En centrifugal varmepumpe indeholder en dampgenerator, en kondensator, en fordamper og en absorber forbundet til hinanden. For at sikre pålidelig drift af pumpen under forhold med trussel om krystallisering i strømmen af ​​væskeabsorberende materiale indeholder pumpen et middel, der er følsomt for begyndelsen af ​​krystallisation af absorbenten i arbejdsvæsken eller for begyndelsen af ​​en uacceptabelt høj viskositet , samt et middel til at forhindre yderligere krystallisering og / eller at opløse den krystalliserede opløsning eller reducere den høje viskositet ... 8 s. og 6 C.p. f-krystaller, 6 ill.

Den foreliggende opfindelse angår absorptionsvarmepumper, især og en fremgangsmåde til drift af varmepumperne. Absorptionsvarmepumper indeholder følgende komponenter: en fordamper, absorber, generator, kondensator og eventuelt en opløsning varmeveksler; og fyldes med den passende arbejdsblanding i væskefasen. Arbejdsblandingen indeholder en flygtig komponent og et absorberende middel til den. I absorptionsvarmepumper overfører en varmekilde ved høj temperatur, såkaldt højkvalitetsvarme og en lavtemperaturvarmekilde, såkaldt lavkvalitetsvarme, varme til varmepumpen, som derefter overfører (eller skubber ud) summen af ​​varmetilførslen fra begge kilder ved en mellemtemperatur. I konventionelle absorptionsvarmepumper opvarmes en flygtig rig blanding (i det følgende benævnt "R-Mix") under tryk i en generator med høj potentialvarme, så der dannes en damp af den flygtige komponent og en arbejdende blanding, der er mindre rig eller fattig på flygtig komponent (for nemheds skyld omtalt nedenfor som "Blanding L"). I kendte enkelttrins varmepumper kondenseres den førnævnte damp af en flygtig komponent fra en generator i en kondensator ved den samme høje temperatur for at generere varme og danne en flydende flygtig komponent. Den flydende flydende komponent ledes gennem en ekspansionsventil for at reducere trykket, og derfra føres den til fordamperen. I en fordamper modtager ovenstående væske varme fra en varmekilde ved lav temperatur, normalt luft eller vand ved omgivelsestemperatur, og fordamper. Den resulterende damp af den flygtige komponent passerer til absorberen, hvor den absorberes i blanding L for at genforme blanding R og generere varme. Mix R overføres derefter til dampgeneratoren, og dermed er cyklussen afsluttet. Mange variationer af denne proces er mulige, for eksempel kan en varmepumpe have to eller flere trin, hvor damp fra en flygtig komponent fordampet af den førstnævnte (primære) dampgenerator kondenseres i en mellemkondensator, som er termisk forbundet til varme forsynes med en mellemliggende dampgenerator, som producerer yderligere flygtig dampkomponent til kondens i den førstnævnte (primære) kondensator. Når vi vil angive den flygtige komponents fysiske tilstand, vil vi for nemheds skyld kalde den en gasformig flygtig komponent (når den er i gasform eller damptilstand) eller en flydende flydende komponent (når den er i flydende tilstand). Den flygtige komponent kan ellers kaldes kølemiddel og blandingerne af L og R som væskeabsorberende. I et specifikt eksempel er kølemidlet vand, og det flydende absorberende middel er en hydroxidopløsning, der indeholder hydroxider alkalimetal som beskrevet i EP-A-208427, hvis indhold er inkorporeret som reference i denne ansøgning. US patent nr. 5,009,085, hvis indhold er inkorporeret heri som reference, beskriver en af ​​de første centrifugale varmepumper. Flere problemer er forbundet med pumper af den type, der er beskrevet i US patent nr. 5,009,085, og forskellige aspekter af den foreliggende opfindelse sigter mod at overvinde eller i det mindste reducere disse problemer. I varmepumper, som f.eks. Beskrevet i US patent nr. 5,009,085, er der risiko for katastrofalt svigt, hvis arbejdsfluidet skal krystallisere eller på anden måde blokere strømmen. Af denne grund fungerer varmepumpen typisk ved den maksimale opløsningskoncentration, der er angivet til brug under forhold, der er langt nok fra krystallisationstilstanden, og drevet af ønsket om at forhindre krystallisering i stedet for at give maksimal effektivitet pumpe. Vi har udviklet en modifikation, der starter en korrigerende handling, når krystallisationens begyndelse registreres, og dermed sikrer, at varmepumpen kan fungere sikkert under forhold tæt på krystallisering. I et aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en absorptionsvarmepumpe omfattende et middel, der er følsomt over for begyndelsen af ​​krystallisation af et absorberende middel i et arbejdsfluid