Wykorzystanie absorpcji w technologii pomp ciepła

Obecnie najpopularniejszym rodzajem pomp ciepła są te, których sercem jest sprężarka elektryczna.

Jednak ze względu na skomplikowaną budowę wysokosprawnych sprężarek typu scroll oraz brak możliwości wykorzystania ciepła odpadowego (konieczność chłodzenia sprężarki) w technice pomp ciepła zaczęto wykorzystywać inne metody podnoszenia poziomu energetycznego czynnika roboczego. Sprężanie mechaniczne zastąpiono absorpcją oraz sprężaniem termicznym.

Prześledźmy po kolei proces transportowania (pompowania) ciepła na podstawie absorpcji i sprężania termicznego. W parowniku (1) czynnik chłodniczy (przeważnie amoniak) odbiera ciepło od otoczenia (powietrze, glikol lub woda – w zależności od rodzaju dolnego źródła) i zmienia swój stan skupienia z ciekłego na gazowy. Następnie opary czynnika transportowane są do absorbera, w którym znajduje się rozpuszczalnik (najczęściej woda). Tutaj następuje absorpcja, czyli rozpuszczenie oparów w rozpuszczalniku oraz zostaje wyemitowane ciepło rozpuszczania, które wykorzystane jest w instalacji grzewczej.

Od lat technika absorpcyjna stosowana jest w chłodnictwie przemysłowym (chłodziarki o dużych mocach) oraz w małych chłodziarkach kempingowych, a w ostatnich latach zaczęto ją wykorzystywać w ogrzewnictwie i klimatyzacji. Coraz powszechniej stosowane są grzewczo-chłodzące pompy ciepła typu powietrze-woda oparte właśnie o cykl absorpcyjny zasilane gazem ziemnym. Efektywność takich urządzeń wynosi 140-180%, nie jest to tak dużo jak w przypadku pomp elektrycznych, ale biorąc pod uwagę ceny gazu, koszty eksploatacyjne kształtują się porównywalnie jak dla urządzeń ze sprężarką elektryczną. Wzrost popularności urządzeń klimatyzacyjnych spowodował, że w upalne dni często pojawia się problem ze spadkami mocy elektrycznej (wiele jednostek pracuje jednocześnie). Stosując pompy ciepła zasilane gazem zyskujemy aktywną klimatyzację nie uzależniając się od dostaw energii elektrycznej.

Doprowadzenie do układu z pompą absorpcyjną energii w postaci ciepła umożliwia dobre wykorzystanie energii pierwotnej. (…)

JAKUB KAPUŚNIAK, GLOBEnergia

Cały artykuł - GLOBEnergia 4/2008