi l'effet de chauffage.

Doté d'une structure tubulaire, l'absorbeur comprend le tube de transfert de chaleur, la plaque tubulaire, la plaque de support, la calandre, le tube de purge, le pulvérisateur et la chambre à eau. Élément le moins pressurisé du système de pompe à chaleur, l'absorbeur est celui qui subit le plus l'impact de l'air incondensable.

5. Échangeur de chaleur

Fonction de l'échangeur de chaleur :L'échangeur de chaleur est un dispositif de récupération de chaleur résiduelle utilisé pour récupérer la chaleur contenue dans la solution de LiBr. La chaleur de la solution concentrée est transférée par l'échangeur de chaleur à la solution diluée afin d'améliorer le rendement thermique.

Doté d'une structure à plaques, l'échangeur de chaleur présente un rendement thermique élevé et un effet d'économie d'énergie notable.

6. Système de purge d'air automatique

Fonction du système :Le système de purge d'air est prêt à évacuer l'air incondensable de la pompe à chaleur et à maintenir un vide poussé. En fonctionnement, la solution diluée circule à haut débit afin de créer une zone de basse pression locale autour de la buse d'éjection. L'air incondensable est ainsi évacué de la pompe à chaleur. Le système fonctionne simultanément avec la pompe à chaleur. Pendant le fonctionnement de cette dernière, le système automatique contribue au maintien d'un vide poussé à l'intérieur du système, garantissant ainsi ses performances et une durée de vie optimale.

Le système de purge d'air est un système composé de l'éjecteur, du refroidisseur, du piège à huile, du cylindre pneumatique et de la vanne.

7.Pompe à solution

La pompe à solution sert à acheminer la solution de LiBr et à assurer le flux normal des fluides de travail liquides à l'intérieur de la pompe à chaleur.

La pompe à solution est une pompe centrifuge encapsulée entièrement fermée, ne présentant aucune fuite de liquide, un faible niveau sonore, une haute résistance aux explosions, un entretien minimal et une longue durée de vie.

8. Pompe à réfrigérant

La pompe à réfrigérant sert à acheminer l'eau réfrigérante et à assurer la pulvérisation normale de cette eau sur l'évaporateur.

La pompe à réfrigérant est une pompe centrifuge encapsulée entièrement fermée, sans fuite de liquide, faible niveau sonore, haute résistance aux explosions, maintenance minimale et longue durée de vie.

9. Pompe à vide

La pompe à vide est utilisée pour la purge sous vide lors de la phase de démarrage et pour la purge à l'air lors de la phase de fonctionnement.

La pompe à vide est équipée d'une roue à palettes rotatives. Son fonctionnement repose sur une gestion optimale de l'huile sous vide. La prévention de l'émulsification de l'huile améliore considérablement l'efficacité de la purge d'air et contribue à prolonger sa durée de vie.

10.Armoire électrique

Véritable centre de contrôle de la pompe à chaleur LiBr, l'armoire électrique abrite les principales commandes et les composants électriques.

3.Caractéristiques de l'unité

Récupération de chaleur résiduelle.Énergie Conservation&Émission Réduction

Il peut être utilisé pour récupérer les eaux chaudes résiduelles basse température ou la vapeur basse température dans les secteurs de la production d'énergie thermique, du forage pétrolier, de la pétrochimie, de la sidérurgie, de la chimie, etc. Il peut utiliser l'eau de rivière, les eaux souterraines ou d'autres sources d'eau naturelles, convertissant l'eau chaude basse température en eau chaude haute température pour le chauffage urbain ou le chauffage industriel.

Double effet (Utilisé pour le refroidissement/chauffage)

Fonctionnant au gaz naturel ou à la vapeur, chaleur à absorption à double effetpompeIl permet de récupérer la chaleur résiduelle avec un rendement très élevé (COP pouvant atteindre 2,4). Doté d'une fonction chauffage et refroidissement, il est particulièrement adapté aux besoins simultanés de chauffage et de refroidissement.