eller til et begyndelse med uacceptabelt høj viskositet, til aktivering af et middel for at forhindre yderligere krystallisation og / eller opløse det krystalliserede materiale eller reducere specificeret viskositet. Området med størst tendens til at krystallisere eller blokere strømmen er normalt placeret i banen for den absorberende væskestrøm til absorberen fra opløsningens varmeveksler, hvor den mest lav temperatur og den højeste koncentration. Midlerne til at forhindre krystallisation eller formindske viskositeten kan omfatte midler til at skabe en klaring til forøgelse af temperaturen og / eller nedsættelse af koncentrationen af ​​absorbenten i arbejdsfluidet på eller i nærheden af ​​det angivne krystallisationssted. F.eks. Kan væskestrømmen omdirigeres, i det mindste midlertidigt, for at øge temperaturen af ​​strømmen, der passerer gennem det specificerede krystallisationssted, enten direkte eller indirekte gennem varmeveksling. Denne proces kan aktiveres ved at bestemme det lokale tryk på et punkt placeret opstrøms for krystallisationsstedet. En metode involverer overførsel af varme til den absorberende væske, der passerer i den modsatte retning gennem en opløsningsvarmeveksler, når den absorberende væske passerer fra dampgeneratoren til absorberen, hvor en del af den absorberende væske passerer fra generatoren til absorberen, der vil være ved en relativt høj temperatur omdirigeres til injektion i returstrømmen fra absorberen til generatoren. I dette tilfælde stiger temperaturen i returstrømmen, hvilket øger temperaturen af ​​strømmen opstrøms fra krystallisationspunktet, hvilket fører til opløsning af krystaller eller et fald i væskens viskositet på dette tidspunkt. En sådan adspredelse kan opnås ved at installere en trykfølsom regulator, for eksempel en ventil eller en tærskel mellem de to strømme, på grund af hvilken afledningen begynder, når modtrykket forårsaget af krystallisationens begyndelse eller en uacceptabelt høj viskositet overstiger en forudbestemt tærskelværdi. Alternativt kan det flydende kølemiddel omdirigeres fra kondensatoren til fordamperen for derved at øge fordampningstemperaturen, hvilket får en øget mængde kølemiddel til at fordampe og blive fanget i absorbenten, hvilket fører til et midlertidigt fald i koncentrationen af ​​absorbenten i arbejdet væske og til en stigning i temperaturen af ​​arbejdsfluidet i krystallisationsområdet. En yderligere udfordring er at opretholde en passende høj effektivitet når varmepumpen kører med mindre end fuld kapacitet, når temperaturstigningen og / eller varmebelastningen falder. Temperaturstigningen defineres som temperaturforskellen mellem fordamperen og absorberen. Vi har fundet ud af, at det er muligt at øge cykluseffektiviteten under delbelastningsbetingelser ved at justere den absorberende væskestrømningshastighed under cyklussen som reaktion på varmebehov og / eller temperaturstigning. Derudover har vi fundet ud af, at det er muligt at designe en varmepumpe, så dynamiske eller statiske pumpetryk hjælper med at justere den absorberende væskestrømningshastighed, så den matcher den gældende temperaturstigning eller varmebelastning, hvilket eliminerer behovet for justerbare reguleringsventiler eller lignende enheder ., selvom vi ikke udelukker muligheden for at bruge sådanne reguleringsanordninger. I overensstemmelse med et andet aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en absorptionsvarmepumpe omfattende en dampgenerator, en kondensator, en fordamper og en absorber, der er forbundet med hinanden for at tilvejebringe veje til en flydende flydende komponent og en væskeabsorberende til dette, og en strømningshastighedsregulator til justering strømningshastigheden for væskeabsorbenten i overensstemmelse med mindst en af ​​parametrene: (a) temperaturforskellen mellem absorberen og fordamperen (b) varmebelastning til varmepumpen, og (c) en eller flere andre driftsparametre. Flowhastigheden kan justeres på forskellige måder, men den foretrukne måde er at justere uden at ændre pumpeeffekten. Således kan regulatoren for strømningshastigheden sædvanligvis indeholde midler til begrænsning af strømmen, der er placeret i vejen for strømmen af ​​absorberende væske fra den specificerede generator. Begrænsningen kan justeres for at give den nødvendige ydelse ved brug af et aktivt reguleringssystem, men vi har fundet ud af, at tilstrækkelig regulering kan opnås gennem en passiv restriktor, såsom en åbning, hvirvler, kapillarrør eller en kombination af nogle eller alle af disse enheder. Varmepumpens