Resfriador de absorção de exaustão

2.1 Princípio de funcionamento

O resfriador de absorção de gases de combustão (LiBr), também conhecido como resfriador ou aquecedor de gases de combustão por absorção, é um sistema que utiliza a energia térmica de gases de combustão de alta temperatura (300-600 °C) para gerar resfriamento ou aquecimento. O fluido de trabalho em circulação é a solução de brometo de lítio (LiBr). O LiBr atua como absorvente e a água como refrigerante.

O sistema compreende principalmente o gerador de alta temperatura (HTG), o gerador de baixa temperatura (LTG), o condensador, o evaporador, o absorvedor, o trocador de calor de alta temperatura (HT), o trocador de calor de baixa temperatura (LT), o sistema automático de purga de ar, a bomba de vácuo e a bomba encapsulada, entre outros.

Princípio de aquecimento:A água refrigerante no evaporador evapora da superfície do tubo condutor de calor. À medida que o calor da água gelada é removido do tubo, a temperatura da água diminui e quantidades de resfriamento são geradas. O vapor refrigerante evaporado do evaporador é absorvido pela solução mista no absorvedor, diluindo-a. Em seguida, a solução diluída no absorvedor é bombeada para o trocador de calor de baixa temperatura (LT), onde o fluxo da solução se divide em dois caminhos: uma parte é direcionada para o gerador de alta temperatura (HTG) através do trocador de calor de alta temperatura (HT), onde é aquecida pelo ar de exaustão do HT para produzir vapor refrigerante, tornando-se então uma solução concentrada de alta temperatura. A outra parte da solução é direcionada para o LTG, onde é aquecida pelo vapor refrigerante proveniente do HTG. Após a produção de vapor refrigerante, a solução se torna uma solução concentrada de baixa temperatura. A solução concentrada de alta temperatura no trocador de calor de alta temperatura libera calor antes de convergir com a solução concentrada para formar uma solução mista. Após a solução mista liberar calor no trocador de calor de baixa temperatura e entrar no absorvedor, ela absorve o vapor refrigerante do evaporador, torna-se uma solução diluída e entra no próximo ciclo. O vapor/água refrigerante gerado pelo gerador de alta temperatura é resfriado no condensador para formar água refrigerante, que é ainda mais despressurizada por uma válvula de borboleta. A água refrigerante despressurizada é então enviada para o evaporador, onde é evaporada e utilizada para fins de refrigeração, iniciando-se então o próximo ciclo.

Princípio de aquecimento:O fluxo de água de resfriamento circulante é, portanto, interrompido. A solução diluída no absorvedor é então conduzida pela bomba de solução para o gerador de alta temperatura (HTG) através dos trocadores de calor de baixa e alta temperatura, onde é aquecida pelo ar de exaustão do trocador de alta temperatura para produzir vapor refrigerante. O vapor refrigerante é conduzido diretamente para o evaporador e o absorvedor, onde é utilizado para aquecer a água no evaporador (a água atua como meio de aquecimento) transformando-a em água quente. Após a conclusão do processo de aquecimento, o vapor refrigerante se condensa em água refrigerante. A solução diluída no HTG, que libera vapor refrigerante, é condensada em solução concentrada, entra no absorvedor e se mistura com a água refrigerante para produzir uma solução diluída. Em seguida, a solução diluída é conduzida pela bomba de solução para o próximo ciclo.

O ciclo mencionado ocorre repetidamente, formando um processo de aquecimento contínuo.

2.3Principais componentes e funções

1. Gerador

Função de geração:O gerador é a fonte de energia doresfriadorA fonte de calor entra no gerador e aquece a solução diluída de LiBr. A água na solução diluída evapora na forma de vapor refrigerante e entra no condensador. Enquanto isso, a solução diluída se concentra, tornando-se uma solução concentrada.

Com uma estrutura de casco e tubos, o gerador é composto por tubo de transferência de calor, placa tubular, placa de suporte, casco, caixa de vapor, câmara de água e placa defletora. Por ser o recipiente de maior pressão dentro do sistema de bomba de calor, o gerador possui um vácuo interno próximo de zero (uma micropressão negativa).

2. Condensador

Função do condensador:O condensador é uma unidade de geração de calor. O vapor refrigerante proveniente do gerador entra no condensador e aquece a água quente sanitária (AQS) a uma temperatura mais elevada. Assim, obtém-se o efeito de aquecimento. Após aquecer a AQS, o vapor refrigerante condensa-se na forma de vapor refrigerante e entra no evaporador.

