assorbitori LiBr

N. 01 - Anno 2014
ABSORPTION CYCLE LtBr
BAXTER ENGINEERING LTD
ADVANCED ENERGY TECHNOLOGIES
Via F. Briganti, 93 - 06127 Perugia - Italy
Tel. 075 5055510 - Fax 075 5009082
[email protected]
www.baxterenergy.com
Tutti I dati sono soggetti a variazioni senza preavviso
Energia & Ambiente
I nostri chiller ad assorbimento e pompe di
calore, ciclo acqua/bromuro di litio, sono
studiati per abbattere drasticamente le
elevate spese energetiche dei sistemi di
processo industriale freddi e caldi e del
condizionamento e riscaldamento civile e
commerciale, utilizzazioni che necessitano
di temperature del fluido refrigerato a
partire da 4 °C e caldo fino a 135 °C.
Per compiere il processo termodinamico
utilizzano calore e non energia elettrica,
calore recuperato da impianti di
cogenerazione, da processi industriali, da
combustione di biomassa, dal sole, da
geotermia, sotto forma di acqua calda o
vapore, di gas esausti o di aeriformi
surriscaldati.
Potenze da 70 kW a 5,3 MW per acqua
refrigerata, acqua glicolata o acqua calda.
…
”
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v
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a
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n
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D
NON GIRARTI DALL’ALTRA PARTE
Refrigerante
Soluzione diluita
Soluzione concentrata
Acqua refrigerata
Acqua raffreddamento
Acqua calda
35 °C
Uscita acqua
raffreddamento
Condensatore
80 °C
Uscita acqua calda
90 °C
Ingresso acqua
calda
Generatore
7 °C
Uscita acqua
refrigerata
12 °C
Ingresso acqua
refrigerata
Assorbitore
Evaporatore
H2O
H2O+LtBr
Pompa
refrigerante
30 °C
Ingresso acqua
raffreddamento
Scambiatore
Pompa
soluzione
Ge
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Bio s ti
CICLO BASE MONOSTADIO LtBr
In una macchina frigorifera a compressione viene usato un
compressore meccanico per portare il vapore del refrigerante
dalla bassa pressione di evaporazione alla più alta pressione
di condensazione.
Nelle unità ad assorbimento viene invece utilizzato un ciclo
termodinamico che può essere chiamato “compressione
termica” in quanto usa principalmente calore come energia
primaria per il suo completamento. Il ciclo sfrutta la facilità
del Bromuro di Litio (LtBr, un sale) di assorbire il vapore
acqueo ed impiega, come fluido di processo, una soluzione di
acqua e bromuro di Litio. L’acqua è il refrigerante e il Bromuro
di Litio l’assorbente.
L’operazione, propria dei sistemi di refrigerazione, di sfruttare
il calore latente di alcuni fluidi nelle loro fasi di cambiamento
di stato per sottrarre calore da una sorgente fredda e trasferirlo
in una a più elevata temperatura, nel processo ad
assorbimento si compie lasciando evaporare alternativamente
e condensare il fluido refrigerante contenuto in una soluzione
con il fluido assorbente e dal quale viene assorbito.
La soluzione acqua/bromuro di litio viene riscaldata nel
generatore (alimentato con recuperi termici industriali, gas
esausti, energia termica solare, energia termica da biomassa
e geotermica) e qui l’acqua contenuta nella soluzione evapora
ed il vapore fluisce nel condensatore dove ritorna liquido
mediante lo scambio termico con l’acqua di raffreddamento. Il
liquido ottenuto, composto soltanto da acqua (refrigerante),
viene immesso nell’evaporatore nel quale evapora a spese del
calore latente di vaporizzazione sottratto all’acqua che si vuole
refrigerare.
Il vapore passa quindi nell’assorbitore dove viene riassorbito
dal Bromuro di Litio per riformare la soluzione iniziale da
immettere nel generatore. Il ciclo continua all’infinito.
L’assorbitore ed il generatore sostituiscono il compressore
elettrico presente nei normali gruppi frigoriferi a
compressione di vapore.
L’apporto energetico dell’elettricità richiesto nelle macchine
con compressore è sostituito, nel ciclo ad assorbimento, da
energia termica.