konstruktion er fortrinsvis sådan, at strømningshastigheden for den absorberende væske fra generatoren er afhængig af differenstrykket i hver ende af den absorberende væskesti fra generatoren og / eller af differenstrykket på grund af enhver forskel mellem de frie overfladeniveauer i den absorberende væske i hver ende af væskens vej fra generatoren. Begrænserens varmepumpe og strømningskarakteristika kan således fås til at tilvejebringe en passende strømningshastighed, der varierer med driftstryk for at muliggøre en ændring i strømningshastighed, der matcher driftsbetingelser, som beskrevet nedenfor under henvisning til fig. 6. På samme måde kan beholdere installeres i hver ende af væskestien fra generatoren, og disse beholdere er dimensioneret og placeret således, at de tilvejebringer frie overfladeniveauer i udvalgte højder eller i afstande i radial retning for at give det krævede overtryk. I et eksempeleksempel omfatter generatoren et opbevaringskammer i form af et lastekammer, i hvilket væskeabsorberende stof er fanget, før det kommer ind i generatoren, og som definerer en fri overflade, og væskens vej fra generatoren ender i et trug ved siden af absorberen, hvor lastkammeret er placeret således, at niveauet for den frie overflade af væsken i den under normal drift var højere (eller var længere i radial retning indad) i forhold til den frie overflade af væsken i trug. Alternativt kan enden af ​​banen for den absorberende væske nedstrøms for generatoren ende ved et udløb, som typisk er over overfladen af ​​væsken i en beholder forbundet med den, som fanger væske, der udledes derfra, hvorved udløbets højde bestemmer overtrykket ved udløbet. Som nævnt ovenfor kan der foretages en aktiv kontrol af strømningshastigheden for den absorberende væske. Strømningshastighedsregulatoren kan således omfatte en eller flere sensorer til påvisning eller forudsigelse af en eller flere driftsparametre for indretningen og organer, der reagerer på sensorerne til justering af den absorberende væskes strømningshastighed i overensstemmelse hermed. Andre vanskeligheder forbundet med ceomfatter forskellige pumpeanordninger, der hver typisk indeholder en ormepumpe, der er begrænset i rotation, når varmepumpen roterer, og som trækker væske fra et ringformet trug eller et kar og leverer det til det rigtige sted. I et typisk ormpumpedesign, ved opstart, er varmepumpen i første omgang stationær, og væske vil blive fanget i den nedre bue af en rende, der har en radial dybde meget større end når varmepumpen roterer. Ormepumpen er en oscillerende masse, hvilket betyder, at pumpen også er i bunden af ​​trug, nedsænket i væsken. Følgelig vises der ved opstart en stor modstandskraft over for ormepumpens bevægelse som følge af interaktionen mellem væsken i trug og ormepumpen, hvilket reducerer varmepumpens effektivitet og forsinker begyndelsen af ​​stabil -statsdrift. Vi har udviklet os den nye slags ormepumpe, som kan reducere modstanden ved start betydeligt, som opstår i konventionelle designs ... Designet har også fordelen ved at reducere den konstante masse som med konventionelle ormepumper og dermed reducere de stødbelastninger, som ormepumpen sandsynligvis vil opleve under transport. I et andet aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse følgelig en absorptionsvarmepumpe omfattende en roterende enhed, der indbefatter en dampgenerator, kondensator, fordamper og absorber, der er forbundet med hinanden for at tilvejebringe cykliske væskestrømningsveje til en flygtig komponent og en absorberende væske, hvor en af ​​anordningerne (generatoren, fordamperen og absorberen) indbefatter en ormepumpe, der indeholder et svingende element, der er drejeligt monteret i aggregatet, begrænset fra rotation med samlingen, og beregnet, når det bruges, til at opsamle væske fra et trug, sædvanligvis perifert placeret eller fra en beholder, hvor det svingende element indbefatter en excentrisk svingende beholder i forhold til enhedens rotationsakse til hældning af væske fra truget eller beholderen, når pumpen er i ro. Denne enhed har flere vigtige fordele. Da noget af væsken vil være i gyngebeholderen, vil der være mindre væske i renden, og derfor reduceres de trækkræfter, der opstår ved start af pumpen, betydeligt. Desuden øger væsken i den svingende beholder massen af ​​ormepumpen i stationær tilstand, hvilket betyder en stigning i inerti og af denne grund mindre påvirkning af modstandskræfter. Beholderen kan modtage væske fra tuden gennem åbningen uden at blive pumpet ved hjælp af en pumpe, men det