AB

SOR

PTION

CYC

LE NH

3Energia & AmbienteI nostri chiller ad assorbimento cicloammoniaca/acqua sono studiati perabbattere drasticamente le elevatespese energetiche dei sistemi direfrigerazione (congelazione, processi inindustrie alimentari, farmaceutiche,chimiche, petrolchimiche, liofilizzazione)e di ogni altra utilizzazione dove sononecessarie temperature di refrigerazionefino a -60 °C. Per compiere il processotermodinamico utilizzano calore e nonenergia elettrica, calore recuperato dasistemi di cogenerazione, da processiindustriali o da combustione di biomassa,sotto forma di acqua calda, vapore, gasesausti o aeriformi surriscaldati.Potenze da 50 kWf a 10 MWf per acquaglicolata o ammoniaca liquida.

N. 01 - Anno 2014

BAXTER ENGINEERING LTDADVANCED ENERGY TECHNOLOGIESVia F. Briganti, 93 - 06127 Perugia - ItalyTel. 075 5055510 - Fax 075 5009082info@baxterenergy.comwww.baxterenergy.com

Tutti I dati sono soggetti a variazioni senza preavviso

CHILLER ASSORBIMENTOCiclo NH3 / H2O

In una macchina frigorifera a compressione viene usato uncompressore meccanico per portare il vapore delrefrigerante dalla bassa pressione di evaporazione alla piùalta pressione di condensazione.Nelle unità ad ammoniaca CA-NH3 viene invece utilizzatoun ciclo termodinamico che può essere chiamato“compressione termica” in quanto usa principalmentecalore come energia primaria per il suo completamento.I componenti principali sono l'assorbitore, il desorbitore ela pompa del liquido. Il ciclo sfrutta la facilità dell'acquadi assorbire il vapore d'ammoniaca, formando così unasoluzione acqua/ammoniaca. Il processo avvienenell'assorbitore, che si trova alla medesima pressionedell'evaporatore (bassa pressione). La soluzione diluita cheentra nell'assorbitore (detta anche “povera” perché conbassa concentrazione d'ammoniaca) assorbe il vapored'ammoniaca che proviene dall'evaporatore cosicché lasoluzione diventa “ricca” e viene pompata al desorbitoreche si trova allo stesso livello di pressione del condensatore(alta pressione). Mediante il riscaldamento del desorbitore,l'ammoniaca viene portata al punto di ebollizione e lasoluzione viene scissa ottenendo nuovamente due elementidistinti: vapore d'ammoniaca e soluzione povera, quindicon una bassa concentrazione d'ammoniaca.La soluzione povera ritorna all'assorbitore mentre il vapored'ammoniaca viene purificato nella colonna di rettifica peravere ammoniaca quasi pura all'ingresso del condensatore.Passando attraverso il condensatore il vapored'ammoniaca viene condensato per ripetere il ciclo.Nell'evaporatore si produce la capacità frigoriferatrasferendo il calore sottratto dall'evaporazione alcondensatore che lo dissipa cedendolo ad un fluido a piùbassa temperatura.

Il chiller CA-NH3 diventa necessario quando si dispone direcuperi termici industriali altrimenti dissipati e dai qualisia possibile produrre vapore o acqua calda da 110 a 250 °C.Il suo utilizzo in sistemi di cogenerazione o di combustionedi biomassa o in sistemi solari consente di produrre energiafrigorifera fino a -60 °C, aumentando così, notevolmente, ilrendimento globale del sistema.

Tipologie costruttive� con evaporatore per raffreddamento di salamoia� per uso diretto dell’ammoniaca� per integrazione con sistemi a compressione� per sistemi trigenerativi� per raffreddamento aria comburente delle turbine� multistadio per diverse temperature di utilizzo

Diventare “verde”

CHILLER AMMONIACA BASSA TEMPERATURA

- THERMO CHARGER

Temperatura fluido refrigerato fino a –30°CTemperatura di alimentazione da 110 a 200°CCOOP elevato

Chiller specifico per il raffreddamento dell’ariacomburente di turbine e motori. Studiato perrecuperare il calore dei gas esausti e raffreddarel’aria comburente per migliorare il rendimento.

- REFINERY CHILLING

Temperatura fluido refrigerato fino a –30 °CTemperatura di alimentazione da 110 a 200°CCOOP elevato

Chiller specifico che sfrutta il gas di torcia.Studiato per recuperare il prodotto dellaraffineria altrimenti dissipato e abbassaredrasticamente le emissioni in ambiente.

· I gruppi serie TC vengono alimentati da una fontedi calore come vapore, acqua surriscaldata, gasesausti di combustione, aeriformi surriscaldati ingenere.