…
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B
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c
S
Uscita acqua
raffreddamento
Generatore
Condensatore bassa temperatura
Generatore
alta temperatura
35 C
Uscita acqua
refrigerata
7 °C
Ingresso acqua
refrigerata
12 °C
Assorbitore
Evaporatore
H2O
Condensa
30 °C
H2O+LtBr
Pompa
refrigerante
Refrigerante
Vapore refrigerante
Soluzione diluita
Soluzione intermedia
Pompa
soluzione
Soluzione concentrata
Acqua refrigerata
Acqua raffreddamento
Vapore
Ingresso acqua
raffreddamento
Vapore
da 4 a 9 bar
CICLO BASE BISTADIO LtBr
Durante la modalità in raffreddamento la macchina
sfrutta il principio che l’acqua bolle a 4,4 °C, se posta
in un recipiente sotto vuoto, raffreddando così
l'acqua refrigerata che circola attraverso i tubi
dell'evaporatore. Una pompa viene usata per
spruzzare il refrigerante (acqua) sopra i tubi
dell'evaporatore per migliorare il trasferimento del
calore.
Per rendere il processo di raffreddamento continuo,
il vapore del refrigerante (vapore acqueo) deve
essere rimosso (assorbito) così come è stato
prodotto. Per questo scopo viene utilizzata una
soluzione di Bromuro di Litio (LtBr) che ha la
proprietà di assorbire il vapore d’acqua. Il processo
avviene nell’assorbitore dove il Bromuro di Litio
diventa diluito assorbendo il vapore ma riducendo
così la sua capacità di assorbimento. Una pompa
trasferisce questa soluzione diluita ai generatori
dove viene nuovamente concentrata in due stadi
(doppio effetto) mentre l’acqua assorbita dal
Bromuro di Litio evapora.
Un variatore di frequenza, installato sulla pompa, mantiene automaticamente l’ottimale flusso della soluzione ai generatori in tutte le
condizioni operative, per ottenere la massima efficienza. La soluzione diluita viene pompata al generatore di alta temperatura dove
viene riscaldata e portata a media concentrazione mediante vapore o gas esausti diretti e indiretti. La soluzione, a media
concentrazione, dal generatore di alta temperatura, fluisce verso il generatore di bassa temperatura dove viene riscaldata e portata ad
alta concentrazione dal vapore liberato dalla soluzione nel generatore di alta temperatura. L’energia applicata nel primo stadio
(generatore alta temperatura) viene riutilizzata come vapore nel secondo stadio (generatore bassa temperatura), riducendo così il
consumo termico del 45%.
Il vapore acqueo rilasciato nel generatore di bassa temperatura entra nel condensatore per essere raffreddato e ritornare liquido. Da
qui fluisce nell’evaporatore per ricominciare il ciclo.
Per rimuovere il calore prodotto dal processo l'acqua di raffreddamento viene, prima, fatta circolare nell’assorbitore per rimuovere il
calore di vaporizzazione e, successivamente, nel condensatore. La soluzione riconcentrata, nel generatore di bassa temperatura,
rifluisce all’ assorbitore per iniziare un nuovo ciclo.
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Sol cup Gas
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PER RAFFREDDAMENTO
& RISCALDAMENTO
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GE - gas esausti
Serie CHP
La serie CHP è una variante dei due cicli base monostadio e bistadio.
Il generatore di alta temperatura, nei due cicli base alimentato
rispettivamente da acqua calda e vapore, nella serie CHP è sostituito da uno
scambiatore indiretto alimentato da gas esausti o aeriformi surriscaldati,
con temperature a partire da 250 °C nella versione monostadio.
CARATTER
ISTCHE GE
0 kW
da 176 a 530
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Poten
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Alto rendime
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Generatore
Condensatore bassa temp.
PIPING SERIE CHP BISTADIO
35 °C
35 °C
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10,5 kWe
per 5300 kWf
Generatore
alta temperatura
Gas esausti
Uscita
Acqua
refrigerata
7 °C
Evaporatore
Assorbitore
Valvola di
scambio
(chiusa)
H2O
H2O+LtBr
Ingresso acqua
raffreddamento
Pompa
refrigerante
Pompa
soluzione
Bypass
Caldaia indiretta fumi
30 °C
12 °C
Valvola di
scambio
(chiusa)
Scambiatore Scambiatore
Bassa temp. Alta temp.
