Повторное использование отработанного тепла на производстве сегодня уже является привычной практикой для многих предприятий. В числе не самых очевидных, но эффективных применений — использование низкопотенциального тепла для получения холода для технологических процессов. Традиционное оборудование для выработки холода — парокомпрессионные электрические чиллеры. Более выгодная альтернатива им, позволяющая экономить электроэнергию, и решающая обе задачи (получение холода и утилизацию отработанного тепла) — абсорбционные холодильные установки.
Вместе с «Клубом ПИ» считаем, какую экономию принесут вашему предприятию новые технологии.
В абсорбционных холодильных установках (АБХМ) для обеспечения охлаждения вместо механической энергии сжатия используется тепловая энергия.
Механический паровой компрессор заменяется тепловым компрессором (см. рисунок), состоящим из абсорбера, генератора, насоса и дросселирующего устройства. Пары хладагента из испарителя поглощаются смесью раствора в абсорбере. Эта смесь затем закачивается в генератор, где хладагент повторно испаряется, для этого в качестве источника тепла используется отработанный пар. Затем раствор без хладагента возвращается в абсорбер через дросселирующее устройство. Две наиболее распространенные комбинации хладагента и абсорбента, используемые в АБХМ — вода + бромид лития или аммиак + вода.
По сравнению с механическими (парокомпрессионными) чиллерами, абсорбционные холодильные установки (пароконденсационные чиллеры) имеют меньший холодильный коэффициент (COP — coefficient of performance, являющийся отношением холодопроизводительности чиллера к подведенному теплу). Тем не менее, они могут существенно снизить эксплуатационные расходы, поскольку АБХМ работают на низкопотенциальном отработанном тепле, в то время как парокомпрессионные холодильные установки приводятся в действие электродвигателем.
Мощные абсорбционные холодильные установки на паре низкого давления могут иметь производительность от 20 до 1200 м3/ч. Такие машины производятся одно- и двухступенчатыми. Одноступенчатые АБХМ обеспечивают СОР на уровне 0,7-0,8 и требуют на тонну охлажденной воды около 8-9 кг пара под давлением 1 бар.
Двухступенчатые АБХМ обеспечивают СОР порядка 1,4-1,5, но в качестве греющего источника требуют высокопотенциальное тепло, потребляя на тонну охлажденной воды около 7-8 кг пара под давлением от 7 до 10 бар.
Считаем экономию
На предприятии, где пар низкого давления выбрасывается в атмосферу, используется парокомпрессионный чиллер с СОР 4,0. Установка используется 4000 ч/год и производит в среднем 300 т хладагента. Стоимость электроэнергии для предприятия составляет 3,9 р. за кВтч.
Вместо механического чиллера можно установить АБХМ, требующую 2,45 т/ч пара давлением 1 бар, что позволит сэкономить на электроэнергии:
Ежегодная экономия = 300 т * (3,517 кВт / 4,0) * 4000 ч/год * 3,9 р. = 4 114 890 р.
Действуем
Определите экономическую эффективность замещения части вашей холодильной нагрузки абсорбционной холодильной установкой на отработанном паре. Для этого выполните следующие действия:
- Обследуйте оборудование, чтобы определить источники и наличие отработанного пара.
- Определите требования к холодильной нагрузке и затраты на удовлетворение этих требований с помощью существующих механических чиллеров или нового оборудования.
- Получите коммерческое предложение на поставку абсорбционной холодильной машины на отработанном паре на условиях «под ключ».
- Рассчитайте полную стоимость оборудования с учетом возможных расходов на протяжении всего срока эксплуатации и оцените, насколько этот показатель соответствует критериям инвестиционной привлекательности проектов, принятым в вашей компании.
Статья подготовлена Валентином Рубцовым с использованием материалов сайта https://www.energy.go
