Πρότυπο Περιοδικό Παραγωγή

Τα περισσότερα συστήματα ψύξεως χρησιμοποιούν για την πραγματοποίηση
της συμπίεσης τον πολύ γνωστό μας πλέον Μηχανικό συμπιεστή, τον οποίο
είδαμε και παραπάνω, ο οποίος ανεβάζοντας την πίεση του εργαζόμενου μέσου
προκαλεί την κίνηση του. Το ρευστό στη συνέχεια θα εκτονωθεί στην
στραγγαλιστική βαλβίδα όπου θα ξαναρίξει την πίεση του και αφού
απορροφήσει θερμότητα από τον ψυκτικό θάλαμο θα επανέλθει στην είσοδο του
μηχανικού συμπιεστή ώστε να ξαναρχίσει ο κύκλος. Με σκοπό όμως την
απομάκρυνση του μηχανικού συμπιεστή, που θα μας έδινε σημαντικά
οικονομικά οφέλη, σκεφτήκαμε να τον αντικαταστήσουμε με μία από τις
παρακάτω διαδικασίες. Διακρίνουμε την: Α) Ψύξη με Απορρόφηση
(Absorption). B) Ψύξη με Προσρόφηση (Adsorption). Γ) Ψύξη με Χημική
Προσρόφηση (Chemisorption / Chemical Adsorption).

Ψύξη Απορρόφησης – Προσρόφησης
Με τους ψύκτες απορρόφησης – προσρόφησης πραγματοποιείται μετατροπή
της θερμότητας σε ψύξη.Οι τεχνολογίες της ψύξης απορρόφησης/προσρόφησης
βρίσκουν επιτυχή εφαρμογή στις περιπτώσεις όπου υπάρχει διαθέσιμη
θερμότητα και δεν υπάρχουν ανάγκες για θερμότητα αλλά υπάρχουν ανάγκες
για ψύξη. Τέτοια παραδείγματα είναι τα συστήματα συμπαραγωγής, στα οποία η
συμπαραγόμενη θερμότητα κατά τη διάρκεια του χειμώνα χρησιμοποιείται για τη
θέρμανση χώρων (π.χ. ξενοδοχεία, νοσοκομεία, μεγάλα δημόσια κτίρια κλπ.),
ενώ το καλοκαίρι διοχετεύεται σε ψύκτες απορρόφησης/προσρόφησης, οι οποίοι
παράγουν ψύξη για τον κλιματισμό των χώρων. Υπάρχει και η δυνατότητα
άμεσης παραγωγής ψύξης από συμβατικό καύσιμο όπως το φυσικό αέριο σε
ψύκτες απορρόφησης άμεσης καύσης. Η διαφορά με τους προαναφερόμενους
ψύκτες είναι ότι η αναγέννηση του διαλύματος επιτυγχάνεται με τη θερμότητα
καύσης φυσικού αερίου και όχι από θερμό νερό ή ατμό.

Σε γενικές γραμμές, ο κύκλος απορρόφησης-προσρόφησης αποτελείται από
τέσσερα βασικά στάδια:
Το ψυκτικό μέσο που χρησιμοποιείται είναι το νερό. Με τον ψεκασμό του νερού
σε ένα δοχείο, στο οποίο υπάρχουν συνθήκες κενού και την εξάτμισή του,
προκαλείται πτώση της θερμοκρασίας. Οι υδρατμοί που παράγονται
απορροφούνται-προσροφούνται από ένα διαλυτικό μέσο απορρόφησης-
προσρόφησης. Τα απορροφητικά μέσα που χρησιμοποιούνται είναι το
Βρωμιούχο Λίθιο (LiBr) ή αμμωνία. Το διάλυμα αμμωνίας χρησιμοποιείται για να
επιτευχθούν χαμηλότερες θερμοκρασίες, ενώ αποφεύγεται η τοποθέτηση
τέτοιων ψυκτών σε κλειστούς χώρους. Το προσροφητικό μέσο που
χρησιμοποιείται είναι το Silica Gel. Το κορεσμένο διάλυμα αναγεννάται από μια
πηγή θερμότητας (νερό θερμοκρασίας μεγαλύτερης από 70°C ή ατμό χαμηλής
πίεσης) και ελευθερώνονται οι υδρατμοί. Οι υδρατμοί συμπυκνώνονται από ένα
κατάλληλο ρευστό ψύξης (νερό θερμοκρασίας μικρότερης από 35 °C).
Ο βαθμός απόδοσης ενός ψύκτη απορρόφησης/προσρόφησης (Coefficient of
Performance) δίνεται από την παρακάτω σχέση:
COP = αποδιδόμενη ψύξη / καταναλισκόμενη θερμική ενέργεια
Ο βαθμός απόδοσης ενός ψύκτη είναι συνάρτηση της θερμοκρασίας θερμού
νερού που προσάγεται για την αναγέννηση του διαλύματος. Για τους ψύκτες
απορρόφησης οι τιμές κυμαίνονται από 0,5 (για θερμό νερό 70 °C) έως και 1,1
(για ατμό). Για τους ψύκτες προσρόφησης οι τιμές κυμαίνονται από 0,7 (για
θερμό νερό 70 °C) έως 0,9 (για ατμό).

