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大きな建物や産業プロセスを冷却することになると、吸収チラーは冷蔵にユニークなひねりを加えます。電気コンプレッサーに依存する従来のシステムとは異なり、これらのチラーは、廃棄物源や天然ガスからの熱を使用して、冷却プロセスを駆動します。これにより、エネルギー志向の施設の傑出した選択肢になります。エンジニア、施設のマネージャーであろうと、革新的なHVAC技術に興味をそそられているかどうかにかかわらず、この記事では、吸収チラーの仕組み、主要なコンポーネント、および特定のシナリオのゲームチェンジャーである理由を解きました。
吸収チラーとは何ですか？
吸収チラーは、熱エネルギーを活用して冷却水を生成する冷凍システムであり、それを使用して空気やプロセスを冷却するために使用されます。モーター駆動型コンプレッサーで冷媒を機械的に圧縮する代わりに、吸収と呼ばれる化学プロセスを使用して、典型的には水と臭化リチウム（LIBR）を使用して熱を伝達します。この熱駆動型のアプローチは、蒸気圧縮チラーと際立っているため、豊富な熱源や電力コストを削減する必要性があるサイトに最適です。
魔法は、廃熱を回す能力にあります - 発電所からの蒸気やソーラーアレイからのお湯を考えてください - 有用な冷却。病院、大学、化学プラントなどの大規模なアプリケーションで一般的な吸収チラーは、10トンから1,500トン以上の冷却能力の範囲であり、気候制御に持続可能なひねりを加えています。
吸収チラーはどのように機能しますか？
吸収サイクルは蒸気圧縮サイクルを模倣しますが、熱エネルギーの機械的パワーを交換します。例として、臭化リチウムシステムを使用して、プロセスを段階的に見てみましょう。
- 蒸発：サイクルは蒸発器で始まり、そこでは液体水（冷媒）が温かい返品水（54°Fまたは12°C）を運ぶチューブバンドルの上に噴霧されます。 0.12 psi（0.008 bar）の深い真空の下で、水は低温（約40°Fまたは4°C）で蒸発し、チューブから熱を吸収します。これにより、水が44°F（7°C）に寒くなり、その後、建物を冷却するために汲み上げられます。
- 吸収：水蒸気は吸収体にドリフトを生成し、そこで濃縮臭化リチウム溶液を満たします。強力な吸収剤であるLibrは、蒸気を吸収し、それを液体に戻し、その過程で熱を放出します。この希釈溶液は、吸収効率を高めるために真空下に保たれます。
- 世代：現在希釈されているLIBR溶液は発電機に送り込まれます。発電機には、蒸気、温水（190°Fまたは88°Cを超える）、またはガスバーナーからの熱が吸収水を排除します。これにより、水蒸気が次の段階に上昇しますが、これは再びLibrを集中します。熱源はここのエンジンであり、電気なしでサイクルを駆動します。
- 結露：水蒸気はコンデンサーに入り、そこで冷却媒体（通常は85°Fまたは29°Cの冷却塔からの水）に熱を放出します。冷めると、蒸発器に戻る準備ができて液体に戻ります。
- サイクルリピート：液体の水は、スロットルバルブを介して蒸発器に戻り、圧力を下げ、濃縮されたLibrが吸収体に戻り、ループを生き生きと維持します。
この熱と化学の踊りは、流体の動きのためにコンプレッサーではなくポンプに依存して、最小限の可動部品で冷やした水を生成します。単一効果チラーは1つのヒートステージを使用しますが、ダブルエフェクトモデルは2番目の発電機を追加して効率を高め、多くの場合、熱入力単位あたりの冷却出力を2倍にします。
吸収チラーの重要なコンポーネント
各部分は精度のために設計されています：
- エバポレーター：水が蒸発し、循環水を冷やす真空チャンバー。多くの場合、最大の熱伝達のためのシェルアンドチューブ設計。
- アブソーバー：蒸気を吸収剤（LIBR）と混合します。通常、スプレーシステムまたは詰められたベッドで、接触エリアをブーストします。
- ジェネレータ：熱駆動心、冷媒を吸収剤から分離します。 15 psi（1 bar）の蒸気または240°F（115°C）のお湯が一般的です。
- コンデンサー：蒸気を冷却して凝縮し、通常は熱拒絶のために冷却塔と組み合わせます。
- 熱交換器：ホット濃縮溶液が吸収体に戻り、エネルギー廃棄物をスラッシングして、発電機に向かう希釈溶液を予熱します。
- ポンプとバルブ：流体を動かし、真空を維持します。
一部のユニットは、アンモニアを吸収剤として水のある冷媒として使用し、-20°F（-29°C）凍結などの低温用途のペアリングを逆転させます。
なぜ吸収チラーを使用するのですか？
吸収チラーは特定のコンテキストで輝きます：
- 熱の利用：彼らは、排気を生成するコゲン植物からの廃熱を回します（149°C）排気を生成し、冷却、電気需要の削減。病院は、この方法で冷却コストを50％節約する可能性があります。
- 低電力の使用：コンプレッサーの電力のわずか5〜10％を描くポンプでは、電気が高価または信頼できない場合に最適です。
- 静かな操作：ro音のコンプレッサーは、騒音レベルが約60 dBAのホバリングを意味します。蒸気圧縮ユニットの80+ DBAと比較して、library-quietです。
- 環境に優しい：水式システムにはゼロオゾンの枯渇電位（ODP）があり、アンモニアオプションはGWPが0のGWPを誇っています。
アプリケーション
- 地区冷却：大学のキャンパスでは、近くの発電所からの蒸気で燃料を供給された1,000トンの吸収チラーを使用して、寮やラボを冷却する場合があります。
- 産業プロセス：50°F（10°C）での化学植物の冷えた発熱反応は、原子炉からの廃熱を引き、効率を高めることができます。
- 食品貯蔵：アンモニア水チラーは、沿岸倉庫の-40°F（-40°C）で魚を凍結し、電気が不足しているガスバーナーを活用します。
醸造所を描く：発酵タンクは、安定した55°F（13°C）冷却が必要です。バイオマスボイラーからの温水を搭載した吸収チラーは、グリッドリライアンスを削減しながらビールを完璧に保ちます。
詳細にメリット
- エネルギー効率：ダブルエフェクトチラーは、1.2のパフォーマンス係数（COP）にヒットします。単位単位あたりの1.2ユニットの冷却を生成します。単一効果モデルの場合は0.7です。
- コスト削減：安価な熱があるエリア（たとえば、5ドル/mmbtuガス対0.15ドル/kWh電気）では、運用コストは30〜40％減少します。
- 長寿：可動部品が少ないと、ユニットが25年間続くことが多いことが多く、コンプレッサーベースのシステムを摩耗しやすいものにします。
最後の言葉
吸収チラーは巧妙なひねりで熱を冷たくし、大規模な冷却のための持続可能な低電気オプションを提供します。豊富な植物のコストを削減することから、静かに冷えているキャンパスまで、それらはニッチでありながら強力なツールです。施設を改造するか、グリーンテックを探索するかにかかわらず、吸収チラーを理解することで、よりスマートなソリューションのロックを解除できます。この熱駆動型の魔法を利用することは興味がありますか？ HVACスペシャリストに手を差し伸べて、冷却パズルに合うかどうかを確認してください！