· La maggior parte dei componenti sonoscambiatori di calore, pertanto statici. Questigruppi sono relativamente soggetti a guastimeccanici e a lunghi fermi per riparazione omanutenzione perciò molte industrie, conlavorazioni critiche, preferiscono l'adozione dellaserie TC per le loro necessità di refrigerazione.

- THERMO CHILLER

Temperatura fluido refrigerato fino a -60°CTemperatura di alimentazione da 110 a 250 °CCOOP elevato

Congelazione, mantenimento e processi inindustrie alimentari, industrie farmaceutiche,chimiche, petrolchimiche, liofilizzazione e ognialtra utilizzazione che richiede temperature direfrigerazione fino a -60 °C.

Temperatura fluido refrigerato fino a –5°CTemperatura di alimentazione da 110 a 200°CCOOP in PDC 1,5%

Pompa di calore specifica per produrre acquacalda a 70 °C contemporaneamente ad acquarefrigerata o ammoniaca liquida.Necessaria per riscaldamento, processiindustriali, refrigerazione o condizionamento.Può essere alimentata con acqua e vaporeprodotti con recuperi termici di qualsiasi genere,oppure direttamente con metano o propano.

- THERMO SORBER

PARAMETRI TECNICI-------------------------------------------------------------------------------Potenza frigorifera: da 50 kW a 10 MW-------------------------------------------------------------------------------Temperatura alimentazione min 110 °C

max 250 °C-------------------------------------------------------------------------------Temperatura di condensazione min 5,0 °C

max 32 °C-------------------------------------------------------------------------------Temperatura di evaporazione max -60 °C-------------------------------------------------------------------------------Fluido refrigerato acqua glicolata

ammoniaca liquidaaltri fluidi

-----------------------------------------------------------------------------–DIMENSIONI E PESI VENGONO COMUNICATI NELLE OFFERTE

Funzionamento e controllo facilitati-Sistema di controllo automatico e computerizzato-Schermo tattile (opzionale)-Connessione Internet (opzionale)

CHILLERASSORBIMENTOCiclo NH3 / H2O

I gruppi CA-NH3 vengono alimentati da unafonte di calore come vapore, acqua surriscaldata,gas esausti di combustione, aeriformisurriscaldati in genere o combustibili.

La maggior parte dei componenti sonoscambiatori di calore, pertanto statici. Questigruppi sono relativamente soggetti a guastimeccanici e a lunghi fermi per riparazione omanutenzione perciò molte industrie, conlavorazioni critiche, preferiscono l'adozionedei gruppi CA-NH3 per le loro necessità.

Solo le pompe del liquido e le valvolepneumatiche sono componenti dinamici esuscettibili a deperimento. Le operazioni dimanutenzione sono semplici e non necessitanodi personale altamente specializzato.

Possono essere facilmente integrate conimpianti di refrigerazione esistenti. Fino a 2000kWf vengono fornite prefabbricate consentendodi ridurre le operazioni ed i tempi di installazione.

Sono forniti di serie di sistema di controllo conlogica PLC per garantire un funzionamentototalmente automatizzato e sicuro. Le funzionid'esercizio possono essere adattate a varienecessità e i dati di funzionamento possonoessere visualizzati su PC remoti.

BIOMASSASOLARE

RECUPERI

L’ammoniaca evapora a bassa temperatura e a bassapressione nell’evaporatore ed i vapori entranonell’assorbitore dove si diluiscono con l’acqua formando unasoluzione ammoniaca/acqua.La soluzione diluita viene pompata alla sezione a pressionesuperiore del desorbitore dove l’ammoniaca si separadall’acqua. La separazione avviene grazie all’energiatermica fornita che fa raggiungere il punto di ebollizionedella soluzione facendo così evaporare l’ammoniaca. I vaporidi ammoniaca entrano poi nel condensatore dovecondensano ritornando allo stato liquido. Il calore inviato aldesorbitore può venire da varie fonti quali ad esempiol’energia termica dai gas di scarico di un gruppo dicogenerazione, i recuperi termici industriali, lacombustione di biomasse, il solare a concentrazione, lacombustione di syngas. L’efficienza del gruppo frigoriferoaumenta grazie all’utilizzo di uno scambiatore intermediodella soluzione e di uno scambiatore intermedio delrefrigerante. In questo ciclo l’ammoniaca è il refrigerante el’acqua l’assorbente.

COGENERAZIONE

EVAP

ORA

TORE

REFR

IG.

CON

DEN

SATO

RE

ASSO

RBIT

ORE

SOLU

ZIO

NE

RETT

IFIC

ATO

RE

GEN

ERAT

ORE

256 °C

150 °C

REFRIGERATORE AD ASSORBIMENTO NH3

100 kWfTHERMO CHILLER

GCOMB.