M
Gas esausti
ingresso
CO
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SS
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Uscita acqua
raffreddamento
Semplicissima da installare, è dotata di serie di valvola DIVERTER che
consente il bypass dei gas esausti al variare dei carichi in ambiente.
Come in tutti i nostri chiller, il sistema di spurgo degli incondensabili è ad
alto rendimento con doppio iniettore e garantisce uno spurgo più veloce ed
efficace in tutte le condizioni di esercizio. Il serbatoio degli incondensabili,
di volume maggiorato, consente di avere una minore frequenza di spurgo.
L'acqua refrigerata viene raffreddata nell’evaporatore e il vapore del
refrigerante fluisce nell’assorbitore dove viene assorbito dalla soluzione
concentrata che proviene dal generatore di bassa temperatura. La
soluzione concentrata diventa diluita e il calore viene dissipato mediante
l’acqua di raffreddamento. La soluzione diluita viene pompata
dall’assorbitore nel generatore di alta temperatura dove i gas esausti la
riscaldano facendo evaporare parte del refrigerante, diventa soluzione a
media concentrazione e fluisce nel generatore di bassa temperatura. Nel
generatore di bassa temperatura viene riscaldata dal vapore del refrigerante
proveniente dal generatore di alta temperatura, il refrigerante contenuto
nella soluzione evapora e la soluzione diventa concentrata e fluisce di
nuovo nell’assorbitore. Il vapore generato passa nel condensatore, cede il
suo calore all’acqua di raffreddamento, condensa e fluisce nell’evaporatore
per ricominciare il ciclo. La logica programmabile PID (Proporzionale,
Integrale, Derivata) da una risposta alle variazioni di dati più veloce di altre
logiche. E' sensibile e rileva variazioni di temperatura dei fluidi di soli 0,01°C
e regola, di conseguenza, la potenza termica in ingresso. Consente di
raggiungere il set-point dell'acqua refrigerata più rapidamente e
stabilmente e con il minimo consumo di energia.
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A
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L
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AC
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SAL
AC - acqua calda
Serie L, 2AA, 2AB
Il modello AC è costruito in 3 serie:
1. L , ciclo base ad acqua calda (vedere ciclo base monostadio)
2. 2AA, ad acqua calda a bassa temperatura (minimo 65 °C) e dotata di
doppio assorbitore
3. 2AB, ad alto salto termico (fino a 50 °C lato acqua calda di
alimentazione) dotata di doppio assorbitore e di uno scambiatore
ausiliario
SERIE 2AB
2AB
HE AC SERIE
C
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CARA
4600 kWf
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Potenza frigo
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Salto term
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Alto
fino a 4 °C
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SOLO RAFFREDDAMENTO
Acqua
calda
La serie 2AB ad acqua calda opera con due cicli, uno principale e uno ausiliario.
L'acqua refrigerata viene raffreddata nell’evaporatore e il vapore del refrigerante
viene assorbito nella soluzione concentrata che proviene dal generatore
ausiliario. La soluzione concentrata diventa diluita e il calore viene dissipato
nell’acqua di raffreddamento. La soluzione diluita fluisce dall’assorbitore al primo
generatore, tramite gli scambiatori di bassa e alta temperatura, dove l’acqua
calda di alimentazione riscalda la soluzione diluita facendo evaporare il
refrigerante. La soluzione assorbente, nel 1° generatore, diventa soluzione
intermedia e va al 2° generatore mediante uno scambiatore di calore di alta
temperatura. La soluzione intermedia, nel secondo generatore, viene riscaldata
dall’acqua calda di alimentazione e il refrigerante in essa contenuto evapora per
essere poi assorbito, nell’assorbitore ausiliario, dalla soluzione concentrata che
diventa soluzione ausiliaria diluita. La soluzione diluita viene inviata al generatore
ausiliario attraverso lo scambiatore di calore ausiliario, viene riscaldata
dall’acqua calda di ritorno dal secondo generatore e il refrigerante evapora
facendola diventare soluzione ausiliaria concentrata. Essa raggiunge quindi
l’assorbitore ausiliario mediante lo scambiatore di calore. Il vapore di refrigerante
generato nel generatore ausiliario e nel 1° generatore viene condensato nel
condensatore, quindi fluisce nell’evaporatore. Il calore di condensazione viene
dissipato nell’acqua di raffreddamento.