Ψύκτες Απορρόφησης Καύσεως Φυσικού Αερίου
Οι ψύκτες απορρόφησης καύσεως φυσικού αεριού αποδίδουν υψηλή απόδοση
και εξοικονομούν ενεργεία. Βασική διαφορά είναι ότι ο συμπιεστής δεν
λειτουργεί με ηλεκτρικό κινητήρα αλλά με μηχανή εσωτερικής καύσης φυσικού
αερίου εξαιρετικής απόδοσης. Επιπλέον κατά την καύση του αεριού στο
σύστημα ,χρησιμοποιείται η εξωτερική θερμότητα αλλά η θερμότητα που
παράγεται από τη μηχανή .Βελτιστοποιούν την παροχή του απορροφητικού
διαλύματος με χρήση ρυθμιστή στροφών (inverter). Mε την χρήση ρυθμιστή
στροφών του κινητήρα της αντλίας απορροφητικού διαλύματος , ελέγχεται και
βελτιστοποιείται η παροχή διαλύματος ανάλογα με τις συνθήκες φορτίου με
αποτέλεσμα την εξοικονόμηση ενέργειας και την βελτίωση της απόδοσης.
Επίσης με αυτό τον τρόπο μειώνεται σημαντικά ο χρόνος που χρειάζεται ο
ψύκτης για να αποδίδει την ονομαστική του ψυκτική ισχύ.
Σε αντιστοιχία με το ψυκτικό φορτίο, η παροχή του απορροφητικού διαλύματος
ρυθμίζεται ως προς το βέλτιστο, οπότε με την μείωση του φορτίου
επιτυγχάνεται αντίστοιχη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου που απαιτείται για
την κίνηση του συμπιεστή.

Φυσικό Αέριο για Συμβατικό Ψύκτη
Με τον ορό ψύξη με φυσικό αέριο εννοούμε μια σειρά από διατάξεις , στην
όποια το φυσικό αέριο χρησιμοποιείται για την παράγωγη έργου ,με σκοπό την
άντληση θερμότητας ,δηλαδή χωρίς την κατανάλωση ηλεκτρισμού. Κινητήρια
ενεργεία δηλαδή είναι το φυσικό αέριο και όχι ο ηλεκτρισμός. Η θερμότητα που
εκλύεται από την καύση του φυσικού αερίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για
παραγωγή ψύξης νερού σε ειδικές συσκευές που ονομάζονται ψύκτες
απορρόφησης. Το παραγόμενο ψυχρό νερό χρησιμοποιείται για ψύξης χώρων
όπως και το ψυχρό νερό των συμβατικών ηλεκτροκίνητων ψυκτών .Οι
περισσότεροι ψύκτες απορρόφησης χρησιμοποιούν την ενέργεια του φυσικού
αερίου, αν και υπάρχουν συσκευές που εκμεταλλεύονται θερμό νερό από
διάφορες πηγές ή ατμό ή ανακτημένη θερμότητα από εγκαταστάσεις μηχανών
εσωτερικής καύσης ή στροβιλομηχανών.
Το μεγάλο πλεονέκτημα των ψυκτών απορρόφησης είναι η αμελητέα
κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας η οποία χρησιμοποιείται μόνο για τη
λειτουργία αντλίας νερού της μονάδας απορρόφησης. Παράλληλα ο ψύκτης
δεν έχει παρά ελάχιστες φθορές και ανάγκη συντήρησης καθώς δεν έχει
κινούμενα μέρη (κινητήρες κλπ). Αυτό τον καθιστά πολύ αξιόπιστο και του δίνει
τη δυνατότητα να λειτουργεί συνεχώς για πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα και
σε μεγάλα φορτία, χωρίς να εμφανίζει φαινόμενα «κόπωσης». Είναι φανερό
λοιπόν το οικονομικό όφελος που προκύπτει από αυτή την παράμετρο.
Οι συμβατικοί ψύκτες με ηλεκτροκίνητο συμπιεστή χρησιμοποιούν ως ψυκτικό
φορέα υγρά μη φιλικά στο περιβάλλον όπως CFC και HCFC, που όσο και αν
εξελίσσονται προς την κατεύθυνση της οικολογικής λειτουργίας, είναι βλαπτικά
για το περιβάλλον. Οι ψύκτες απορρόφησης χρησιμοποιούν νερό και
βρωμιούχο λίθιο (LiBr) ή αμμωνία. Το βρωμιούχο λίθιο είναι απόλυτα φιλικό
προς το περιβάλλον και δεν προκαλεί καμία επιβάρυνση.
Αν οι συνθήκες απαιτούν ψύξη με λειτουργία συμπιεστή δηλαδή συμβατικό
σύστημα και η λειτουργία με ηλεκτρισμό είναι αδύνατη ή μη επιθυμητή, έχουμε
τη δυνατότητα να εγκαταστήσουμε ψύκτη με συμπιεστή περιστρεφόμενο από
κινητήρα εσωτερικής καύσης. Αυτός μπορεί να χρησιμοποιεί για καύσιμο
φυσικό αέριο. Οδηγούμενος από κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο συμπιεστής
έχει τη δυνατότητα εύκολης ρύθμισης της ταχύτητας περιστροφής ,παράμετρος
που συμβάλλει πολύ στην οικονομική λειτουργία όπως τα ηλεκτρικά συστήματα
με inverter.