Принцип работы тригенерационной установки

В тригенерационной установке две части. Газовый двигатель с генератором делает электричество, а его тепло забирает абсорбционная машина (АБХМ) и превращает в охлаждённую воду для кондиционирования или технологии. Компрессора в машине нет: его работу делает раствор бромистого лития, который жадно поглощает водяной пар. Электричество машина берёт только на насосы, 5–10 кВт на мегаватт холода.

Как абсорбционная машина делает холод из тепла?

В машине четыре аппарата: генератор, конденсатор, испаритель и абсорбер. Хладагентом служит вода, абсорбентом раствор бромистого лития (LiBr).

1. В генераторе внешнее тепло выпаривает воду из раствора. Раствор становится крепче.

2. Водяной пар идёт в конденсатор и снова становится водой, отдавая тепло оборотной воде градирни.

3. Вода попадает в испаритель, где под вакуумом кипит при низкой температуре и забирает тепло у воды потребителя. Вот здесь получается холод.

4. Пар из испарителя поглощает крепкий раствор в абсорбере. Разбавленный раствор насос возвращает в генератор, цикл замыкается.

Как абсорбционная машина делает холод из тепла

Четыре аппарата и два раствора: крепкий идёт в абсорбер, слабый возвращается в генератор.

Из этого видно, почему машине нужна градирня. Тепло, которое пошло в генератор, и тепло, которое взято у потребителя, уходят через конденсатор и абсорбер в оборотную воду. На 1 кВт холода сброс составляет 2,45 кВт у одноступенчатой машины, 1,72 у двухступенчатой, для сравнения у электрического чиллера с COP 5 около 1,20.

Какое тепло подходит для привода машины?

Подойдёт любое тепло достаточной температуры. От температуры зависит число ступеней и холодильный коэффициент (COP): сколько кВт холода получается на 1 кВт тепла.

Классика: ГПУ и АБХМ на горячей воде

Рубашка двигателя и утилизатор выхлопа греют воду до 90 °C, вода идёт в одноступенчатую машину, избыток тепла снимают аварийные радиаторы.

Это самый частый вариант, на нём работает большинство наших объектов. Вода служит посредником между двигателем и машиной, поэтому двигатель и машина разделены теплообменником. Контур двигателя живёт по паспорту двигателя, контур машины по паспорту машины.

Вдвое больше холода: выхлоп прямо в машину

Выхлопные газы через перекидную заслонку идут в двухступенчатую машину. Если холод не нужен, заслонка уводит газ в обход.

Выхлоп горячее воды, поэтому из того же тепла получается вдвое больше холода. Цена за это в газовом тракте: сопротивление машины 200–250 мм вод. ст. складывается с газоходом, отводами, заслонкой и глушителем. Сумма не должна превысить допустимое противодавление двигателя, иначе двигатель теряет мощность. Приоритет всегда за двигателем.

Trigenie: выхлоп и рубашка в одной машине

Одна машина берёт выхлоп с COP около 1,4 и горячую воду рубашки с COP около 0,8.

У Trigenie отдельный генератор для горячей воды рубашки и раздельные генераторы для выхлопа каждого двигателя, поэтому одну машину можно поставить на выхлоп трёх двигателей без смешения газов. Подробнее: Trigenie и АБХМ Thermax.

Какую воду даёт машина и что ей нужно на входе?

Стандартный режим по холоду 12/7 °C. Стандартный минимум на выходе +1 °C, на гликоле −2 °C. У LT и 5G минимум 3,5 °C. Охлаждающая вода от градирни должна быть около 27 °C в рабочем диапазоне 22–32 °C. Двухступенчатые машины принимают воду от 10 °C, одноступенчатые от 20 °C. Расход через испаритель постоянный: машина отключается, если проток упал ниже 50 % номинала.

Как машина запускается и останавливается?

Пуск идёт по порядку. Сначала включается насос холодной воды, через 15 секунд охлаждающая вода. Градирня на старте работает в обход и вентилятор выключен, пока вода на входе машины не нагреется до 20 °C. Греющую воду или пар дают постепенно, первые 10 минут плавно. На режим машина выходит около 30 минут. Поэтому для ЦОД и непрерывной технологии рядом ставят бак-аккумулятор холода или резервный чиллер на пик.

При остановке закрывается греющая среда, и машина уходит в разбавительный цикл: раствор разбавляют, чтобы он не выпал в осадок. Это защита от кристаллизации. Раствор бромистого лития при концентрации 65 % кристаллизуется уже при 42 °C. Провал питания до 3 минут машина переживает, при более долгом нужен разбавительный цикл, а значит резервный ввод или ИБП. Кристаллизация входит в шесть стыков со страницы «Ошибки тригенерации».

Как это выглядит на реальной станции?

Типовая станция с двумя ГПУ, одной машиной и градирней разобрана по кадрам 3D-модели на странице «Тригенерационный комплекс». Схемы под другие источники тепла собраны в атласе, а виды по типам двигателей описаны в разделе «Виды тригенерации».

Двигатель и машина живут каждый по своему паспорту, поэтому кто-то должен отвечать за стык между ними. Если двигатель и холод делят разные подрядчики, он остаётся ничьим. В «Энергии холода» проект, машины Thermax, оборудование NCT, шеф-монтаж и сервис холодового контура собраны в одной компании, там же можно заказать ГПУ.

Чтобы понять, какая из схем подходит вашему объекту, закажите расчёт ТЭО или посчитайте вариант в калькуляторе.

Частые вопросы