Κλιματιστικές Μονάδες Απορρόφησης
Η κεντρική ιδέα αυτής της τεχνολογίας είναι η χρήση της θερμικής ενέργειας
που προσδίδεται σε ένα σημείο της μηχανής ως την ενέργεια που θα
εξαναγκάσει το ψυκτικό μέσο να μεταφέρει θερμότητα μεταξύ δύο χώρων. Για να
επιτευχθεί αυτό, βασίζεται πάνω στην ιδιότητα ορισμένων διαλυμάτων να
μεταβάλλουν την πυκνότητά τους ως συνάρτηση της θερμοκρασίας. Με άλλα
λόγια, σαν ψυκτικό μέσο χρησιμοποιείται ένα μίγμα δύο ουσιών, συνήθως
Νερού – Αμμωνίας ή Νερού – Βρωμιούχου Λιθίου. Ας δούμε πως λειτουργεί
ένα ψύκτης απορρόφησης αμμωνίας.
Ο ψύκτης περιέχει ένα δοχείο πυκνού διαλύματος αμμωνίας – νερού
(πορτοκαλί). Ένας καυστήρας φυσικού αεριού (μαύρη βούλα)θερμαίνει αυτό
το διάλυμα (προσθήκη ενέργειας), με αποτέλεσμα η αμμωνία να εξαερώνεται
(κίτρινο) και το νερό να παραμένει στο δοχείο (κόκκινο). Η αέρια αμμωνία
περνάει από τον συμπυκνωτή, έναν εναλλάκτη νερού-αμμωνίας, οπότε το νερό
του εναλλάκτη θερμαίνεται και η αμμωνία μετατρέπεται σε υγρό (πράσινο). Το
νερό αυτού του εναλλάκτη μπορεί είτε να τροφοδοτήσει ένα σύστημα
παραγωγής θερμού νερού χρήσης, είτε να ψυχθεί σε έναν εξωτερικό εναλλάκτη
νερού-αέρα. Στην συνέχεια η υγρή αμμωνία μπαίνει σε έναν δεύτερο εναλλάκτη
αμμωνίας-νερού, όπου ψύχει το νερό του εναλλάκτη ενώ η ίδια εξαερώνεται και
πάλι.
Η αέρια αμμωνία οδηγείται στον απορροφητή, όπου καταιονίζεται το θερμό
νερό που είχε μείνει στον πυθμένα του δοχείου διαλύματος, και μετατρέπεται σε
αραιό διάλυμα αμμωνίας. Αυτό στην συνέχεια περνάει από τον πρώτο
εναλλάκτη αμμωνίας νερού, θερμαίνει περισσότερο το νερό του εναλλάκτη και
μετατρέπεται σε ισχυρό διάλυμα αμμωνίας, το οποίο τροφοδοτείται μέσω μιας
ηλεκτρικής αντλίας διαλύματος στον αναγεννητή και στην συνέχεια πίσω στο
δοχείο διαλύματος. Ο αναγεννητής αναλαμβάνει να χρησιμοποιήσει το κρύο
πυκνό διάλυμα αμμωνίας ώστε να συμπυκνώσει τυχόν υδρατμούς που
περιέχονταν στην αέρια αμμωνία που παρήχθει στο δοχείο διαλύματος.
Όπως βλέπουμε, από αυτόν τον κύκλο παράγουμε ταυτόχρονα ζεστό και κρύο
νερό. Μια παραλλαγή αυτού του κύκλου (με μικρότερο κόστος κατασκευής)
είναι η αντικατάσταση του πρώτου εναλλάκτη αμμωνίας-νερού με έναν
εναλλάκτη αμμωνίας-αέρα. Με αυτόν τον τρόπο δεν παράγεται ζεστό νερό κατά
την λειτουργία της αντλίας θερμότητας για ψύξη, αλλά μειώνεται το
κατασκευαστικό κόστος. Επίσης, είναι δυνατή η μετατροπή της μηχανής με
αντιστρέψιμο κύκλο, δηλαδή να μπορεί να λειτουργεί εναλλακτικά είτε για ψύξη,
είτε για θέρμανση. Στην περίπτωση χρήσης για θέρμανση το κρύο στοιχείο
εναλλάσσει θερμότητα με το περιβάλλον, ενώ το θερμό δίνει ζεστό νερό για
χρήση σε εφαρμογές θέρμανσης.
Πλεονεκτήματα Μονάδων Απορρόφησης
Το βασικό πλεονέκτημα των αντλιών απορρόφησης σε σχέση με μια συμβατική
(ηλεκτρική) μονάδα κλιματισμού πηγάζει από την πηγή προσδιδόμενης
ενέργειας που χρησιμοποιείται, το φυσικό αέριο. Έχοντας χαμηλότερο κόστος
και εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου ανά kWh (κιλοβατώρα) καθιστά την
λειτουργία της μονάδας οικονομικότερη και ταυτόχρονα φιλικότερη προς το
περιβάλλον. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ότι για μια εγκατάσταση ισχύος
15kW – ένα μεσαίου μεγέθους κτίριο γραφείων – η εξοικονόμηση ανέρχεται στο
40-50% με απόσβεση του διαφορικού κόστους της εγκατάστασης σε 7-9 έτη και
πλήρη απόσβεση του συνολικού κόστος εγκατάστασης σε 13-15 έτη. Ως
διαφορικό κόστος ορίζεται η διαφορά στο κόστος απόκτησης μιας συμβατικής
κεντρικής κλιματιστικής μονάδας σε σχέση με το κόστος απόκτησης μιας
μονάδας με απορρόφηση. Το πιο ενδιαφέρον σημείο είναι ότι όσο μεγαλύτερη
είναι η απαιτούμενη χρήση (περισσότερες ημέρες / έτος, περισσότερες ώρες /
ημέρα) η εξοικονόμηση μεγαλώνει. Καθώς οι μονάδες αυτές παράγουν ψυχρό
και θερμό νερό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν με οποιοδήποτε τύπο fan coil ή
ενδοδαπέδιες εγκατάστασης θέρμανσης / εγκαταστάσεις δροσισμού δαπέδου,
σαν επιτόπου αντικαταστάτη (drop in replacement) υφιστάμενων μονάδων,
καθιστώντας την επιλογή τους μια λογική εξέλιξη στην προσπάθεια περικοπής
των εξόδων από την χρήση ενέργειας. Επιπλέον, είναι δυνατή η απόδοση
ψύξης και θέρμανσης ταυτόχρονα και μάλιστα σε παραπλήσια ισχύ,
καθιστώντας τις μονάδες αυτού του τύπου ιδιαίτερα ελκυστικές σε
εγκαταστάσεις που απαιτούν ψύξη και θερμό νερό μαζί, για παράδειγμα
ξενοδοχεία και νοσοκομεία.
