Мухин Дмитрий Геннадьевич, ведущий конструктор ООО «ОКБ Теплосибмаш» Степанов Константин Ильич, младший научный сотрудник Института теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
2. Импортозамещающие абсорбционные
тепловые насосы и холодильные машины
Мухин Д.Г., ведущий конструктор ООО «ОКБ Теплосибмаш»
XII Новосибирский инновационно-инвестиционный форум
«Инновационная энергетика»
Новосибирск 2016
3. Абсорбционные бромистолитиевые термотрансформаторы (АБТТ) –
теплоиспользующее энергосберегающее оборудование:
• Холодильные машины (АБХМ) для генерации искусственного
холода и;
• Тепловые насосы (АБТН) для утилизации низкопотенциальной
теплоты путѐм еѐ трансформации до уровня, пригодного для
прямого использования.
АБТТ имеют широкое распространение во всѐм мире благодаря
высоким потребительским свойствам:
• пожаро- и взрывобезопасность;
• длительный срок службы (до 25 лет);
• экологическая чистота;
• низкий уровень шума;
• отсутствие динамических нагрузок на фундамент;
• незначительное потребление электроэнергии;
• и др.
3
Введение
7. • Системы отопления;
• Системы горячего водоснабжения;
• Одновременный нагрев и охлаждение в промышленности и теплоэнергетике.
7
Сферы применения АБТН
8. ООО «ОКБ Теплосибмаш» – единственная в России
компания – разработчик абсорбционных бромистолитиевых
термотрансформаторов.
Компания выполняет практически весь цикл опытно-
конструкторских и опытно-внедренческих работ:
• разработка конструктивных схем АБТТ и оптимальных
решений по их применению;
• разработка конструкторской документации;
• организация производства на базе российских
машиностроительных предприятий;
• проведение пуско-наладочных работ;
• обучение персонала заказчика;
• гарантийное и сервисное обслуживание АБТТ
8
9. В ООО «ОКБ Теплосибмаш» разработаны тридцать модификаций АБТТ.
АБХМ:
• с водяным и паровым обогревом с одноступенчатой (АБХМ-В, АБХМ-П)
и двухступенчатой (АБХМ2-П) регенерацией раствора холодильной
мощностью от 600 до 4000 кВт;
• с низкотемпературным водяным обогревом с одноступенчатой
регенерацией раствора (АБХМ-Вн) мощностью от 600 до 4000 кВт;
• с огневым обогревом (АБХМ-Т,Тс) мощностью от 600 до 3000 кВт;
АБТН:
• с паровым обогревом (АБТН-П) мощностью по утилизируемой теплоте
от 600 до 4000 кВт;
• с огневым обогревом (АБТН-Т) мощностью по утилизируемой теплоте от
600 до 3000 кВт.
С 2001 года изготовлено и введено в эксплуатацию 25 АБХМ и 2 АБТН.
9
11. • охлаждение дутьевого воздуха на входе в ГТУ энергетических и
газоперекачивающих станций в летний период позволяет увеличить КПД
станций.
• охлаждение и конденсация газа в технологиях ожижения природного газа.
11
АКТУАЛЬНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ АБХМ В ЭНЕРГЕТИКЕ И ГАЗОВОЙ ОТРАСЛИ
12. 12
АКТУАЛЬНЫЕ ПРИЛОЖЕНИЯ АБТН
При сжигании природного газа в котлах образуется до 19-20% водяного
пара по объѐму (12-13% по весу). На подавляющем большинстве котельных РФ
теплота конденсации водяного пара не используется и пар вместе с дымовыми
газами выбрасывается в атмосферу.
Затраты газового топлива на теплоснабжение в России 280-300 млн. т
у.т./год (более 2 т.у.т. на чел./год). Экономия потребления газового топлива всего
на 10% составит около 28-30 млн. т у.т. природного газа (24-26 млрд. нм3 в год).
Решение проблемы экономии газа для котельных РФ – создание
систем глубокой утилизации теплоты дымовых газов на базе
конденсационного теплообменника утилизатора (КТУ) и АБТН. Под
глубокой утилизацией теплоты понимается охлаждение дымовых газов ниже
температуры «точки росы», когда происходит конденсация водяных паров из
сбросных продуктов сжигания.
14. 14
ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ
1 Разработка АБХМ для выработки холода в отрицательном диапазоне температур
Область применения АБХМ – получение холода положительных температур (от +3 °С и
выше). Это обусловлено тем, что в качестве хладагента в АБХМ применяется вода, и
получение более низких температур невозможно из-за опасности еѐ замерзания. Тем не
менее, во многих промышленных приложениях существует потребность в более низких
температурах охлаждения, в т.ч. и отрицательных:
• получение т. н. «ледяной» воды для охлаждения молока;
• охлаждение складских помещений с пищевой продукцией;
• технология производства пластмасс: охлаждение оборотной воды для экструдеров,
охлаждение форм и фильер;
• и др.
Создание теплоиспользующих низкотемпературных АБХМ с отрицательными
температурами кипения хладагента позволит сократить потребление электроэнергии на
выработку холода путѐм технологии «фреонового» охлаждения, практически
безальтернативной в настоящее время.
16. 16
ИННОВАЦИОННЫЕ РАЗРАБОТКИ
2 Разработка АБТТ на альтернативном рабочем теле.
Во всѐм мире основным абсорбентом АБТТ является водный раствор бромида лития
(LiBr). Однако в России он не выпускается. Средняя стоимость раствора LiBr,
поставляемого зарубежными производителями составляет 1000 руб./кг.
В качестве альтернативного абсорбента в АБТТ рассматривается водный раствор на базе
соли LiCl.
LiCl по сравнению с LiBr обладает рядом преимуществ:
• соль производится в России (ПАО «НЗХК», г. Новосибирск);
• стоимость меньше почти в 2 раза;
• существенно меньшая коррозионная активность.
Создание АБТТ на новом абсорбенте открывает перспективы полного
импортозамещения этого вида оборудования в России.
18. 18
Холодильная машина АБХМ-3000П мощностью
3000 кВт
ФКП «Анозит», г. Куйбышев, НСО, 2008 г.
Назначение: охлаждения воды
технологического цикла.
Две холодильные машины АБХМ-
1500Тс суммарной мощностью
3000 кВт (на природном газе)
ООО «Карачинский источник»,
п. Карачи, НСО, 2010 г.
Назначение: охлаждение
минеральной воды.
19. 19
Холодильная машина АБХМ-1000Вн
мощностью 960 кВт
ООО «Корзинка-6», г.Липецк, 2012 г.
Назначение: для кондиционирования
колбасного цеха.
Холодильная машина АБХМ-2000П
мощностью 2100 кВт
КОАО «Азот», г.Кемерово, 2012 г.
Назначение: для охлаждения
воды и других сред в
технологических системах
охлаждения производства
капролактама.
20. 20
Теплонасосная установка тепловой
мощностью 4700 кВт на базе двух
абсорбционных бромистолитиевых
тепловых насосов с огневым обогревом
АБТН-600Т.
ООО «Сельхозпроминвест»,
Краснодарский край, 2005 г.
Назначение установки: получение
горячей воды для отопления и горячего
водоснабжения тепличного комбината с
использованием геотермальной воды.
Первый реализованный в
России проект использования
абсорбционных тепловых
насосов.