foretrækkes, at snekkepumpen omfatter midler til at tilføre mindst en del af den væske, der fanges af den, til den svingende beholder. Under drift ved steady state af pumpen kan væskemassen i den oscillerende beholder således tilvejebringe en væsentlig eller større del af massen af ​​det oscillerende element. Vippebeholderen kan omfatte et dræningsafløb for at tillade en del af væsken i beholderen at blive drænet tilbage i renden eller beholderen. I en typisk udførelsesform, når varmepumpen fungerer i en stabil tilstand med en vandret rotationsakse, er beholderen således i det mindste delvist nedsænket i væske indeholdt i renden eller beholderen og er i det mindste delvist fyldt med væske. Det er klart, at et sådant ormpumpearrangement kan anvendes i stedet for en hvilken som helst af de ormepumper, der anvendes i konventionelle centrifugalvarmepumper. Pumper i overensstemmelse med dette aspekt af den foreliggende opfindelse tilvejebringer også vigtigt middel tilvejebringelse af en indledende bufferkapacitet for ethvert trug indeholdende væske, og især indeholdende variable mængder væske, for at muliggøre justering af koncentrationen af ​​absorberende væske, som det vil blive beskrevet nedenfor. Vi har også udviklet en enhed, der justerer de relative proportioner af absorberende og flygtige stoffer i blandingen, så de matcher driftsparametrene. Igen kan dette opnås ved at måle temperaturen og bruge en eller flere reguleringsventiler, men vi har fundet ud af, at det er muligt at justere den absorberende koncentration med et acceptabelt pumpedesign, så der afhængigt af driftsparametrene kan ændres en mængde kølemiddel skal opbevares i en beholder og derved sikre en passende justering af opløsningens koncentration. Vi har også designet denne enhed til at give en ekstra mulighed for at begrænse den maksimale koncentration af opløsningen. I et andet aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse følgelig en absorptionsvarmepumpe med et arbejdsfluid (indeholdende en absorberende og en flygtig komponent) omfattende midler til justering af koncentrationen af ​​absorbenten i arbejdsfluidet i overensstemmelse med mindst (a) temperaturen absorbenten og en fordamper, eller (b) i overensstemmelse med arbejdsfluidet med en varmebelastning på varmepumpen, og (c) i overensstemmelse med en eller flere andre driftsparametre. Fortrinsvis kontrolleres koncentrationen ved at variere mængden af ​​flygtig komponent, der er lagret i valsebufferen. Midlerne til justering af koncentrationen kan således omfatte en eller flere beholdere til opbevaring af en variabel mængde flygtig komponent og / eller væskeabsorberende middel og midler til at injicere væske i beholderen og pumpe væske ud af beholderen for at justere koncentrationen. Under drift er mængden af ​​flygtig komponent fordampet af fordamperen ved en bestemt temperaturstigning en funktion af koncentrationen af ​​den absorberende væske. Når fordampningshastigheden falder, fanges mere væske i fordamperen, og i dette aspekt af den foreliggende opfindelse lagres overskydende væske i en buffer, hvilket reducerer andelen af ​​flygtig komponent i blandingen, der tilføres absorberen og øger dermed fordampningshastighed. V speciel version implementering lagres de bevægelige buffere af blandingen og den flygtige komponent i passende beholdere, sædvanligvis i generatoren og fordamperen, selvom naturligvis andre lagringssteder er mulige. Bevægelige beholdere kan hensigtsmæssigt indeholde svingende beholdere, som angivet ovenfor, hvilket øger ormenes pumperes inerti. Det foretrækkes at begrænse koncentrationen af ​​arbejdsfluidet i varmepumpen. For eksempel kan den flygtige buffer indeholde overløbsmidler, der begrænser den maksimale udtømning af den cirkulerende blanding ved at begrænse mængden af ​​kølemiddel, der kan opbevares i svingbeholderen i fordamperen. Overløbsmidlerne kan således passere den flydende flydende komponent fra den specificerede bevægelige beholder til strømmen af ​​væskeabsorberende materiale, der tilføres absorberen, når koncentrationen overstiger eller nærmer sig en forudbestemt grænse. Dette kan bestemmes i forhold til mængden af ​​kølemiddel i den bevægelige beholder og / eller fanget i nærheden af ​​fordamperen. En yderligere kilde til ineffektivitet i centrifugalvarmepumper, har vi fundet, er ormpumpens samlingers tendens til at svinge rundt om rotationsaksen, hvis væskeniveauet i det tilsvarende trug falder under ormpumpens indløb, og sådanne svingninger kan påvirke pumpen betydeligt effektivitet. Med dette