En analys av absorptionskylsystem och deras användning i anslutning till industrifastigheter

Abstract

I examensarbetet analyseras funktionen i två typer av absorptionskylsystem, ammoniak-vattensystem och vatten-litiumbromidsystem. Syftet med arbetet är att granska systemuppbyggnaden och funktionen, samt att belysa hur den låga köldfaktorn har bidragit till att dessa system har minskat i popularitet sedan de uppfanns. Syftet är också att visa inom vilka områden absorptionskyla fortfarande är marknadsledande och hur systemens popularitet ökar för applikationer inom industrin. Flera beräkningsexempel görs i arbetet för att demonstrera betydelsen av att inkludera förvärmnings- och förkylningsvärmeväxlare i systemen, då dessa kan öka ett kylaggregats köldfaktor. Beräkningar utförs också för att visa att LiBr-system kan erhålla ett högre COP än NH3-system. En generell sammanfattning av kylmaskinens historia finns i den första delen av arbetet, främst för att informera läsaren om att detta inte är någon speciellt ny teknik, men att det är en teknik som nu ökar i popularitet för specifika applikationer. Orsaken till detta är att en så gott som försumbar mängd elenergi krävs för att driva kylaggregaten, och den största delen av energin som krävs tillsätts i stället med hjälp av värmevatten. Detta gör att till exempel industrier med möjlighet att återvinna spillvärmen från sina industriprocesser kan ha möjligheten att producera ”gratis” kyla under sommarmånaderna, då den återvunna energin annars ofta inte kan användas. Slutligen utförs en preliminär dimensionering av absorptionskylaggregat för en industrianläggning med ett befintligt värmeåtervinningssystem.

In this thesis the function of two types of absorption refrigeration systems are examined, ammonia-water systems and water-lithium bromide systems. The purpose of the work is to review the system structure and its function, as well as to highlight how the low coefficient of performance (COP) has contributed to the decline in popularity of these systems since their invention. The aim is also to demonstrate the areas where absorption cooling remains market-leading and how the popularity of these systems is increasing for industrial applications. Several calculation examples are provided in the thesis to demonstrate the importance of including preheating and precooling heat exchangers in the systems, as these can increase a chiller’s COP. Calculations are also performed to show that LiBr systems can achieve a higher COP than NH3 systems. A general summary of the history of refrigeration machines is provided in the first part of the work, primarily to inform the reader that this is not a particularly new technology, but rather one that is now increasing in popularity for specific applications. The reason for this is that a negligible amount of electrical energy is required to operate the chillers, and most of the energy needed is instead supplied by hot water. This means that, for example, industries with the ability to recover waste heat from their industrial processes may have the opportunity to produce "free" cooling during the summer months, when the recovered energy would otherwise often go unused. Finally, an estimated sizing of absorption chillers for an industrial facility with an existing heat recovery system is conducted.