TG 1 C 1

MINITURBOGAS MT250

884 kWht

250 kWe

34 °C

29 °C

M

H2O

ARIA ARIA

H2O

TORRE EVAPORATIVA220 kWt

256 °C7668 kg/h

-15

°C

-10

°C

Il sistema trigenerativo Baxter Energy Plus, consente disfruttare l'energia termica sviluppata da un processotermodinamico anche per produrre energia frigorifera a bassatemperatura, mediante l'utilizzo del ciclo frigorifero adassorbimento ammoniaca/acqua CA-NH3. Il sistema ècomposto essenzialmente da una Microturbina gas MT250 eda una unità refrigeratrice CA/NH3. Sinteticamente, la turbinaa gas, che è una macchina motrice rotante, trasforma inenergia meccanica l'energia potenziale del combustibile.Essa è costituita da un compressore accoppiato ad una turbinae da una camera di combustione situata tra questi duecomponenti. L'aria dal compressore è inviata, tramite unrecuperatore, nel combustore dove viene inserito ilcombustibile e fatta bruciare. La combustione aumenta latemperatura, la velocità ed il volume del flusso di gas, quindil'energia in esso contenuta. Mediante ugelli il flusso si espandesulle pale della turbina stessa, la quale genera, mediante larotazione, l'energia meccanica che fornisce all'asse motore sulquale è calettato il generatore elettrico. I prodotti dellacombustione, a 256 °C, vengono utilizzati dettamente perl’alimentazione del ciclo frigorifero ad ammoniaca CA-NH3 .Nell’esempio la potenza elettrica generata è di 250 kW.Il processo di assorbimento avviene nell'assorbitore, che sitrova alla medesima pressione dell'evaporatore (bassapressione).

THE

RM

O C

HIL

LER

MUCROTURBINA GAS MT250

La soluzione diluita (povera) che entra nell'assorbitore,assorbe il vapore d'ammoniaca che proviene dall'evaporatorecosicché la soluzione diventa concentrata (ricca) perl'aumento della concentrazione d'ammoniaca e vienepompata nel desorbitore che si trova allo stesso livello dipressione del condensatore (alta pressione). Mediante ilriscaldamento del desorbitore da parte dei gas esaustigenerati dalla turbina MT250, l'ammoniaca viene portata alpunto di ebollizione e la soluzione viene scissa ottenendonuovamente due elementi distinti: vapore d'ammoniaca esoluzione povera.La soluzione povera ritorna all'assorbitore mentre il vapored'ammoniaca viene purificato nella colonna di rettifica peravere ammoniaca quasi pura all'ingresso del condensatore.Passando attraverso il condensatore, il vapore d'ammoniacaviene condensato per ripetere il ciclo. Nell'evaporatore siproduce la capacità frigorifera trasferendo il calore sottrattodall'evaporazione al condensatore che lo dissipa cedendolo adun fluido a più bassa temperatura generato nella torreevaporativa. Nell’esempio la capacità frigorifera è 100 kW a-15 °C.

MINI ENERGY PLUSPOTENZA ELETTRICA 250 kW - POTENZA FRIGORIFERA 100 kW A -15 °C

COMBUSTIBILE METANODIAGRAMMA, POTENZE, PORTATE E TEMPERATURE SONO PURAMENTE INDICATIVE

INDIC

ATIVO

ENERGY PLUS SYSTEM - COMBUSTIONE BIOMASSA O SYNGASPOTENZA ELETTRICA 100 kW - POTENZA FRIGORIFERA 450 kW - POTENZA TERMICA 984 kW

CONTEMPORANEAMENTEDIAGRAMMA, POTENZE, PORTATE E TEMPERATURE SONO INDICATIVI

3100 kg/h

TURBINAVAPOREPS 100

H=668,48 kcal/kg

H=641 kcal/kg

152 °C

H=95 kcal/kg

G

95 °C

155

°C

20 bar(a)

POTENZA TERMICA NETTACEDUTA AL VAPORE

1847 kWt

212,2 °C

CONDENSA95 °C

CALDAIA

216 kWtFUMI100 kWe

20 ba

r(a)

VAPO

RE

5 ba

r(a)

H=15

6 kc

al/k

g6000 rpm

EVAP

ORA

TORE

REFR

IG.