PIPING SERIE 2AB
52.2 mmHg
51,2 °C
Acqua raffreddamento
Condensatore
Generatore Ausiliario
55 °C
45.2%
56.2°C
36.5°C
38,9°C
74.5°C
73.1°C
Acqua calda
Generatore 1
95°C
58.3%
80.0°C
Scambiatore
ausiliario
Pompa soluzione intermedia
63.5°C
6.8 mmHg
Acqua
refrigerata
21.2 mmHg
60,2°C
37.8°C
Generatore 2
8°C
13°C
Evaporatore
40,01°C
Assorbitore
34.3°C
Assorbitore ausiliario
H2O
H2O+LtBr
42.9%
36.5°C
54.6%
34.5°C
5.5°C
ASSORBIME
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Wf
57.1°C
Pompa
refrigerante
Pompa
soluzione
Scambiatore
bassa temp.
Pompa soluzione
ausiliaria
Scambiatore alta temperatura
31°C
Acqua
raffreddamento
59.9%
65.2°C
Pompa soluzione
concentrata
Refrigerante
Soluzione intermedia
Soluzione intermedia aus.
Acqua refrigerata
Soluzione diluita
Soluzione concentrata
Soluzione concentrata aus.
Acqua raffreddamento
Acqua calda
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AC - acqua calda
AC
Serie 2AA
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Alto rendime
a 4 °C
frigerata fino
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Temperatu
SOLO RAFFREDDAMENTO
La serie 2AA ad acqua calda opera con due cicli, uno principale e
uno ausiliario.
L'acqua refrigerata viene raffreddata nell’evaporatore e il vapore del
refrigerante viene assorbito dalla soluzione concentrata che
proviene dal generatore. La soluzione concentrata diventa diluita e
il calore viene dissipato mediante l’acqua di raffreddamento. La
soluzione diluita viene pompata dall’assorbitore nel generatore,
tramite lo scambiatore della soluzione, dove l’acqua calda di
alimentazione la riscalda facendo evaporare il refrigerante, diventa
concentrata e viene pompata all’assorbitore. Il vapore del
refrigerante, generato nel generatore, fluisce nell’assorbitore
ausiliario e viene assorbito dalla soluzione concentrata proveniente
dal generatore ausiliario; a sua volta, diventa diluita e viene
pompata al generatore ausiliario. Il calore sviluppato
nell’assorbitore ausiliario viene dissipato tramite l’acqua di
raffreddamento. Nel generatore ausiliario la soluzione diluita viene
riscaldata dall’acqua calda di alimentazione, il refrigerante evapora
e la soluzione ridiventa concentrata. Il vapore di refrigerante fluisce
nel condensatore dove, dopo aver dissipato il calore con l’acqua di
raffreddamento, diventa liquido e fluisce nell’evaporatore. Qui
evapora a spese del calore latente di vaporizzazione dell’acqua
refrigerata e fluisce di nuovo nell’assorbitore dove ricomincia il
ciclo.
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PIPING SERIE 2AA
Acqua
raffreddamento
35 °C
Condensatore
Refrigerante
Acqua refrigerata
Soluzione diluita
Acqua raffreddamento
Soluzione concentrata
Acqua calda
Soluzione intermedia aus.
Soluzione concentrata aus.
Acqua
calda
Generatore ausiliario
55°C
Pompa soluzione
ausiliaria concentrata
Acqua
refrigerata
7°C
Generatore
Acqua
calda
65 °C
12°C
Evaporatore
Assorbitore
Assorbitore aus.
H2O
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Pompa
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H2O+LtBr
Pompa
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VAP - vapore
Serie S, SW, SWH (alto rendimento)
CARATTER
Il principio di funzionamento di un impianto ad assorbimento è
basato sull’evaporazione. Essa trasferisce le molecole più calde da
una soluzione liquida ad un’altra concentrata di assorbente che le
assorbe e sfrutta il principio per cui l’acqua bolle anche a bassa
temperatura, se posta in un recipiente sottovuoto. Un chiller ad
assorbimento VAP trasferisce calore da una sorgente fredda ad una
sorgente calda mediante l’impiego di un’ulteriore calore.