i tankerne har vi udviklet forskellige apparater, ved hjælp af hvilke svingninger kan dæmpes. I overensstemmelse med et andet aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en absorptionsvarmepumpe omfattende et roterende aggregat omfattende en dampgenerator, kondensator, fordamper og absorber, idet varmepumpen omfatter en ormepumpe, der er drejeligt monteret i samlingen men begrænset fra rotation med den, ormen pumpen har et indløb til opsamling af væske fra et perifert rende eller kar, der roterer i forhold til snekkepumpen, pumpen omfatter stabiliseringsorganer, der stabiliserer ormepumpen hovedsageligt, men ikke udelukkende, hvis væskeniveauet i renden eller beholderen er under det angivne indløb. Det stabiliserende middel kan være forskellige typer ... I et eksempel kan de specificerede stabiliseringsorganer omfatte en indretning, der begrænser styret, hvilket igen begrænser bevægelsen af ​​en bevægelig vægt, som er monteret for at dæmpe svingningen af ​​den angivne snekkepumpe. I dette tilfælde kan vibrationerne let dæmpes som følge af energispredning forårsaget af modstandskræfterne ved belastningens bevægelse langs den angivne guide. Styret er fortrinsvis buet med sin konvekse overflade i lodret retning over eller under tyngdepunktet og akslen. Alternativt kan stabiliseringsorganerne omfatte trækgenererende midler, såsom en ribbe eller anden overflade med øget træk, eller yderligere indløbsorganer til en yderligere snekkepumpe. En yderligere vanskelighed, der kan støde på, især ved opstart af en centrifugal varmepumpe, er, at væskereserverne i systemet kan være således, at der ikke sikres tilstrækkelig blandingsstrøm til generatoren. Dette kan føre til alvorlig overophedning og ødelæggelse af generatorens væg. Med dette i tankerne har vi udviklet en ny enhed, der sikrer, at pumpen, der leverer blandingsstrømmen til generatoren, har prioriteret adgang til arbejdsblandingen. I endnu et andet aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en absorptionsvarmepumpe omfattende et roterende aggregat omfattende en dampgenerator, kondensator, fordamper og absorber, der er forbundet med hinanden for at tilvejebringe veje til en flydende flydende komponent og et væskeabsorberende middel til det, en pumpe ( blandingens strømning til generatoren) til pumpning af den absorberende væske på den opvarmede overflade af den specificerede generator, pumpen (der giver blandingens strømning fra generatoren) til opsamling og pumpning af væsken, der strømmer ned fra overfladen af specificeret generator og midler til at sikre, at pumpen, der tilfører blandingens strøm til generatoren, har en tilstrækkelig tilførsel af væske til at fugtige overfladen af ​​den specificerede generator ved begyndelsen af ​​varmepumpedriften. Midlerne til at sikre tilstrækkelig tilførsel af væske omfatter fortrinsvis en fælles beholder, i hvilken der under drift tilføres et væskeabsorberende materiale, der strømmer ned fra en bestemt overflade af generatoren, og et væskeabsorberende middel til sprøjtning på en bestemt overflade af generatoren, og pumpe, der tilfører en strømning af blandingen til generatoren, og pumpen, der leverer blandingens strøm fra generatoren (fortrinsvis hver), tager væskeabsorbenten fra den angivne samlede beholder og den angivne pumpe, der giver blandingens strømning til generatoren, har prioriteret adgang til den. I en udførelsesform er de pumper, der tilfører blandingsflow til og fra generatoren snekkepumper, reservoiret er en perifer sløjfe, og ormpumpens indløb, der tilfører blandingsflow til generatoren, strækker sig radialt længere fra rotationsaksen end indløbet. et grenrør af pumpen, som tilfører strømmen af ​​blandingen fra generatoren. Pumpen, der tilfører blandingsstrømmen til generatoren, og pumpen, der tilfører blandingsstrømmen fra generatoren, kan være en enkelt delt pumpe opstrøms. Et andet aspekt af den foreliggende opfindelse tilvejebringer en absorptionsvarmepumpe omfattende en roterende enhed, der indbefatter en dampgenerator, kondensator, fordamper og absorber indbyrdes forbundet for at tilvejebringe cykliske væskestrømningsveje til den flydende flydende komponent og den absorberende væske samt indeholde en fælles reservoir til opsamling af væskeabsorberende materiale, der strømmer ned fra den opvarmede overflade af den specificerede generator og til at modtage væsken, der er beregnet til at blive tilført generatorens opvarmede overflade. En anden vanskelighed ved centrifugalvarmepumper af den type, der er beskrevet i US patent nr. 5,009,085, er