CON

DEN

SATO

RE

ASSO

RBIT

ORE

SOLU

ZIO

NE

RETT

IFIC

ATO

RE

GEN

ERAT

ORE

M

H2O

ARIA ARIA

H2O

29 °C

TORRE EVAPORATIVA

H2O

11,75 l/s

CON

DEN

SATO

RE

H2O

70 °C

90 °C

LIQUIDO

H2OH2O

LIQUIDO

VAPO

RE

152

°C

95 °C

984

kWt

VARI USI TERMICI984 kWt

95 °C

95 °C

95 °C 1968 kWt

5 ba

r(a)

5 ba

r(a)

5 bar(a)

34 °C

34 °C29

°C

34 °C29

°C

95 °C

95 °C

95 °CFLUIDOREFRIGERATO

-25 °C

-20

°C

1968 kWt

REFRIGERATORE AD ASSORBIMENTO NH3450 kWf

INDIC

ATIVO

Perché usare il vapore?L'acqua è il fluido base degli impianti a vapore sia perché è disponibile in natura,perciò economico, sia per le sue caratteristiche termodinamiche; ha infatti unelevato coefficiente di scambio termico ed elevato calore specifico e latente.Con la turbina a vapore semplice si realizza un ciclo di conversione del calore inlavoro: l’acqua viene pressurizzata dalla pompa che alimenta la caldaia,riscaldata e trasformata in vapore (eventualmente surriscaldato) nella caldaiastessa. La turbina converte l’energia cinetica del vapore e la trasforma in energiameccanica mediante il salto di pressione e la cede al generatore elettrco. Essarestituisce circa il 90% dell’energia termica fornita, sotto forma di vapore a 5bar, che va a condensare nel ciclo frigorifero ad ammoniaca da dove esce liquidoa 95 °C.Il ciclo frigorifero è uguale a quello già spiegato.La potenze generate contemporaneamente sono:Elettrica 100 kW - Frigorifera a - 25 °C, 450 kW - Termica 984 kW

TURB

INA

VAPO

RE P

S100

THER

MO

CHI

LLER

TURBOGAS OP16 TURBOSTEAM PS25 THERMO CHILLER

SISTEMA COMBINATO ENERGY PLUSPOTENZA ELETTRICA 2234 kW - POTENZA FRIGORIFERA 1780 Kw a -10 °C

COMBUSTIBILE METANO O SYNGASDIAGRAMMA, POTENZE, TEMPERATURE, PORTATE, SONO PURAMENTE INDICATIVE

T HP

GCOMB.

TG 1ARIA 35°C5

°C C 1

TURBOGAS OP16

7558 kWht

574

°C

150 °C

PS 25

T REC

H=66

8,48

kca

l/kg

EVAP

ORA

TORE

REFR

IG.

CON

DEN

SATO

RE

ASSO

RBIT

ORE

SOLU

ZIO

NE

RETT

IFIC

ATO

RE

GEN

ERAT

ORE

133,7 °C

95 °CREFRIGERATORE AD ASSORBIMENTO NH3

178O kWf - ALIMENTAZIONE 3424 kWt

G

22 bar(a)

32000 kg/h

TV 1

LIQUIDO

CONDENSA95 °C

VAPORE-1

0 °C

DEUMIDIFICAZIONE196 kg/h

THERMO CHILLER

250 kWe

TURBOSTEAM

H=95

kca

l/kgH=630,36 kcal/kg

H=150 kcal/kg

95 °C 5500 kg/h 95 °C

CALDAIA INDIRETTA VAPORE

1894 kWe

95 °C

5500 kg/h-3 bar(a)

AI P

ROCE

SSI I

NDU

STRI

ALI

-10

°C

-5 °C

-5 °C

-5 °C

-10 °C

416

kWhf

1364

kW

hf

M

H2O

ARIA ARIA

H2O

29 °C

TORRE EVAPORATIVA

34 °C

LIQUIDO

H2OH2O

3424 kWt

95 °C

3424 kWt

3315

kW

t

352

kWt

4000

kW

t

29 °C

34 °C

34 °C29 °C

95 °C

29 °C

29 °C

3 bar(a)

3 ba

r(a)

34 °C

Questo sistema trigenerativo combinato consente di produrre potenza elettrica (2234 kW) e potenza frigorifera (1780 kW) a -10 °C,una parte della quale (416 kW) viene utilizzata per il raffreddamento dell’aria comburente della turbina gas affinchè assuma unatemperatura di 5°C costante tutto l’anno. Il rendimento aumenta considerevolmente. I gas esausti della turbina vengono utilizzatiper produrre 5500 kg/h di vapore a 22 bar necessari per alimentare una turbina vapore da 250 kWe. Il vapore esce dalla turbina,dopo il salto di pressione, a 3 bar ed alimenta il generatore del ciclo ad assorbimento per produrre acqua refrigerata a -10 °C. 1364kW frigorifere vengono rese disponibili per le utenze industriali.

INDIC

ATIVO