Абсорбционный чиллер – передовое решение по утилизации тепла

А.В. Бычков – группа компаний «Полель»

Начало XXI века характеризуется резким ростом потребности в электроэнергии во всем мире, что заставляет ученых и инженеров искать альтернативные источники энергии или минимизировать ее расход в действующем оборудовании. И здесь не всегда главным является стоимость электроэнергии даже при постоянном росте цен на киловатты. Очень часто приходится внедрять энергосберегающие технологии только потому, что в конкретном проекте недостаточно электрической мощности, необходимой для работы оборудования.
В связи с этим весьма актуальны технологии, позволяющие максимально эффективно использовать уже имеющиеся ресурсы. Такие побочные источники тепловой энергии, как сбросная горячая вода и отработанный пар (будучи по сути даровыми для потребителя продуктами энергетического и промышленного производства) способны существенно удешевить схемы выработки холода для современных климатических и промышленных установок.
Компания SANYO (Япония) одной из первых начала активно работать над созданием климатического оборудования на основе энергосберегающих технологий, в частности абсорбционных чиллеров. Сорокалетний опыт разработки, изготовления и эксплуатации, применение передовых технологий в сочетании с традиционным качеством позволили компании стать признанным лидером в производстве абсорбционных машин различного типа.
В чиллерах SANYO используются различные источники нагрева – газ, пар, горячая вода, что дает возможность выбрать оптимальную модель в зависимости от местных источников энергии. Перспективными в этом плане являются промышленные объекты, на которых в процессе производства образуется так называемая сбросная вода – в частности, широко распространенные сейчас автономные газовые электростанции. Сбросная вода внешнего контура охлаждения двигателя, имеющая температуру 80...95 °С, может использоваться для нагрева теплоносителя абсорбционного чиллера. Таким образом, сбросное тепло будет работать на производство холода, а не рассеиваться в атмосфере. Сам чиллер будет выполнять функцию радиатора для этой газовой электростанции.
В качестве источника тепла для абсорбционной установки может использоваться также пар. Как правило, постоянно работающие котельные могут поставлять в летний период очень дешевый пар, так как его потребление падает. Поэтому и себестоимость единицы холода, произведенной чиллером с использованием пара, значительно ниже, чем при использовании электроэнергии.
Абсорбционные чиллеры SANYO имеют целый ряд отличительных особенностей. Прежде всего, в них используется идеальный с точки зрения экологии хладагент – вода.
Основным достоинством чиллеров SANYO является очень низкое потребление электроэнергии. Так, ее расход для компрессионного чиллера составляет 0,85 кВт•ч на одну единицу RT (refrigerant ton), в то время как для абсорбционного чиллера SANYO этот показатель составляет всего 0,013 кВт•ч.
Другое очевидное преимущество чиллеров SANYO перед компрессионными – почти полное отсутствие движущихся частей и, соответственно, низкий уровень шума и вибрации. Для установки абсорбционного чиллера требуется отдельное технологическое помещение в здании, но по сравнению с другими охладительными машинами чиллеры SANYO имеют относительно малые размеры.
Системы контроля, которыми оснащаются абсорбционные чиллеры, осуществляют следующие функции:
•    контроль температуры охлажденной воды;
•    предохранение охлажденной воды от замерзания;
•    предохранение абсорбента от кристаллизации;
•    контроль температуры, давления и уровня абсорбента в высокотемпературном генераторе и т.д.
Применение новой цифровой системы PID-контроля (пропорциональное, интегральное, дифференциальное управление) позволяет с большой точностью стабилизировать температуру охлажденной воды, автоматически отслеживать концентрацию абсорбента. Инверторное управление насосом абсорбента дает возможность изменять поток абсорбента в соответствии с нагрузкой, что дополнительно снижает энергозатраты на 5%.
В настоящее время специалисты группы компаний «Полель» участвуют в создании системы тригенерации – одновременного получения электрической, тепловой и охлаждающей энергии от одного источника – для возводимого в г. Воронеже комплекса зданий аквапарка. С этой целью было применено следующее оборудование:
•    3 газопоршневые установки фирмы Deutz TCG2016V16K (мощностью по 678 кВт);
•    абсорбционный чиллер нагрева сбросной горячей водой фирмы SANYO TSA-LE-22 (мощностью 633 кВт).
Абсорбционный чиллер введен в общую технологическую систему для использования рекуперированной тепловой энергии энергетических модулей. Несмотря на то, что модули могут работать в присутствии городской сети, энергоблок в данном случае будет работать строго автономно.
Одновременно ведутся работы по созданию чиллера SANYO TSA-LE-42 производительностью 1,3 МВт на заводе пластиковых изделий в Московской области. Он дополнит уже сданную в эксплуатацию абсорбционную установку прямого нагрева. Данные агрегаты используются для получения больших объемов холода в производственном цикле.
Подтверждая тезис, заявленный в названии статьи, оценим величину экономии для заказчика. Рассмотрим два режима работы оборудования: экономичный – 16 ч в сутки, и режим полной загрузки – 24 ч в сутки. Годовая нагрузка на чиллер составит, соответственно, 3120 и 4680 часов. При действующем тарифе на электроэнергию 1,53 р./кВт•ч для первой системы получим снижение расходов на электроэнергию для производства холода
(0,85–0,013)•633•1,53•3120=2529153,43 р. для экономичного режима и
(0,85–0,013)•633•1,53•4680=3793730,15 р. – для режима полной загрузки.
Во втором случае использование чиллера в производственном цикле означает снижение прямых материальных затрат на 5194122,4 р. и 7791184,12 р.
Таким образом, абсорбционные чиллеры SANYO, работающие на воде и паре, могут принести существенную выгоду и с точки зрения технологии, и экологии, и в финансовом плане. Турбины и Дизели