at tilvejebringe effektiv masse- og varmeoverførsel til det flydende kølemiddel i kondensatoren og absorberen. I henhold til dette tidlige patent indeholdt absorberen og kondensatoren en absorptionsskive og en kondensatorskive på hver side af skærmen, og overfladerne, over hvilke henholdsvis blandingen og vandet passerede, blev afgrænset af flade plader svarende til den daværende forståelse af centrifugal intensivering af processen, som tidligere beskrevet. i europæisk patent EP-B-119776. Vi har imidlertid fundet ud af, at varmevekslere kan fremstilles af et spiralrør, og overraskende giver dette en effektiv stigning i varme og masseoverførsel i centrifugalpumper... I overensstemmelse med et andet aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en absorptionscentrifugal varmepumpe omfattende et aggregat omfattende en dampgenerator, kondensator, fordamper og absorber, en eller flere af disse indretninger (kondensator, fordamper og absorber) omfattende en varmeveksler afgrænset af en spiralrør eller bølgepap ydre overflade ... Denne spole kan som regel lukkes med mellemliggende spiralomdrejninger i kontakt eller lukkes med både den næste indre og den næste ydre drejning for at afgrænse en varmeveksler med to diskontinuerlige eller korrugerede overflader. Røret har et fortrinsvis fladt cirkulært tværsnit, idet de fladede dele er placeret tæt på hinanden eller på områder i indbyrdes kontakt. Spiralen kan være flad eller skålformet. I konventionelle varmepumper indeholder den indre atmosfære luft og korrosion fører til dannelse af fri hydrogengas, hvilket forringer absorptionen af ​​den flygtige komponent i det flydende absorberende middel og dermed forringer pumpens effektivitet. Dette kan håndteres ved regelmæssigt at pumpe varmepumpen ud, men det er tidskrævende og potentielt farligt og anbefales derfor ikke til industrielle applikationer. Et alternativ er at bruge palladiumstifter, men de er dyre og kræver også varmeapparater og tilhørende udstyr. Vi har imidlertid fundet ud af, at ved omhyggeligt valg af materialer er det muligt betydeligt at reducere mængden af ​​hydrogen, der normalt genereres, og tilvejebringe en relativt billig og enkel anordning til at absorbere frit brint, så det ikke forringer varmepumpens ydelse. Følgelig er der i et andet aspekt af den foreliggende opfindelse tilvejebragt en absorptionsvarmepumpe omfattende et substrat af et materiale, der under brug er i stand til at absorbere og / eller binde hydrogenmolekyler. Bærematerialet indeholder et hydrogenerbart materiale, der indbefatter en egnet katalysator. Eksempler på egnede hydrogeneringsmaterialer er materialer baseret på kemisk reducerbare organiske polymerer, der er homogent katalyseret til hydrogenering. En typisk kombination omfatter en styren-butadien-triblock-copolymer (polystyren-polybutadien-polystyren), såsom Kraton D1102, der fås fra Shell Chemical Company og en iridiumkatalysator, såsom Crabtree Catalist beskrevet nedenfor eller en rheniumkatalysator. Mange andre egnede materialer med lignende egenskaber er kendt af fagmanden. Fortrinsvis indeholder substratet en indikator, der angiver tilstanden af ​​det materiale, hvortil det nærmer sig, hvor det er mættet med hydrogen eller af andre årsager ikke længere er i stand til at binde eller absorbere hydrogen. Vi udviklede også et beskyttelsessystem til at aflaste overtryk i varmepumpen, men som også uventet gav mulighed for langvarig og / eller forlænget drift af varmepumpen. I dette aspekt af den foreliggende opfindelse er der følgelig tilvejebragt en absorptionsvarmepumpe omfattende et højtryksgenerator / mellemkondensatorkammer, et mellemtrykskammer i en mellemliggende generator / kondensator og et lavtryksabsorberings- og fordamperkammer og indbefattende i et reduktionsorgan placeret mellem (a) højtrykskammeret og mellemtrykskammeret og / eller (b) mellemtrykkammeret og kammeret lavt tryk ... Reduktionsorganet tilvejebringer fortrinsvis en kontrolleret trykreduktion, hvorved strømningen gennem reduktionsorganerne er afhængig af et trykfald. I et eksempel, når trykfaldet når et forudbestemt niveau, åbnes reduktionsorganet, og strømningshastigheden stiger med stigende trykfald. I dette tilfælde udvides enhedens driftsområde, og den kan fungere som en etappes varmepumpe og vende tilbage til totrinsdrift, når differenstrykket falder under et forudbestemt niveau igen. Det er kendt, at hydroxidbaserede absorbenter, herunder dem, der er beskrevet i EP-A-208427, er meget ætsende, især ved de høje temperaturer, ved hvilke