Rosnące ceny energii elektrycznej i zaostrzające się przepisy dotyczące ochrony środowiska sprawiają, że firmy coraz częściej szukają sposobów na ograniczenie kosztów eksploatacji systemów chłodniczych. Jednym z rozwiązań, które zyskuje na znaczeniu, są agregaty absorpcyjne wody lodowej. Zamiast prądu do napędu sprężarki wykorzystują one ciepło – często odpadowe, powstające w procesach przemysłowych lub w instalacjach kogeneracyjnych. Dzięki temu pozwalają nie tylko zmniejszyć rachunki, ale także poprawić efektywność energetyczną całych zakładów i zredukować emisję CO₂.
Na czym polega działanie agregatów absorpcyjnych?
Agregaty absorpcyjne wody lodowej to urządzenia, które wytwarzają chłód w sposób odmienny od klasycznych agregatów sprężarkowych. W tradycyjnych rozwiązaniach sercem układu jest sprężarka elektryczna, która wymaga dużych nakładów energii. W agregatach absorpcyjnych ten proces zastępuje cykl oparty na zjawisku absorpcji i desorpcji.
Najczęściej stosowane pary robocze to:
-
woda i bromek litu – układy do klimatyzacji i chłodzenia procesowego,
-
amoniak i woda – rozwiązania do uzyskiwania niższych temperatur, np. w przemyśle spożywczym.
Zasada działania polega na tym, że czynnik chłodniczy (np. woda lub amoniak) odparowuje, odbierając ciepło od wody lodowej, a następnie zostaje zaabsorbowany przez roztwór absorbentu. W dalszym etapie roztwór podgrzewany jest w generatorze, co pozwala oddzielić czynnik i rozpocząć cykl od nowa. Zamiast energii elektrycznej kluczowym napędem całego procesu jest energia cieplna.
Źródła energii wykorzystywane w chłodzeniu absorpcyjnym
Największą przewagą chłodzenia absorpcyjnego jest możliwość zasilania urządzeń różnorodnymi źródłami ciepła. Mogą to być:
-
ciepło odpadowe z procesów przemysłowych,
-
para wodna pochodząca z kotłów technologicznych,
-
gorące spaliny z turbin gazowych i silników kogeneracyjnych,
-
energia geotermalna, w tym gorące wody podziemne,
-
kolektory słoneczne generujące wysoką temperaturę.
Dzięki temu agregaty absorpcyjne wody lodowej wpisują się w ideę gospodarki obiegu zamkniętego, w której nic się nie marnuje – nawet energia tracona w innych procesach może zostać przekształcona w użyteczny chłód.
Porównanie z agregatami sprężarkowymi
Wybór między układem sprężarkowym a absorpcyjnym zależy od wielu czynników, przede wszystkim od dostępności źródła energii cieplnej.
-
Zużycie energii – w agregatach sprężarkowych prąd elektryczny jest głównym kosztem eksploatacyjnym. Agregaty absorpcyjne potrzebują go w minimalnym zakresie – jedynie do pomp i automatyki sterującej.
-
Sprawność – współczynnik COP w sprężarkach często przekracza 3, podczas gdy w agregatach absorpcyjnych wynosi zwykle od 0,6 do 1,2. Jednak niska cena lub darmowy charakter ciepła odpadowego sprawia, że bilans ekonomiczny może być korzystniejszy dla układów absorpcyjnych.
-
Koszty eksploatacji – jeśli przedsiębiorstwo dysponuje nadmiarem ciepła technologicznego, eksploatacja agregatu absorpcyjnego jest bardzo tania.
-
Niezawodność – agregaty absorpcyjne mają mniej części ruchomych niż sprężarkowe, co zwiększa ich trwałość i zmniejsza ryzyko awarii.
Zastosowanie w przemyśle i obiektach komercyjnych
Agregaty absorpcyjne wody lodowej szczególnie dobrze sprawdzają się w miejscach, gdzie istnieje stały dostęp do taniego źródła energii cieplnej. Ich wykorzystanie jest popularne w:
-
przemyśle chemicznym i petrochemicznym,
-
elektrociepłowniach oraz zakładach przemysłowych z instalacjami kogeneracyjnymi,
-
szpitalach i obiektach wymagających ciągłego chłodzenia,
-
centrach danych, gdzie niezawodność systemu chłodzenia jest kluczowa,
-
kompleksach biurowych i handlowych, gdzie dostępne są źródła energii odnawialnej.
W niektórych krajach stosuje się je również w układach trigeneracyjnych, gdzie w jednym procesie powstaje prąd, ciepło i chłód – co pozwala zoptymalizować zużycie energii i ograniczyć emisje.
Znaczenie dla zrównoważonego rozwoju
Agregaty absorpcyjne stanowią rozwiązanie zgodne z trendami zrównoważonej energetyki. Zmniejszają obciążenie sieci elektrycznych, szczególnie w okresach letnich, gdy zapotrzebowanie na chłodzenie rośnie. Ograniczają emisję CO₂, pozwalając wykorzystać energię odpadową, która w innym wypadku zostałaby zmarnowana.
Ich zastosowanie zwiększa efektywność energetyczną całych zakładów przemysłowych, co ma coraz większe znaczenie w kontekście rosnących wymagań unijnych dotyczących redukcji emisji i oszczędności energii.
FAQ – najczęściej zadawane pytania
Czy agregaty absorpcyjne mogą całkowicie zastąpić sprężarkowe?
Nie zawsze. Sprawdzają się tam, gdzie istnieje dostęp do stabilnego źródła ciepła. W obiektach bez takiego źródła bardziej opłacalny bywa tradycyjny system sprężarkowy.
Jakie są główne ograniczenia stosowania agregatów absorpcyjnych?
Niższy współczynnik COP niż w agregatach sprężarkowych, konieczność dostarczenia wysokiej temperatury do generatora oraz większe gabaryty urządzeń.
Czy instalacja absorpcyjna jest droga?
Koszt inwestycji bywa wyższy niż w przypadku sprężarkowych agregatów wody lodowej. Jednak przy stałym dostępie do taniego ciepła odpadowego czas zwrotu inwestycji może być stosunkowo krótki.
W jakich branżach agregaty absorpcyjne sprawdzają się najlepiej?
Najczęściej w przemyśle, elektrociepłowniach, szpitalach, dużych obiektach biurowych i wszędzie tam, gdzie powstają znaczne ilości ciepła odpadowego.
Czy to rozwiązanie ekologiczne?
Tak, ponieważ wykorzystuje energię, która w przeciwnym razie zostałaby zmarnowana, a jednocześnie ogranicza zapotrzebowanie na prąd i emisję CO₂.
Podsumowanie
Agregaty absorpcyjne wody lodowej stanowią interesującą alternatywę dla tradycyjnych systemów sprężarkowych. Ich największą zaletą jest możliwość wykorzystania ciepła odpadowego lub odnawialnych źródeł energii, co znacząco obniża koszty eksploatacji i poprawia bilans ekologiczny przedsiębiorstwa. Choć wymagają wyższego nakładu inwestycyjnego i dysponują niższym współczynnikiem COP niż agregaty sprężarkowe, w wielu zastosowaniach okazują się rozwiązaniem bardziej opłacalnym i przyjaznym środowisku. To technologia szczególnie atrakcyjna dla dużych zakładów przemysłowych, elektrociepłowni, szpitali i obiektów wymagających ciągłego chłodzenia, gdzie dostępne są stabilne źródła ciepła.
