YORK-HITACHI – Assorbitori – 105-6153 kW

INTRO

Le attuali esigenze in fatto di salvaguardia ambientale e di contenimento dei consumi energetici richiedono impianti di produzione di acqua refrigerata in cui siano evitati sforamenti dei limiti di consumo durante i periodi di picco ed in cui non siano utilizzati refrigeranti contenenti cloro. In un sempre crescente numero di applicazioni caratterizzate dalla disponibilità di calore da dissipabile o di acqua calda a temperatura relativamente bassa i refrigeratori ad assorbimento ad uno stadio rappresentano la soluzione ideale per l’abbattimento dei costi di gestione senza significativi aggravi dei costi di installazione. E’ per questo motivo che Johnson Controls è fiera di presentare i Refrigeratori ad Assorbimento Monostadio YHAU-CL di concezione industriale che, caratterizzati da un’estrema robustezza e da un sistema di controllo, sono stati concepiti per offrire la massima affidabilità e prestazioni ottimali. Tra le applicazioni particolarmente adatte all’uso dei refrigeratori ad assorbimento YHAU-CL si possono per esempio citare quelle di:

• Cogenerazione di Energia Elettrica e Calore – In esse l’acqua calda a bassa temperatura che esce dai condensatori accoppiati alle turbine usate per la produzione di potenza elettrica hanno ancora un notevole contenuto entalpico. In questi impianti i refrigeratori YHAU-CL utilizzando il calore contenuto in quest’acqua (che sarebbe viceversa da disperdere) possono produrre acqua refrigerata con costi gestionali pressoché nulli.
• Recupero del Calore da Disperdere – Anche in queste applicazioni il recupero del calore sottoprodotto da impianti industriali o contenuto nelle acque di raffreddamento delle turbine a gas consente la produzione do acqua refrigerata con costi quasi nulli.
• Gestione dei Consumi Elettrici di Picco – In applicazioni caratterizzate da carichi di picco particolarmente pronunciati il primo costo dei refrigeratori YHAU-CL che è decisamente contenuto rispetto a quello di refrigeratori ad assorbimento bistadio può decurtare drasticamente i periodi di ritorno dell’investimento.

FUNZIONAMENTO
Il refrigerante utilizzato dai refrigeratori ad assorbimento monostadio (alimentati ad acqua calda) è acqua mentre la sostanza assorbente è una soluzione di Bromuro di Litio (LiBr). La forte affinità tra queste due sostanze è ciò che rendo possibile il funzionamento del ciclo frigorifero di tali refrigeratori in quanto la tensione di vapore della soluzione di LiBr inferiore a quella del refrigerante. In particolare la tensione di vapore della soluzione dipende dalla quantità di refrigerante (acqua) che è in essa presente e dalla temperatura della soluzione stessa. L’intero processo avviene pressoché sotto vuoto assoluto.

EVAPORATORE – ASSORBITORE A DUE STADI
Sia l’evaporatore che l’assorbitore sono divisi in due parti. Questa soluzione, che è del tutto innovativa è pressoché analoga a quella di due scambiatori a flusso incrociato collegati in serie ha il vantaggio di fare in modo che la concentrazione media della soluzione nel circuito frigorifero possa risultare inferiore a quella dei cicli dotati di assorbitore/evaporatore di concezione tradizionale. In tal modo l’efficienza del ciclo risulta aumentata ed è anche possibile alimentare il generatore con acqua a temperatura più modesta.

Le due parti dell’evaporatore hanno il lato acqua collegato in serie ed in altre parole l’acqua fluisce dapprima attraverso i tubi dell’evaporatore inferiore e poi in quelli dell’evaporatore
superiore. Poiché ciascun evaporatore funziona con il lato refrigerante a pressioni e temperature leggermente diversificate, nell’evaporatore inferiore il refrigerante bolle quindi ad una temperatura leggermente superiore a quella a cui bolle nell’evaporatore superiore con la conseguenza che l’acqua viene refrigerata in due gradini. Nelle due parti in cui è diviso l’assorbitore la soluzione concentrata entra prima in quella superiore e poi fluisce attraverso quella inferiore. La soluzione concentrata che entra nell’assorbitore superiore ha una tensione di vapore inferiore e quindi fa in modo che la parte inferiore dell’evaporatore possa funzionare con una pressione ed una temperatura più basse. Quando la soluzione di LiBr entra nell’assorbitore inferiore è già parzialmente diluita dal
vapore di refrigerante che si è sprigionato nell’evaporatore superiore. Poiché con la bassa concentrazione fin qui ottenuta la tensione di vapore non è sufficiente ad abbassare la pressione nell’evaporatore quanto basta per ottenere acqua refrigerata alla temperatura richiesta. Tuttavia, poiché nell’evaporatore inferiore avviene solo il primo gradino del processo di raffreddamento, la tensione di vapore ottenuta risulta comunque sufficiente a far sì che nell’evaporatore inferiore possano essere mantenute la temperatura e la pressione necessarie. L’acqua di raffreddamento entra dapprima nell’assorbitore inferiore mantenendo la tensione di vapore della soluzione più diluita sul valore più basso possibile.

SCAMBIATORE DELLA SOLUZIONE
La soluzione diluita che lascia l’assorbitore inferiore viene pompata nel generatore dopo avere attraversato lo scambiatore della soluzione nel quale si preriscalda. Il preriscaldamento della soluzione diluita da una parte riduce il carico termico che grava sulla fonte di calore e dall’altra raffredda la soluzione concentrata prima che quest’ultima entri nell’assorbitore superiore.

GENERATORE
Il generatore è di tipo “Falling Film” per assicurare una sostanziale riduzione dell’usura e dell’incrostazioni alle quali sono soggetti i supporti del fascio tubiero. La tecnologia
Falling Film garantisce inoltre un buon incremento dello scambio di calore ed una maggior lunghezza della vita operativa dei tubi. Un altro vantaggio offerto da tale tecnologia è la riduzione della quantità di soluzione necessaria per il funzionamento dell’apparecchio che comporta a sua volta una riduzione dei tempi di messa a regime dopo un avviamento a freddo. I tubi sono in acciaio inossidabile e sono disposti in controcorrente in serie in modo da potere ottenere temperature d’uscita dell’acqua refrigerata più basse possibili. La soluzione preriscaldata che entra nella parte superiore del fascio tubiero del generatore viene riscaldata dall’acqua calda (che è la fonte di calore) la quale circola all’interno dei tubi del fascio tubiero. I vapori che si sprigionano dall’ebollizione della soluzione migrano nel condensatore provocando la concentrazione della soluzione che rimane nel generatore. La soluzione concentrata viene poi raffreddata prima di venire distribuita nell’assorbitore superiore.

CONDENSATORE
I vapori di refrigerante che escono dal generatore condensano nel condensatore trasformandosi così in refrigerante liquido. Il refrigerante liquido viene poi distribuito nella parte inferiore dell’assorbitore.