Принцип работы хладагента на основе литиевого бромида и правила его обслуживания

Последнее изменение в этом посте было сделано zhangya*ong 12.08.2015 в 22:35. Разница между установками на основе литиевых бромидов и электрическими холодильниками. Как мы знаем, понятия охлаждения и обогрева не являются абсолютно точными. Согласно закону сохранения энергии, процессы охлаждения и обогрева на самом деле представляют собой процессы передачи энергии. Передача энергии из одной области в другую осуществляется в основном через теплопередачу и перенос вещества； Среди наиболее распространенных устройств для охлаждения в системах водоснабжения по принципу работы их можно разделить на две основные группы: абсорбционные и механические с компрессором. Принцип работы устройств на основе бромидов заключается в использовании тепловой энергии для приведения устройства в рабочее состояние; это достигается за счет теплообмена между различными элементами устройства ； Электрическое охлаждение в основном осуществляется за счёт работы компрессора, приводимого в движение электродвигателем. Для выполнения этого процесса в первом случае в качестве рабочей субстанции используется водный раствор литиевой соли — бромида лития (на самом деле это вода в растворе), а во втором случае — фреон; процесс осуществляется путем серии простых или сложных процедур теплообмена и передачи веществ. Следует понимать, что они существуют в виде физической или химической энергии; поэтому, когда люди используют энергию для приведения в движение машин, на самом деле они используют процессы преобразования одной из этих форм энергии в другую. Абсорбционные системы на основе литиевого бромида и электрические холодильные компрессоры — важное отличие между этими устройствами заключается в том, что в абсорбционных системах литиевый бромид преобразует химическую энергию в тепловую; для передачи тепла используется источник тепла с температурой, выше температуры окружающей среды ； В то время как в электрических холодильниках для застывания газа фреона используется механическое давление, при этом используется свойство жидкого фреона поглощать большое количество тепла при испарении для передачи тепловой энергии. С точки зрения принципа работы, последний метод обеспечивает гораздо более высокую эффективность передачи тепловой энергии по сравнению с первым. Согласно измерениям, при использовании установок на литиевый бромид с одним циклом охлаждения от одной единицы тепловой энергии можно получить лишь 0,8–0,9 единиц холодопроизводительности. Установки с двумя циклами охлаждения обеспечивают всего 1,1–1,2 единицы холодопроизводительности ； А электрические холодильные установки в зависимости от типа компрессора делятся на две основные группы: скоростные и объемные. Первые представлены центробежными компрессорами; вторые, в свою очередь, делятся на поршневые и роторные, а также на шнековые и винтовые — несколько основных типов. Если использовать водяное охлаждение, то при стандартных условиях работы коэффициент энергоэффективности будет составлять для центробежных компрессоров от 1:6,0 до 1:9,0. Для других типов компрессоров этот показатель составляет соответственно от 1:3,6 до 1:4,0; от 1:4,0 до 1:4,8 и от 1:4,2 до 1:5,0. Тем не менее, в предыдущие годы на рынке центральных кондиционеров на материковой части Китая доминировали установки на основе лития бромида. Причины этого можно объяснить следующим образом: установки на основе лития бромида используются преимущественно там, где отсутствует тепловая энергия или она имеет низкую стоимость. С точки зрения эффективности использования энергии у них существует значительный недостаток по сравнению с электрическими системами охлаждения. 1. Причина заключается в том, что развитие инфраструктуры электроснабжения не поспевает за потребностями, из-за чего возникает дефицит электроэнергии. В связи с этим возникает противоречие между спросом и предложением, поэтому приходится использовать маломощные угольные котлы с высоким уровнем загрязнения окружающей среды для производства пара непосредственно на месте, чтобы приводить в действие паровые установки на основе литиевых бромидов. II. Это также связано с структурой энергопотребления на материковой части страны, где основным источником энергии является уголь: в наши дни, когда существуют строгие требования к охране окружающей среды, во многих северных городах существуют системы централизованного отопления и производства электроэнергии с относительно низким уровнем загрязнения. Летом можно использовать аппараты на основе бромида лития для получения холодной воды, необходимой в промышленных процессах. Таким образом, по сравнению с производством электроэнергии за счет сжигания угля, это позволяет учитывать требования к охране окружающей среды и избегать высоких затрат, связанных с использованием электроэнергии в качестве вторичного источника энергии ； Даже у двигателей с прямым сгоранием на основе бромистого лития, использующих топливо, цены на нефть в то время были низкими, поэтому затраты на их эксплуатацию также были относительно невысокими ； Даже сейчас проект по транспортировке газа с Запада на Восток в значительной степени улучшит структуру энергоснабжения и снизит стоимость газа; кроме того, некоторые потребители будут продолжать использовать двигатели, работающие на газе — причем решение о выборе таких двигателей в основном определяется ценовыми факторами. III. Несколько крупных производителей агрегатов на основе литиевых бромидов воспользовались высоким спросом на рынке и временным дефицитом электроэнергии, активно продвигая свою продукцию. Это привело к формированию информационной кампании, которая ввела в заблуждение значительную часть потребителей (сейчас ситуация сильно изменилась: существуют политические стимулы для использования электроэнергии, сборы за использование электроэнергии снижены; даже для отопления можно использовать котлы, работающие от накопленной энергии. Также была введена система различных тарифов на электроэнергию в зависимости от времени суток). IV. Технологические особенности агрегатов на основе литиевого бромида позволяют сделать так, что чем больше размеры агрегата, тем ниже его стоимость. Это означает, что единица охлаждающей мощности становится дешевлее. Кроме того, такие агрегаты могут выполнять как функции охлаждения, так и обогрева. С точки зрения технологической структуры, это позволяет использовать их в крупных проектах, где относительно низкие затраты на первоначальные инвестиции являются преимуществом. Но почему же в последние годы доля рынка агрегатов на основе литиевого бромида значительно сократилась? Это связано с несколькими очевидными недостатками этих агрегатов: А) Для правильной работы агрегата необходимо поддерживать высокий уровень вакуума внутри него. Поддержание высокого вакуума имеет три преимущества: во-первых, агрегаты на основе литиевого бромида функционируют за счет испарения воды при температуре 4 градуса Цельсия; вода поглощает тепло, что способствует охлаждению. Без вакуума невозможно обеспечить необходимые условия для работы агрегата ； Во-вторых, поскольку раствор лития бромида имеет щелочную природу, в присутствии воздуха атомы кислорода легко соединяются с элементами стальной конструкции, что приводит к быстрой и массовой коррозии. Можно легко представить, какие последствия будет иметь наличие таких «язв» на обычных конструкциях. В-третьих, из-за сложной конструкции агрегатов на основе литиевого бромида многие вспомогательные компоненты, влияющие на их работу, требуют постоянной замены и ремонта. Кроме того, рабочая среда (раствор литиевого бромида) после 3–5 лет использования должна быть заменена, а сам агрегат – регулярно очищаться. Все эти факторы приводят к тому, что даже незначительные неисправности могут привести к контакту внутренних частей агрегата с воздухом, в результате чего происходит коррозия всего внутреннего устройства агрегата. Б. У установок на основе литиевых бромидов часто возникают две проблемы: «загрязнение хладагентом» и кристаллизация. Первая проблема возникает из-за слишком высокого уровня жидкости в генераторе высокого давления; в результате этого мелкие капли, содержащие литиевые соли, попадают в циркуляционную систему хладагента, что приводит к снижению чистоты воды. В таких условиях вода не может кипеть при низких температурах и высоком вакууме, что делает невозможным нормальную работу установки. Обе эти проблемы возникают довольно часто. До сих пор не найдено подходящего способа для контроля уровня жидкости; в настоящее время используются металлические датчики и датчики, связанные с двигателями. Однако даже эти методы имеют высокий процент сбоев, поэтому их часто приходится заменять. В случае сбоя происходит загрязнение хладагента“ ； А «кристаллизация» возникает из-за наличия определенного баланса между различными теплообменниками агрегата. Если по каким-либо причинам, связанным с внешней средой или самим агрегатом, происходит засорение трубопроводов, это может привести к серьезным утечкам, что в свою очередь заставляет остановить агрегат для капитального ремонта. Поскольку в установках на основе литиевого бромида имеется от 12 до 22 теплообменников, точное автоматическое управление также осуществляется с помощью датчиков. Структура таких установок сложнее, чем у электрических холодильных установок; количество точек управления и датчиков также больше, что повышает вероятность возникновения неисправностей. При нарушении баланса мощностей происходит кристаллизация, а восстановление работы установки происходит очень медленно. В самых серьезных случаях это может привести к внутренним утечкам или полной поломке теплообменников. В. Из-за частого возникновения вышеупомянутых явлений к персоналу, ответственному за эксплуатацию установок на основе литиевых бромидов, предъявляются довольно высокие требования. Даже при наличии систем автоматического управления, по причинам, описанным ранее, они обычно оказываются ненадежными. Опытные операторы могут предотвратить проблемы заранее и как можно быстрее принять меры в случае возникновения неисправностей, но это всё равно не спасает от их частого возникновения ； Если на эти