forbrændingskammeret fungerer, og at man skal være meget forsigtig ved valg af materialer, hvorfra en forseglet kabinet, der begrænser den roterende samling og interne komponenter. Indtil nu har væggene og komponenterne været fremstillet af kobber-nikkellegeringer såsom Monel, der har et betydeligt indhold af nikkel og andre metaller. Vi fandt imidlertid, dels til vores overraskelse, at selvom dette ville virke kontraintuitivt, er det faktisk muligt at anvende kobber og kobberlegeringer, der indeholder mindre end 15 vægtprocent af andre metallegeringskomponenter. I et yderligere aspekt af den foreliggende opfindelse er der følgelig tilvejebragt en absorptionsvarmepumpe omfattende et forseglet hus, der indeholder et arbejdsfluid indeholdende et eller flere alkalimetalhydroxider, hvor mindst en del af huset, der er i kontakt med arbejdsfluidet er fremstillet af kobbermateriale, der indeholder op til 15 vægtprocent tilsætningsstoffer, såsom chrom, aluminium, jern og andre metaller. Det foretrækkes, at stort set alt foringsrør er fremstillet af kobbermaterialet. Det angivne kobbermateriale indeholder fortrinsvis en kobber-nikkellegering. Vi har fundet ud af, at kobber-nikkellegeringer med et lavt nikkelindhold, som forventes at korrodere kraftigt, når de kommer i kontakt med flydende hydroxid, faktisk har høj korrosionsbestandighed, selv ved høje temperaturer i dampgeneratoren. Den foreliggende opfindelse kan udvides til enhver kombination af opfindelseselementer beskrevet i denne ansøgning ovenfor eller i den følgende beskrivelse med henvisning til de ledsagende tegninger. Især kan visse elementer, hvor konteksten tillader det, bruges i centrifugale og ikke-centrifugale varmepumper, såvel som i et-trins eller flertrins varmepumper, individuelt eller i kombination med hinanden. Den foreliggende opfindelse omfatter også fremgangsmåder til drift af absorptionsvarmepumper i overensstemmelse med principperne beskrevet ovenfor og i beskrivelsen nedenfor. I et yderligere aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse således en fremgangsmåde til drift af en absorptionsvarmepumpe omfattende overvågning af et arbejdsfluid for at detektere eller forudsige begyndelsen af ​​krystallisation af en absorbent i arbejdsfluidet eller begyndelsen af ​​en uacceptabelt høj viskositet deraf og, ved påvisning eller forudsigelse af nogen af ​​de ovennævnte betingelser, iværksættelse af forebyggende foranstaltninger for at forhindre yderligere krystallisation og / eller opløsning af krystalliseret materiale eller for at reducere den specificerede viskositet. Starttrinet omfatter fortrinsvis afledning af en væskestrøm (f.eks. Et varmt arbejdsfluid) i det mindste midlertidigt for at forøge temperaturen i et tilstødende område, der er tilbøjeligt til krystallisation eller en stigning i viskositet. Hvor arbejdsfluidet indeholder en absorberende væske, der er modtagelig for krystallisation, kan initieringstrinnet i det mindste midlertidigt reducere koncentrationen af ​​den absorberende væske i et område, der støder op til eller opstrøms for det krystallisations-tilbøjelige område. I et yderligere aspekt tilvejebringer den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til drift af en absorptionsvarmepumpe omfattende en dampgenerator, kondensator, fordamper og absorber, der er forbundet med hinanden for at tilvejebringe (cyklisk væskestrøm) veje for den flydende flydende komponent og væskeabsorberende derfor, som bestemmer regulering af strømningshastigheden i overensstemmelse med mindst en af ​​parametrene: (a) temperaturforskellen mellem absorberen og fordamperen
b) størrelsen af ​​varmebelastningen på varmepumpen og
c) i overensstemmelse med en eller flere andre driftsparametre. Den foreliggende opfindelse vil nu blive beskrevet detaljeret ved hjælp af eksemplet på en varmepumpe med dens forskellige modifikationer under henvisning til de medfølgende tegninger, hvor
