ВОПРОСЫ ТЕОРИИ. И ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ. ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ. ГЕЛИОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

РЕГЕНЕРАЦИЯ АБСОРБЕНТА В АБСОРБЦИОННЫХ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВКАХ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

В любых климатических условиях появляется необхо­димость в испарительном охлаждении воздуха. Примене­ние открытого абсорбционного цикла обеспечивает новые возможности для создания перспективных систем конди­ционирования воздуха. Схема состоит из осушительной ча­сти и блока испарительного охлаждения.

Эффективное решение указанной задачи заключается в применении тепломассообменного аппарата (ТМА) совме­щенного типа. В пределах одного устройства реализуются сразу несколько процессов, основной и вспомогательный, чем значительно сокращается число ТМА в представлен­ной схеме (рис. 1.56) по сравнению с аналогичными, раз­работанными ранее, где каждый этап технологического процесса последовательно осуществлялся каждый в своем типе аппарата [125].

Рис. 1.56.

Схема альтернативной си­стемы кондиционирования воздуха с гелиосистемой в качестве греющего источ­ника и абсорбером с вну­тренним испарительным охлаждением

1 — непрямой испаритель­

ный охладитель, 2 - наруж­ный воздух, 3 - абсорбер,

4 - десорбер, 5 - испаритель­ная установка; 6 - гелиосисте­ма, 7 - солнечный коллектор,

8 - бак-аккумулятор 9 - до­полнительный греющий источ­ник, 10-12 - регенеративные теплообменники, 13 - подпит­ка водой, 14 - сброс воздуха в атмосферу

Примером такого рационального совмещения основных и вспомогательных процессов в едином ТМА могут слу­жить все основные компоненты схемы: непрямой испари­тельный охладитель НИО 1 в охладительной части альтер­нативной системы кондиционирования воздуха (АСКВ), абсорбер (АБР) 3 и десорбер (ДБР) 4 в осушительной части схемы.

В НИО осуществляется процесс охлаждения основного воздушного потока при неизменном влагосодержании, ре­ализуемый в «сухой» части аппарата. Этот процесс обеспе­чивается испарительным охлаждением воды, рециркули­рующей через каналы «мокрой» части НИО. Охлажденная водяная пленка отводит тепло от основного воздушного потока через тонкую теплопроводную стенку. Оба про­цесса протекают одновременно в одном многоканальном аппарате НИО, но в его чередующихся каналах. Схема контакта потоков воды и воздуха в «мокрой» части НИО - противоточная; основного и вспомогательного воздушных потоков - поперечноточная.

В абсорбере основным является процесс осушения пленкой абсорбента воздушного потока, поступающего в дальнейшем в охладительную часть АСКВ. Во второй ча­сти аппарата вспомогательный воздушный поток, взаимо­действуя с водяной пленкой, обеспечивает отвод теплоты абсорбции от основной рабочей части ТМА.

Десорбер устроен аналогично. Процессы десорбции в нем протекают в регенеративной (восстановительной) ча­сти аппарата при взаимодействии стекающей пленки аб­сорбента (слабый раствор) и воздушного потока, выносяще­го из аппарата влагу, а подвод необходимого для десорбции тепла обеспечивается горячей водой, поступающей во вну­треннюю полость галет [128].

Абсорбер с внутренним испарительным охлаждением, таким образом, четырехпоточный, в нем два воздушных потока - основной и вспомогательный, и два жидкост­ных - рециркулирующие через испарительную часть аб­сорбера вода и абсорбент. НИО и ДБР - трехпоточные ап­параты. Основной и вспомогательный воздушные потоки и вода взаимодействуют в НИО, а в ДБР - восстанавливае­мый абсорбент, воздушный поток и вода. Схема контакта воздушных потоков поперечноточная, в осушительной ча­сти - поперечноточная между воздухом и стекающей плен­кой абсорбента; в охладительной части - противоточная между воздухом и стекающей водяной пленкой.

Поперечноточная схема движения контактирующих потоков обеспечивает удобство взаимной компоновки мно­гочисленных ТМА в едином блоке оборудования, снижая количество необходимых «разворотов» воздушных пото­ков (обеспечивая «линейность» схемы сквозного движения потоков воздуха через ТМА). Это позволяет уменьшить чис­ло вентиляторов в схеме и снизить их энергопотребление.

Аппараты НИО, АБР и ДБР устроены идентично и со­держат теплообменные элементы, размещенные внутри аппарата, так что основной и вспомогательный процес­сы протекают в них одновременно. То есть все основные ТМА данной системы могут быть унифицированы, что обеспечивает единство технологических операций при их изготовлении.

Целесообразным решением при разработке подобных систем является использование источников низкопотен­циальной теплоты и, в первую очередь, солнечной энергии. Применение различного типа гелиосистем для частичного или полного обеспечения требуемого температурного уров­ня регенерации абсорбента в открытом абсорбционном ци­кле позволяет обеспечить непрерывность рабочего цикла.

Применение солнечной энергии в качестве греющего источника требует наличия дополнительного дублирую­щего источника, и его выбор зависит от типа и количества применяемых солнечных коллекторов в гелиосистеме. Та - кои дублирующии источник представляет собой газовый или электрический бойлер. Он периодически подогрева­ет теплоноситель до расчетной температуры регенерации, когда неблагоприятные погодные условия не позволяют обеспечить полную регенерацию абсорбента, используя только на солнечную энергию. Он также может работать непрерывно, если рассчитан на использование в комбина­ции с маломощной гелиосистемой, применяемой для пер­вичного подогрева теплоносителя.

Разработанная инженерная методика альтернативних схем абсорбционной системы кондиционирования воздуха позволяет, варьируя концентрацию абсорбента, параме­тры окружающей среды, соотношение расходов (воздуха и абсорбента в осушительном контуре, основного и вспомо­гательного воздушных потоков, рециркулирующей воды к вспомогательному воздушному потоку), определять па­раметры на выходе из системы и подбирать оптимальный вариант комбинированного греющего источника.