home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / sci / energy / 6559 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1993-01-01  |  6.6 KB

  1. Path: sparky!uunet!think.com!ames!sgi!cdp!ei
  2. From: Essential Information <ei@igc.apc.org>
  3. Newsgroups: sci.energy
  4. Date: 31 Dec 92 13:54 PST
  5. Subject: Re: Energy Ideas - HVAC-2
  6. Sender: Notesfile to Usenet Gateway <notes@igc.apc.org>
  7. Message-ID: <1466300137@igc.apc.org>
  8. References: <1466300134@igc.apc.org>
  9. Nf-ID: #R:cdp:1466300134:cdp:1466300137:000:6303
  10. Nf-From: cdp.UUCP!ei    Dec 31 13:54:00 1992
  11. Lines: 125
  12.  
  13.  
  14.  
  15. HOW TO COOL WITH HEAT: ABSORPTION COOLING
  16.  
  17. Absorption cooling systems are as effective as conventional vapor
  18. compression cooling systems, but require heat rather than
  19. electricity. As a result, these systems can use a variety of
  20. energy sources, including natural gas combustion, waste heat from
  21. electricity generation or solar thermal power. More importantly,
  22. these systems commonly use either ammonia or water as
  23. refrigerants, neither of which contributes to the depletion of
  24. the ozone layer or to global warming.
  25.  
  26. How They Work
  27.  
  28. Like vapor compression chillers (see "Electric Heat Pumps
  29. Revisited," Energy Ideas, November, 1992, p. 6), absorption
  30. chillers circulate a working fluid (the refrigerant) through an
  31. expansion and condensation cycle. Heat from air in a building
  32. causes a refrigerant to boil (see diagram below). Rather than
  33. being compressed into a hot liquid, the gaseous refrigerant is
  34. moved to a chamber where it is absorbed by another liquid
  35. substance. The refrigerant-absorbent mixture is heated in a
  36. boiler to separate the two fluids. Each is sent to its own
  37. condensing chamber. The absorbent cools and condenses and is
  38. returned to absorb more refrigerant. The refrigerant cools and
  39. condenses and is returned to the evaporator where it will pick up
  40. more heat from the indoor air. While earlier systems used ammonia
  41. as the refrigerant and water as the absorbent, newer systems use
  42. water as the refrigerant and a non-toxic lithium bromide salt
  43. solution as the absorbent. The lithium bromide cycle occurs in a
  44. vacuum, giving water a very low boiling temperature. 
  45.  
  46. Absorption cooling offers a few advantages over vapor-compression
  47. systems. The first and foremost is the absence of a toxic and
  48. ozone-depleting refrigerant. Since absorption cooling only
  49. requires heat and small pumps for circulation of the water and
  50. salt solution and the evacuation of the system, an absorption
  51. chiller has very few moving parts. Consequently, these systems
  52. are very reliable and easy to maintain. In addition, the systems
  53. provide quiet, vibration-free operation. The greatest advantage
  54. is the low cost of natural gas as compared to electricity costs
  55. for large chillers (see life-cycle cost analysis, p. 7).
  56.  
  57. Site Efficiency and Source Efficiency
  58.  
  59. The greatest disadvantage of an absorption cooling system is its
  60. low coefficient of performance (COP). The COP is the ratio of the
  61. amount of energy that goes into a chiller to the amount of energy
  62. removed by the chiller. Typically, an absorption chiller has a
  63. site COP of 1; for every British thermal unit (Btu) of natural
  64. gas burned on site, one Btu of energy is removed from the air.
  65. Newer models are expected to attain a site COP of 1.5. Electric
  66. vapor-compression chillers of intermediate size have a site COP
  67. of 5, making them far more efficient. Since the generation of
  68. electricity by fossil fuel combustion is only about 35 percent
  69. efficient, the source, or overall, COP of an electric chiller is
  70. only 1.75.
  71.  
  72. Cooling by Cogeneration
  73.  
  74. According to the Institute for Energy and Environmental Research
  75. (IEER), of Takoma Park, Maryland, an absorption chiller-heater
  76. which also produces electricity is the most efficient cooling and
  77. heating system. The cogeneration of heat and electricity vastly
  78. improves the energy efficiency of any combustion system by using
  79. heat which would normally escape into the environment (see
  80. "Cogeneration: Increased Efficiency without Increased Fuel,"
  81. Energy Ideas, November, 1992, p. 4). In addition, the electricity
  82. produced by a cogenerating chiller-heater could be sold to a
  83. local electric utility pursuant to the Public Utility Regulatory
  84. Policy Act (PURPA).
  85.  
  86. Developing such cogeneration units also contributes to smarter
  87. energy planning for utilities. By installing cogeneration systems
  88. to provide all energy - heating, cooling and electricity - to new
  89. facilities, power generation increases only as demand increases.
  90. This provides greater flexibility for electric utilities, which
  91. usually forecast the long-term regional electricity demand and
  92. build large central power stations, which may or may not be
  93. needed in the future. In addition, the use of on-site natural gas
  94. establishes a system which can be compatible with solar-produced
  95. hydrogen fuel or biogas.
  96.  
  97. CASE STUDIES:
  98.  
  99. Absorption Chillers at Audubon Headquarters
  100. When retrofitting their national headquarters in New York City,
  101. the National Audubon Society installed rooftop absorption
  102. chillers because these systems do not use CFCs, whereas
  103. compression coolers do. The installation of a 180 ton natural
  104. gas-fired chiller received a $72,000 rebate from the local
  105. electric utility based on a $400 per ton rebate. (Contact: Dr.
  106. Jan Beuea, Vice-President for Science, National Audubon Society,
  107. 700 Broadway, New York City, NY 10003, (212) 979-3000.)
  108.  
  109. Absorption Chiller at Junior High School
  110. In 1987, the Northbrook, Illinois Junior High School installed a
  111. 200-ton absorption chiller-heater to provide air conditioning to
  112. the 150,000-square-foot building. The school needed to maintain
  113. its backup heating capability in addition to providing the air
  114. conditioning. While an electric vapor compression chiller would
  115. have required the expansion of the boiler room, the absorption
  116. chiller-heater simply replaced one of the boilers and can provide
  117. the necessary backup heat at any time. Although the
  118. chiller-heater cost slightly more than an electric chiller, the
  119. additional cost will be paid back. Natural gas is available at a
  120. direct purchase price during the summer, only 17 cents per therm.
  121. Electricity, at 7 cents per kilowatt hour, costs about $2.05 per
  122. therm. 
  123.  
  124. While the system has operated reliably since its installation,
  125. the building manager stressed the importance of the quality of
  126. service received from the installer and the service company. They
  127. took the time to fully train the building staff in the complete
  128. operation of the chiller-heater and are readily available to
  129. service the system. In addition, the school district was
  130. impressed by the lack of ozone-depleting and toxic refrigerants
  131. in the system. The building manager strongly suggests considering
  132. these systems to anyone who is refitting a building. (Contact:
  133. Tim Melting, Director of Buildings and Grounds, Northbrook School
  134. District, 1475 Maple Avenue, Northbrook, IL 60062, (708)
  135. 498-7900.)
  136.  
  137.  
  138.