Тепловые насосы абсорбционного типа по праву считаются производительными, надежными устройствами, для которых характерно такое важное преимущество, как универсальность. Сегодня они активно используются для решения целого спектра задач. Тепловой насос такого типа функционирует без потребления значительного количества электричества – ему достаточно тепловой энергии, чтобы гарантировать надлежащую циркуляцию хладагента в системе. Именно поэтому АТН становятся привлекательным выбором для промышленности, коммерческого сектора и частных домовладений.
Вам также будет интересно узнать: в чем разница между тепловым насосом и фанкойлом
Основы работы абсорбционного теплового насоса
Это, несомненно, сложная система. Она основана на термохимических процессах:
- испарение;
- конденсация;
- абсорбция;
- генерация.
Если сравнивать ее с классическими компрессорными системами, в которых главным компонентом считается электрический компрессор, абсорбционная использует тепловую энергию от внешнего источника. Это позволяет эффективно переносить тепло, в зависимости от существующих требований, а это именно то, чего и нужно добиться.
Основные компоненты абсорбционного теплового насоса и их функции
Чтобы понять, как работает абсорбционный тепловой насос, необходимо ознакомиться с его основными узлами и их ролями:
- Генератор. Можно с уверенностью сказать, что это центральный элемент системы. Именно тут и начинается цикл. Генератор нагревает смесь абсорбента и хладагента. Под воздействием тепловой энергии хладагент испаряется, отделяясь от абсорбента. Источником тепла может быть газовая горелка, солнечные панели, геотермальная энергия или промышленные отходы. Этот этап обеспечивает первый перенос тепловой энергии.
- Конденсатор. Испарившийся хладагент перемещается в конденсатор, где его температура снижается, и он переходит в жидкое состояние. Во время данного процесса выделяется значительное количество тепла, которое легко можно использовать для обогрева здания или нагрева воды. Конденсатор считается важным звеном в системе, так как качество передачи тепла напрямую влияет на производительность, которую имеет тепловой насос.
- Испаритель. Жидкий хладагент перемещается в теплообменник, где он начинает поглощать тепловую энергию из окружающей среды. Это тепло вызывает испарение хладагента, который вновь превращается в пар. Испаритель часто размещается вне здания, если тепловой насос эксплуатируется для отопления, и внутри, если его задача — охлаждение.
- Абсорбер. Этот компонент завершает цикл. Испарившийся хладагент смешивается с абсорбентом, восстанавливая первоначальный раствор. Данный процесс сопровождается выделением тепла, которое тоже может быть полезно для отопления. После этого смесь возвращается в генератор, чтобы цикл начался снова.
Почему этот процесс эффективен?
Потому что он основан на использовании низкопотенциального тепла. Абсорбционный тепловой насос эффективно эксплуатирует даже маломощные источники тепловой энергии, к которым относят солнечные панели или отработанное тепло. В других системах эта энергия преимущественно теряется.
Экономия энергии – очень важный момент. Поскольку в системе отсутствует компрессор, потребление электричества минимально. Это особенно выгодно в условиях дорогих тарифов в нашей стране.
Пользователю доступна гибкость в выборе источников тепла. Генератор может использовать разнообразные источники тепловой энергии, от природного газа до биотоплива.
Все вышеперечисленное обуславливает тот факт, что абсорбционный тепловой насос универсален, а также обладает исключительно высоким КПД.
Пример применения
Представьте промышленное предприятие, где выделяется большое количество тепла в виде отработанных газов. Установка АТН позволяет использовать эту тепловую энергию для обогрева производственных помещений зимой или охлаждения летом. В результате предприятие снижает расходы на энергоресурсы и одновременно уменьшает выбросы.
Тепловой насос абсорбционного типа — это технологическое устройство, а также целая система, которая преобразует даже низкопотенциальное тепло в полезную энергию.
Разновидности абсорбционных тепловых насосов
В зависимости от используемого хладагента и области применения абсорбционные тепловые насосы подразделяются на несколько типов:
- Водо-аммиачные. Основной хладагент – аммиак, а абсорбент – вода. Такие модели подходят как для охлаждения, так и для отопления.
- Литий-бромидные. Используют литий-бромидный раствор в качестве абсорбента. Эти тепловые насосы часто применяются для кондиционирования воздуха.
- Одноступенчатые и многоступенчатые. Первые используются для небольших объектов, тогда как вторые подходят для промышленного применения, ведь там они обеспечивают более высокую производительность.
Источники тепловой энергии для АТН
Эти устройства универсальны в выборе источников тепловой энергии. Они могут работать на:
- природном газе;
- солнечной энергии;
- геотермальном тепле;
- тепле отработанных газов в промышленности.
Это позволяет интегрировать АТН в различные энергетические системы, включая возобновляемые источники. Так что это идеальное решение для сокращения затрат и снижения экологического воздействия.
Преимущества абсорбционных тепловых насосов
Эксплуатация внешнего тепла вместо электроэнергии уменьшает общие затраты. Хладагенты, такие как вода и аммиак, безопасны для окружающей среды и имеют низкий потенциал глобального потепления.
Абсорбционные тепловые насосы подходят как для жилых домов, так и для коммерческих объектов и промышленности. Отсутствие высокошумных компрессоров способствует их использованию в жилых районах.
Одним из главных преимуществ АТН считается возможность работы на тепле, полученном от возобновляемых или вторичных источников. Например, использование солнечных панелей – это потенциальный отказ от ископаемого топлива. Кроме того, интеграция насосов абсорбционного типа в существующие системы отопления позволяет снизить нагрузку на энергосети и уменьшить выбросы углекислого газа.
Где используются абсорбционные тепловые насосы
Данные устройства находят применение в самых разных областях.
- Жилые дома. Тут они устанавливаются для отопления и горячего водоснабжения, обеспечивая экономию ресурсов и удобство.
- Промышленные объекты. Здесь АТН используются для утилизации избыточного тепла, например, отработанных газов, что повышает общую энергоэффективность предприятия.
- Коммерческий сектор. В торговых центрах, офисах и гостиницах они обеспечивают кондиционирование воздуха и горячую воду.
- Сельское хозяйство. Такие насосы нередко применяются для обогрева теплиц или закрытия соответствующих нужд животноводческих хозяйств.
С развитием технологий тепловые насосы абсорбционного типа становятся все более эффективными и доступными. Новые материалы, более совершенные конструкции и оптимизированные рабочие процессы – вот что способствует их становлению в качестве незаменимых элементов существующих энергосистем.
Абсорбционные тепловые насосы – это как технологическое достижение, так и решение, которое помогает создавать комфортные условия для жизни и работы, снижая при этом негативное воздействие на природу.