должности назначаются люди, которые не разбираются в принципах работы оборудования и основах его эксплуатации, это часто приводит к серьезным проблемам: снижается эффективность работы оборудования, сокращается срок его службы. Скорее всего, оборудование не сможет прослужить ожидаемые 15–20 лет. К тому же многие операторы, работающие с таким оборудованием, не имеют достаточного опыта ； Таким образом, влияние и убытки, понесенные в результате этого, невозможно оценить. Выше были описаны некоторые врожденные недостатки агрегатов на основе литиевых бромидов. Однако у всего есть две стороны, поэтому необходимо полностью оценить как преимущества, так и недостатки. Если имеется большое количество отходящего тепла или можно использовать дешевую энергию, то использование таких агрегатов будет экономически целесообразно ； Кроме того, при правильном обслуживании и высокой ответственности персонала можно добиться ожидаемого срока службы ； Поэтому нельзя делать общие выводы. У электрических холодильных установок тоже есть свои недостатки: например, кондиционеры с функцией охлаждения и обогрева, работающие на основе электричества, потребляют много энергии, к тому же они не подходят для использования в регионах, где средняя температура зимой опускается ниже нуля градусов Цельсия ； Некоторые модели холодильных компрессоров и соответствующие им технологии не подходят для использования в крупных или малых системах. Например, четыре основных типа холодильных компрессоров — поршневые и винтовые — более подходят для небольших установок, винтовые компрессоры используются в средних проектах. Что касается центробежных компрессоров, то их мощность составляет не менее 500 тысяч калорий в час; в проектах с мощностью менее 1,5 миллиона калорий в час они обычно не применяются. Это связано с тем, что двигатель, приводящий в действие компрессор, нуждается в постоянном электроснабжении, независимо от того, работает ли компрессор или нет. У холодильных установок, используемых в системах кондиционирования воздуха, нагрузка постоянно меняется. Если количество компрессоров недостаточно, это может привести к расточительству ресурсов. С точки зрения конструкции, поршневые и винтовые компрессоры электрического охлаждения делятся на закрытые, полностью закрытые и открытые типы ； У насосов с винтовым механизмом также бывают одновинтовые и двухвинтовые варианты ； Различия между одноступенчатыми и многоступенчатыми маслами для центробежных насосов ； Основная конструкция винтового насоса практически одинакова ； Если говорить только о соотношении затрат и эффективности с точки зрения экономики, то наименьшее потребление электроэнергии характерно для центрифуг и двухвинтовых насосов с открытой конструкцией. За ними следуют наполовину закрытые винтовые насосы и вихревые насосы. Наихудшие показатели имеют поршневые насосы ； При сравнении с точки зрения срока службы: наиболее долговечными являются агрегаты с двумя винтами; далее идут агрегаты с полностью закрытыми винтами, вихревые агрегаты, многоступенчатые центробежные агрегаты, агрегаты с полузакрытыми винтами и агрегаты с одним винтом и одной центробежной ступенью. Наименее долговечными являются агрегаты с поршневым механизмом. Следовательно, затраты на техническое обслуживание в единицу времени у этих агрегатов увеличиваются по мере ухудшения их надежности. Это обусловлено принципами работы и способами производства различных типов агрегатов. Однако в настоящее время некоторые технологии и технологические процессы, не являющиеся самыми эффективными с точки зрения экономических показателей, по-прежнему пользуются большим спросом. Причиной этого, помимо различий в стоимости, является то, что большинство производителей используют систему дилеров. В процессе рекомендации продукции дилерами возникают ошибки — другими словами, клиенты не приобретают продукты с наилучшими экономическими характеристиками. Установки на основе литиевого бромида и электрические холодильные установки — у каждого из этих видов оборудования есть свои сферы применения. Они могут перекрываться или быть взаимозаменяемыми, но конкретную ситуацию необходимо рассматривать индивидуально. Если подходить к выбору оборудования с научной точки зрения и тщательно выбирать подходящий вариант, то также можно добиться результата — выполнения большего объема работы при меньших затратах. С развитием современных технологий результаты исследований в области фундаментальной науки и механики материалов в основном становятся общедоступными. Надежность оборудования и удобство его использования — вот что имеет значение. Выбор известного бренда гарантирует определенный уровень качества. Ключевым фактором является наличие у производителей развитых систем управления и корпоративной культуры, благодаря чему на каждом этапе они предлагают рынку лучшие продукты. Однако клиенты не всегда выбирают их; в основном это связано с тем, что новые материалы и технологии делают производство новых продуктов более дорогостоящим.

Что касается сферы отопления и вентиляции, здесь много знаний о технике обслуживания и принципах её работы.