Принцип работы АБТН
Входящий в АБТН от источника поток тепловой энергии с температурой выше 140 °С поступает в генератор чиллера, где через теплопередающую поверхность трубного пучка обеспечивает подвод теплоты и кипение концентрированного раствора «вода-LiBr», который находится в межтрубном пространстве пучка. Благодаря свойствам раствора при его кипении генерируется практически чистый водяной пар.
Поток полученного пара из генератора поступает в конденсатор АБТН, где конденсируется при том же давлении, и через теплопередающую поверхность медного трубного пучка, которую пар омывает снаружи, нагревает поток горячей воды, протекающий внутри труб и поступающий далее потребителю тепловой энергии.
Поток конденсата, полученного из водяного пара раствора, из конденсатора попадает в испаритель АБТН, в котором давление поддерживается на более низком уровне, обеспечивающем кипение полученного потока жидкости уже при температуре +180 °С. Для подвода теплоты, требуемой для обеспечения указанного процесса парообразования, используется теплоноситель, чаще всего вода, протекающая внутри медных труб теплопередающего пучка испарителя и транспортирующая к АБТН утилизируемый поток тепловой энергии от низкотемпературного источника: промышленные и коммунальные тепловые вторичные энергоресурсы (ВЭР) и прочие с температурой выше 180 °С. Полученный в испарителе водяной пар направляется в абсорбер, где при том же давлении, что и в испарителе, в соответствии с уравнением сорбционного равновесия более горячим слабо концентрированным раствором «вода-LiBr», поступающим в абсорбер из генератора, теплота процесса сорбции через теплопередающую поверхность абсорбера нагревает поток горячей воды и транспортируется к потребителю вместе с потоком теплоты процесса конденсации, протекающего в конденсаторе и описанного ранее.
Обедненный раствор перекачивается из абсорбера в генератор, где из него выпаривается вода в соответствии с описанным процессом, и обратный цикл продолжается в соответствии с изложенной процедурой.
Таким образом, в простейшем случае АБТН представляет собой сочетание четырех теплообменников, размещенных в одном корпусе. Два теплообменника (генератор и конденсатор) работают при более высоком давлении, и их назначение – получить практически в чистом виде легкокипящую жидкость – в данном случае воду. Два других теплообменника (испаритель и абсорбер) работают при пониженном давлении. Их задачей является отвод тепловой энергии от источника и превращение полученного пара в компонент жидкого раствора. В ходе описанных превращений от абсорбера и конденсатора отводится теплота соответствующих процессов сорбции и конденсации, которая передается нагреваемому теплоносителю, например, сетевой воде. Требуется лишь исключить переход температур хладагента через граничные значения, не допустимые для раствора воды в бромистом литии, как при хранении, так и в процессе эксплуатации. Для повышения энергетической эффективности схема усложняется введением в нее регенеративных теплообменников.
Главное достоинство абсорбционных тепловых насосов — это возможность использовать для своей работы не дорогое электричество, а любой источник тепла достаточной температуры и мощности — перегретый или отработанный пар, природный газ или выхлопные газы. При этом одновременно происходит процесс утилизации вторичных энергоресурсов (бросовое тепло) предприятий промышленности, энергетики.