Absorption en deux phases et température plus élevée

Une pompe à chaleur à absorption biphasée de classe II peut améliorer la température des eaux chaudes usées jusqu'à 80 °C sans autre source de chaleur.

Contrôle intelligent et utilisation facile

Entièrement automatique, il permet la mise en marche/arrêt par simple pression d'un bouton, la régulation de la charge, le contrôle de la limite de concentration de la solution et la surveillance à distance.

Système de contrôle intelligent artificiel (IA) (V5.0)

■Fonctions de contrôle entièrement automatiques

Le système de contrôle (IA, V5.0) est doté de fonctions puissantes et complètes, telles que le démarrage/arrêt en une seule touche, la mise en marche/arrêt programmée, un système de protection de sécurité éprouvé, de multiples réglages automatiques, le verrouillage du système, un système expert, un dialogue homme-machine (multilingue), des interfaces d'automatisation de bâtiments, etc.

■Completunitéfonction d'autodiagnostic et de protection des anomalies

Le système de contrôle (IA, V5.0) intègre 34 fonctions d'autodiagnostic et de protection contre les anomalies. En fonction du niveau d'anomalie, le système prend des mesures automatiques afin de prévenir les accidents, de minimiser l'intervention humaine et de garantir un fonctionnement continu, sûr et stable du refroidisseur.

■Uniquelroutearéglagefonction

Le système de contrôle (IA, V5.0) est doté d'une fonction unique de régulation de charge, permettant un ajustement automatique de la puissance du refroidisseur en fonction de la charge réelle. Cette fonction contribue non seulement à réduire les temps de démarrage/arrêt et de dilution, mais aussi à diminuer le fonctionnement à vide et la consommation d'énergie.

■Volume de circulation de solution unique technologie de contrôle

Le système de contrôle (IA, V5.0) utilise une technologie de contrôle ternaire innovante pour ajuster le volume de circulation de la solution. Traditionnellement, seul le niveau de liquide dans le générateur est pris en compte. Cette nouvelle technologie combine les avantages de la concentration et de la température de la solution concentrée, ainsi que du niveau de liquide dans le générateur. Parallèlement, une technologie de contrôle à fréquence variable avancée est appliquée à la pompe à solution afin d'optimiser le volume de solution en circulation. Cette technologie améliore l'efficacité opérationnelle et réduit le temps de démarrage et la consommation d'énergie.

■Contrôle de la concentration de la solutiontechnologie

Le système de contrôle (IA, V5.0) utilise une technologie unique de régulation de la concentration pour assurer la surveillance et le contrôle en temps réel de la concentration et du volume de la solution concentrée, ainsi que du volume d'eau chaude. Ce système permet de maintenir le refroidisseur en fonctionnement sûr et stable même à haute concentration, d'améliorer son rendement et de prévenir la cristallisation.

■air automatique intelligentpurgefonction

Le système de contrôle (IA, V5.0) peut réaliser une surveillance en temps réel des conditions de vide et purger automatiquement l'air non condensable.

■Contrôle unique de l'arrêt de la dilution

Ce système de contrôle (IA, V5.0) gère la durée de fonctionnement des différentes pompes nécessaires à la dilution en fonction de la concentration de la solution, de la température ambiante et du volume d'eau réfrigérante restant. Ainsi, une concentration optimale est maintenue pour le refroidisseur après son arrêt. La cristallisation est évitée et le temps de redémarrage du refroidisseur est réduit.

■Système de gestion des paramètres de fonctionnement

Grâce à l'interface de ce système de contrôle (IA, V5.0), l'opérateur peut effectuer les opérations suivantes sur 12 paramètres critiques liés aux performances du refroidisseur : affichage en temps réel, correction, paramétrage. Un historique des opérations est conservé.

■Unitésystème de gestion des pannes

En cas d'affichage d'un message d'erreur ponctuelle sur l'interface utilisateur, ce système de contrôle (IA, V5.0) peut localiser et détailler la panne, proposer une solution ou des instructions de dépannage. La classification et l'analyse statistique de l'historique des pannes peuvent être réalisées afin de faciliter la maintenance assurée par les opérateurs.