Com uma estrutura de casco e tubos, o condensador é composto por tubos de transferência de calor, placa tubular, placa de suporte, casco, tanque de armazenamento de água e câmara de água. Normalmente, o condensador e o gerador são interligados diretamente por tubulações, de modo que possuem basicamente a mesma pressão.

3. Evaporador

Função do evaporador:O evaporador é uma unidade de recuperação de calor residual. A água refrigerante do condensador evapora da superfície do tubo de transferência de calor, removendo o calor e resfriando a água gelada dentro do tubo. Dessa forma, o calor residual é recuperado. O vapor refrigerante que evapora da superfície do tubo de transferência de calor entra no absorvedor.

Com uma estrutura de casco e tubos, o evaporador é composto por tubo de transferência de calor, placa tubular, placa de suporte, casco, placa defletora, bandeja de gotejamento, aspersor e câmara de água. A pressão de trabalho do evaporador é de aproximadamente 1/10 da pressão do gerador.

4. Absorvedor

Função do absorvedor:O absorvedor é uma unidade de geração de calor. O vapor refrigerante proveniente do evaporador entra no absorvedor, onde é absorvido pela solução concentrada. A solução concentrada se transforma em uma solução diluída, que é bombeada para o próximo ciclo. Enquanto o vapor refrigerante é absorvido pela solução concentrada, grandes quantidades de calor são produzidas e aquecem a água quente sanitária a uma temperatura mais elevada. Assim, o efeito de aquecimento é alcançado.

Com uma estrutura de casco e tubos, o absorvedor é composto pelo tubo de transferência de calor, placa tubular, placa de suporte, casco, tubo de purga, pulverizador e câmara de água. O absorvedor é o recipiente de menor pressão dentro do sistema de bomba de calor e está sujeito ao maior impacto do ar não condensável.

5. Permutador de calor

Função do trocador de calor:O trocador de calor é uma unidade de recuperação de calor residual utilizada para recuperar o calor da solução de LiBr. O calor da solução concentrada é transferido pelo trocador de calor para a solução diluída, melhorando a eficiência térmica.

Com uma estrutura de placas, o trocador de calor apresenta alta eficiência térmica e um notável efeito de economia de energia.

6. Sistema automático de purga de ar

Função do sistema:O sistema de purga de ar está pronto para bombear o ar não condensável para fora da bomba de calor e manter um alto vácuo. Durante a operação, a solução diluída flui em alta velocidade para criar uma zona de baixa pressão localizada ao redor do bocal ejetor. Dessa forma, o ar não condensável é bombeado para fora da bomba de calor. O sistema opera simultaneamente com a bomba de calor. Enquanto a bomba de calor está funcionando, o sistema automático ajuda a manter um alto vácuo interno, garantindo o desempenho do sistema e maximizando sua vida útil.

O sistema de purga de ar é composto por ejetor, resfriador, separador de óleo, cilindro pneumático e válvula.

7.Bomba de solução

A bomba de solução é utilizada para fornecer a solução de LiBr e garantir o fluxo normal dos fluidos de trabalho dentro da bomba de calor.

A bomba de solução é uma bomba centrífuga totalmente fechada, encapsulada, que apresenta zero vazamento de líquido, baixo ruído, alto desempenho à prova de explosão, manutenção mínima e longa vida útil.

8. Bomba de Refrigerante

A bomba de refrigeração é utilizada para fornecer água refrigerante e garantir a pulverização normal da água refrigerante no evaporador.

A bomba de refrigeração é uma bomba centrífuga totalmente fechada, encapsulada, que apresenta zero vazamento de líquido, baixo ruído, alto desempenho à prova de explosão, manutenção mínima e longa vida útil.

9. Bomba de vácuo

A bomba de vácuo é utilizada para purga a vácuo na fase de inicialização e para purga com ar na fase de operação.

A bomba de vácuo possui uma roda de palhetas rotativa. O segredo do seu desempenho está no gerenciamento do óleo de vácuo. A prevenção da emulsificação do óleo tem um impacto claramente positivo no desempenho da purga de ar e ajuda a prolongar a vida útil.

10.Armário Elétrico

Como centro de controle da bomba de calor LiBr, o painel elétrico abriga os principais controles e componentes elétricos.