Le serie S, a singolo stadio, viene alimentata con vapore saturo a 1
bar di pressione mentre la SW e la SWH con vapore a partire da 4
bar. L'acqua refrigerata viene raffreddata nell’evaporatore e il
vapore del refrigerante fluisce nell’assorbitore dove viene assorbito
dalla soluzione concentrata che proviene dal generatore di bassa
temperatura. Qui la soluzione concentrata diventa diluita e il calore
viene dissipato mediante l’acqua di raffreddamento. La soluzione
diluita viene pompata dall’assorbitore nel generatore di alta
temperatura dove il vapore di alimentazione la riscalda facendo
evaporare parte del refrigerante, diventa soluzione a media
concentrazione e fluisce nel generatore di bassa temperatura. Nel
generatore di bassa temperatura viene riscaldata dal vapore del
refrigerante proveniente dal generatore di alta temperatura, il
refrigerante contenuto nella soluzione evapora e la soluzione
diventa concentrata e fluisce di nuovo nell’assorbitore. Il vapore
generato passa nel condensatore, cede il suo calore all’acqua di
raffreddamento, condensa e fluisce nell’avaporatore per
ricominciare il ciclo.
ISTCHE VAP
300 kW
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PIPING SERIE SW
Uscita acqua
raffreddamento
Generatore
Condensatore bassa temperatura
Generatore
alta temperatura
35 C
Vapore
da 4 a 9 bar
Refrigerante
Vapore refrigerante
Soluzione diluita
Soluzione intermedia
Soluzione concentrata
Acqua refrigerata
Acqua raffreddamento
Vapore
Uscita acqua
refrigerata
7 °C
12 °C
Ingresso acqua
refrigerata
Assorbitore
Evaporatore
H2O
Condensa
30 °C
H2O+LtBr
Pompa
refrigerante
ASSORBIME
NT O
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ELET ICO MASS I
14,5 kW per 5300 MO
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Pompa
soluzione
Ingresso acqua
raffreddamento
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La serie DW e DWH a fiamma diretta opera con due stadi. Il
generatore di alta temperatura, nel ciclo base bistadio alimentato
da vapore, nella serie DW e DWH è sostituito da una camera di
combustione a tubi di fumo alimentata direttamente da un
combustibile liquido o gassoso.
ISTCHE DW
CARATTER
f
176 a 5300 kW
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Potenza fr
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fino a 4 °C
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Tempe
PIPING SERIE DW
Uscita acqua
raffreddamento
L'acqua refrigerata viene raffreddata nell’evaporatore e il vapore del
refrigerante fluisce nell’assorbitore dove viene assorbito dalla
soluzione concentrata che proviene dal generatore di bassa
temperatura. La soluzione concentrata diventa diluita e il calore
viene dissipato mediante l’acqua di raffreddamento. La soluzione
diluita viene pompata dall’assorbitore nel generatore di alta
temperatura dove i gas esausti della combustione la riscaldano
facendo evaporare parte del refrigerante, diventa soluzione a media
concentrazione e fluisce nel generatore di bassa temperatura. Nel
generatore di bassa temperatura viene riscaldata dal vapore del
refrigerante proveniente dal generatore di alta temperatura, il
refrigerante contenuto nella soluzione evapora e la soluzione
diventa concentrata e fluisce di nuovo nell’assorbitore. Il vapore
generato passa nel condensatore, cede il suo calore all’acqua di
raffreddamento, condensa e fluisce nell’avaporatore per
ricominciare il ciclo.
Bistadio
a
t
t
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Generatore
Condensatore bassa temperatura
Generatore
alta temperatura
35 C
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Refrigerante
Vapore refrigerante
Soluzione diluita
Soluzione intermedia
Soluzione concentrata
Acqua refrigerata
Acqua raffreddamento
Uscita acqua
refrigerata
7 °C
12 °C
Assorbitore
Evaporatore
H2O
H2O+LtBr
Camera
combustione
30 °C
Ingresso acqua
refrigerata
Pompa
refrigerante
Pompa
soluzione
Ingresso acqua
raffreddamento
ASSORBIME
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ELET ICO MASS I
25,5 kW per 5300 MO
kW f
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DA 1,8
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CA O A
S
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L
SO CO
Una pompa di calore ad assorbimento è una macchina in
cui il calore è fornito da recuperi termici o da un
combustibile e che pompa calore da una fonte a bassa
temperatura, inutilizzabile per altri usi, come condense
industriali, processi industriali in genere, geotermia, ecc.,
ovvero trasferisce il calore da una fonte a più bassa
temperatura a una a più alta. Quando viene utilizzata in un
impianto di riscaldamento, essa fornisce calore con
un’efficienza molto superiore a quella di una caldaia o di
altri sistemi tradizionali. Il calore utile erogato è la somma
del calore in ingresso e del calore pompato dalla fonte a
bassa temperatura ed è quindi maggiore del calore di
alimentazione, mentre in una caldaia convenzionale il
calore utile prodotto è sempre inferiore al calore entrante
come combustibile.
