Теплові насоси абсорбційного типу по праву вважаються продуктивними, надійними пристроями, для яких характерна така важлива перевага, як універсальність. Сьогодні вони активно використовуються для вирішення цілого спектру завдань. Тепловий насос такого типу працює без споживання значної кількості електрики – йому достатньо теплової енергії, щоб гарантувати належну циркуляцію холодоагенту в системі. Саме тому АТН стають привабливим вибором для промисловості, комерційного сектору та приватних домоволодінь.
Вам також буде цікаво дізнатись: у чому різниця між тепловим насосом і фанкойлом
Основи роботи абсорбційного теплового насосу
Це, безперечно, складна система. Вона заснована на термохімічних процесах:
- випаровування;
- конденсація;
- абсорбція;
- генерація.
Якщо порівнювати її з класичними компресорними системами, в яких головним компонентом вважається електричний компресор, то абсорбційна використовує теплову енергію від зовнішнього джерела. Це дозволяє ефективно переносити тепло, залежно від існуючих вимог, а це саме те, чого потрібно домогтися.
Основні компоненти абсорбційного теплового насоса та їх функції
Щоб зрозуміти, як працює абсорбційний тепловий насос, необхідно ознайомитись з його основними вузлами та їх ролями:
- Генератор. Можна впевнено сказати, що це центральний елемент системи. Саме тут і розпочинається цикл. Генератор нагріває суміш абсорбенту та холодоагенту. Під впливом теплової енергії холодоагент випаровується, відокремлюючись від абсорбенту. Джерелом тепла може бути газовий пальник, сонячні панелі, геотермальна енергія чи промислові відходи. Цей етап забезпечує перше перенесення теплової енергії.
- Конденсатор. Холодагент, що випарувався, переміщається в конденсатор, де його температура знижується, і він переходить в рідкий стан. Під час цього процесу виділяється значна кількість тепла, яку легко можна використовувати для обігріву будівлі або нагрівання води. Конденсатор вважається важливою ланкою в системі, оскільки якість передачі тепла впливає на продуктивність, яку має тепловий насос.
- Випарник. Рідкий холодоагент переміщається в теплообмінник, де починає поглинати теплову енергію з навколишнього середовища. Це тепло викликає випаровування холодоагенту, який знову перетворюється на пару. Випарник часто розміщується поза будівлею, якщо тепловий насос експлуатується для опалення, і всередині, якщо його завдання охолодження.
- Абсорбер. Цей компонент завершує цикл. Холодагент, що випарувався, змішується з абсорбентом, відновлюючи початковий розчин. Цей процес супроводжується виділенням тепла, яке також може бути корисним для опалення. Після цього суміш повертається до генератора, щоб цикл почався знову.
Чому цей процес ефективний?
Тому що він ґрунтується на використанні низькопотенційного тепла. Абсорбційний тепловий насос ефективно експлуатує малопотужні джерела теплової енергії, до яких відносять сонячні панелі або відпрацьоване тепло. В інших системах ця енергія переважно губиться.
Економія енергії дуже важливий момент. Оскільки у системі відсутній компресор, споживання електрики мінімальне. Це особливо вигідно за умов дорогих тарифів у нашій країні.
Користувачеві доступна гнучкість у виборі джерел тепла. Генератор може використовувати різноманітні джерела теплової енергії від природного газу до біопалива.
Все перераховане вище обумовлює той факт, що абсорбційний тепловий насос універсальний, а також володіє виключно високим ККД.
Приклад застосування
Уявіть промислове підприємство, де виділяється велика кількість тепла у вигляді відпрацьованих газів. Установка АТН дозволяє використовувати цю теплову енергію для обігріву виробничих приміщень взимку або влітку охолодження. В результаті підприємство знижує витрати на енергоресурси та одночасно зменшує викиди.
Тепловий насос абсорбційного типу – це технологічний пристрій, а також система, яка перетворює навіть низькопотенційне тепло на корисну енергію.
Різновиди абсорбційних теплових насосів
Залежно від використовуваного холодоагенту та області застосування абсорбційні теплові насоси поділяються на декілька типів:
- Водо-аміачні. Основний холодоагент – аміак, а абсорбент – вода.
- Літій-бромідні. Використовують літій-бромідний розчин як абсорбент. Ці теплові насоси часто застосовуються для кондиціонування повітря.
- Одноступінчасті та багатоступінчасті. Перші використовуються для невеликих об’єктів, тоді як другі підходять для промислового застосування, адже там вони забезпечують вищу продуктивність.
Джерела теплової енергії для АТН
Ці пристрої є універсальними у виборі джерел теплової енергії. Вони можуть працювати на:
- природному газу;
- сонячній енергії;
- геотермальному теплі;
- теплі відпрацьованих газів у промисловості.
Це дозволяє інтегрувати АТН у різні енергетичні системи, включаючи відновлювані джерела. Тож це ідеальне рішення для скорочення витрат та зниження екологічного впливу.
Переваги абсорбційних теплових насосів
Експлуатація зовнішнього тепла замість електроенергії зменшує загальні витрати. Холодоагенти, такі як вода та аміак, безпечні для навколишнього середовища та мають низький потенціал глобального потепління.
Абсорбційні теплові насоси підходять як для житлових будинків, так і для комерційних об’єктів та промисловості. Відсутність високошумних компресорів сприяє їх використанню у житлових районах.
Однією з головних переваг АТН вважається можливість роботи на теплі, отриманому від поновлюваних чи вторинних джерел. Наприклад, використання сонячних панелей – це потенційна відмова від викопного палива. Крім того, інтеграція насосів абсорбційного типу в існуючі системи опалення дозволяє знизити навантаження на енергомережі та зменшити викиди вуглекислого газу.
Де використовуються абсорбційні теплові насоси
Дані пристрої знаходять застосування в різних областях.
- Житлові будинки. Тут вони встановлюються для опалення та гарячого водопостачання, забезпечуючи економію ресурсів та зручність.
- Промислові об’єкти. Тут АТН використовуються для утилізації надлишкового тепла, наприклад відпрацьованих газів, що підвищує загальну енергоефективність підприємства.
- Комерційний сектор. У торгових центрах, офісах та готелях вони забезпечують кондиціювання повітря та гарячу воду.
- Сільське господарство. Такі насоси нерідко застосовують для обігріву теплиць або закриття відповідних потреб тваринницьких господарств.
З розвитком технологій теплові насоси абсорбційного типу стають все більш ефективними та доступними. Нові матеріали, більш досконалі конструкції та оптимізовані робочі процеси – ось що сприяє їхньому становленню як незамінних елементів існуючих енергосистем.
Абсорбційні теплові насоси – це як технологічне досягнення, так і рішення, яке допомагає створювати комфортні умови для життя та роботи, знижуючи при цьому негативний вплив на природу.