Il rendimento di una pompa di calore ad assorbimento è
anche notevolmente superiore a quello di una caldaia a
condensazione.
ISTCHE PDC
CARATTER
4700 kW
ica da 350 a
Potenza Term
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Alto rendime
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Indic temperatura, co snssoas,i o
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geotermapplicabili anche in
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PIPING SERIE AHT
Uscita acqua
Calda utenze
Entrata acqua
calda da recuperi
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H O+LtBr
2
Ingresso acqua
Calda utenze
Uscita acqua
raffreddamento
Uscita acqua
calda da recuperi
Entrata acqua
raffreddamento
H O
2
H O+LtBr
2
Refrigerante
Vapore di refrigerante
Soluzione Diluita
Soluzione concentrata
Acqua calda
Acqua raffreddamento
Calore recuperato
ASSORBIME
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ELET ICO MASS I
15 kW per 4700 MO
kWt
L
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Da anni siamo all’avanguardia nel settore dei chiller ad
assorbimento per una vastissima gamma, per i rendimenti più alti,
per l’elevatissima qualità costruttiva, per l’affidabilità ed oggi anche
per le versioni CAB e VC.
Abbinabile a tutte le serie, la cabinatura CAB è indispensabile per
l’installazione dei chiller all’esterno, in qualsiasi condizione
climatica.
Il telaio è costruito in profilato di acciaio verniciato di forte spessore
e le pannellature in lamiera di accio preverniciata.
Dotata di piedini regolabili per il livellamento della macchina, di
flange di collegamento dei circuiti dei fluidi e di fori per il
collegamento elettrico.
Su richiesta trecce scaldanti per funzionamento invernale.
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UNICHE PE
SOLUZIONI IONI ESTERNE
INSTALLAZ
L UNGHE E
ELIMINARESE INSTALLAZIONI IN
COMPLES
CANTIERE
La versione VC può comprendere all’interno le
stazioni di pompaggio e tutti I collegamenti idraulici
fra la stazione di pompaggio, il chiller e le flange ed
anche tutti i collegamenti elettrici di potenza e di
controllo fra le varie apparecchiature. In alcuni casi
la torre di raffreddamento può essere installata sopra
il container.
Struttura autoportante di tipo monolitico, realizzata
in lamiera di acciaio verniciata, trafilati tubolari e
lamiere completamente saldate tra loro. Basamento
costituito da due longheroni principali e da traverse
di testa in profilato. Superficie calpestabile del
pavimento realizzata in lamiera mandorlata.
Pareti perimetrali e copertura realizzate in lamiera
liscia verniciata e saldata.
Porte di accesso a doppio battente una su un lato
corto e le altre sui lati lunghi con oblò.
Coibentazione in pannelli di poliuretano espanso con
finitura in acciaio zincato verniciato. Impianto
elettrico con canaline a vista autoestinguenti
comprendente bulloni di messa a terra,
illuminazione, illuminazione emergenza, prese
shuko, quadro elettrico con magnetotermico.
Impianto di ventilazione con elettroventilatore
assiale e bocchette di aspirazione/espulsione.
-Standard
-Afonizzata
-Skid idraulico
-Skid idraulico con trattamento acqua
-Pompe acqua di raffreddamento
-Pompe acqua calda di alimentazione
-Pompe acqua refrigerata
-Quadro alimentazione e controllo
-Standard
-Afonizzata
-Per ambienti esplosivi
-Pompe acqua di raffreddamento
-Pompe acqua calda di alimentazione
-Pompe acqua refrigerata
-Sistema trattamento acqua
-Quadro alimentazione e controllo
-Sistema di ventilazione
-Torre di raffreddamento