FIG. 1 - kredsløbsdiagram en totrins varmepumpeindretning ifølge den foreliggende opfindelse uden at begrænse temperaturer og tryk, som kun er til illustration. FIG. 2 er et skematisk sidebillede af en varmepumpe ifølge den foreliggende opfindelse, der viser varmepumpens hovedkomponenter, men udelader visse sammenkoblinger, komponenter og hydraulikvæske for at lette illustrationen. FIG. 3 er et eksempel på en dæmpningsindretning til brug med en ormepumpe i en ændring af varmepumpen vist på tegningerne. FIG. 4 er et andet eksempel på en dæmpningsindretning til brug med en ormepumpe. FIG. 5 er et skematisk diagram, der illustrerer en mulig (trykfølsom) strømningskontrol for at reducere muligheden for krystallisering i den absorberende væskestrøm mellem generatoren og absorberen. FIG. 6 er et idealiseret diagram, der viser de optimale opløsningskoncentrationer og temperaturer for andre elementer i varmepumpen til indstilling af fordamperens temperatur og to forskellige temperaturstigninger. FIG. 1 og 2 illustrerer en udførelsesform for en varmepumpe ifølge den foreliggende opfindelse, som omfatter et hermetisk forseglet modul 10 drevet af aksel 12 og definerer et højtryksområde 14, et mellemliggende trykområde 16 og et lavt trykområde 18. Udtrykkene "højt tryk", "mellemtryk" og "lavt tryk" refererer til trykket i disse områder, når varmepumpen er i drift. Varmepumpens indre indeholder ikke luft under drift. Som vist er højtryksområdet 14 begrænset til venstre af en væg, der fungerer som en dampgenerator 20, som opvarmes med uden for ved hjælp af forbrændingskammeret 22. På den anden side er højtryksområdet 14 afgrænset af en væg, der afgrænser en kondensator 24 på dens højtryksoverflade og en mellemliggende dampgenerator 26 på den anden overflade, og som også afgrænser venstre ende af det mellemliggende trykområde 16. En ekstra væg 27 er placeret i højtryksområdet 14 placeret mellem dampgeneratoren 20 og kondensatoren 24 og definerer et lastekammer 28 designet til at fange væske fra generatorrøret 30 ((ca. pr.) På de medfølgende tegninger til beskrivelsen på engelsk, sandsynligvis fejlagtigt, henvises referencenummeret "30") som beskrevet nedenfor. Mellemtrykområdet 16 er adskilt fra lavtryksområdet med en baffel 32 og indeholder en dobbelt kondensatorspole 34 henholdsvis første og anden opløsning varmeveksler 36 og 38. Lavtryksområdet 18 indeholder en absorptionsspole 40 og en dobbeltfordamperspole 42. Under driften skubbes en vandrig blanding af vand og alkalimetalhydroxider ud af det fælles trug 44 til og fra generatoren gennem ormepumpens indløbsrør 46, som tilfører strømmen af ​​blandingen til generatoren og overlader trykrøret 48 til generatoren til dampgeneratoren 20 til spredning langs (den) overflade. En del af den flygtige komponent (vand) fordamper og passerer til kondensatoren 24. Den resterende vandfattige blanding "L" er fanget i en rende 44 til generatoren og fra generatoren. Ormepumpens indløb 46, som tilfører blandingsstrømmen til generatoren, udgør en del af den suspenderede væskeormpumpeenhed 50 og vil blive beskrevet mere detaljeret nedenfor. Ormpumpens indløb 52, som tilfører strømmen af ​​blandingen til generatoren, er en del af den samme samling, men placeret radialt indad i forhold til ormpumpens indløb 46, som tilfører strømmen af ​​blandingen til generatoren . Ormepumpen, som tilfører blandingsstrømmen fra generatoren, pumper blandingen "L" ind i det ringformede lastkammer 28, hvorfra blandingen passerer gennem et rør (ikke vist) ind i kølepassagen for den første opløsning varmeveksler 36, hvor det afgiver varme til blandingen "R", der passerer ind i andre grene og rundt for at vende tilbage til renden 44 til generatoren og fra generatoren, fra den mellemliggende dampgenerator 26 (se fig. 1). Efter at have passeret gennem kølepassagen for den første opløsning varmeveksler 36, passerer blandingen "L" gennem kølepassagen for den anden opløsning varmeveksler 38, hvor den afgiver varme til væsken på en anden gren, der passerer fra dampabsorberen 40 til den mellemliggende dampgenerator 26. Fra kølepassagen passerer blandingen "L" gennem strømningsbegrænseren 54 (se fig. 1) og derfra ind i en ringformet rende 56 dannet på sidefladen af ​​absorberpladen 32. Herfra fanges blandingen gennem ormpumpens indløb 58, som tillader blandingen at strømme til absorberen, og pumpes gennem indløbet 60 til absorberingsspolen 40, hvor den absorberer den flygtige komponent fra fordamperen 42. Blandingen, der nu er rig på vand, opsamles i en rende 62 fra absorberen. Hvorfra den pumpes ind i lastkammeret 64, dannet som en ringformet rende på skillevæggen 32, radialt inde i renden 56 på absorberen, gennem ormepumpens indløb 66, som tilvejebringer blandingens strømning fra absorberen, og trykforbindelsen 68. Ormepumper, der tilfører blandingens strømning til absorberen og fra absorberen er en del af en fælles samling 65. Fra indlæsningskammeret 64 strømmer den vandrige blanding til varmepassagen for den anden opløsningsvarmeveksler 38, hvor den opvarmes og derefter strømmer til renden 70 på mellemgeneratoren. Derfra fanges væske gennem ormepumpens indløb 72, som tilfører blandingsstrømmen til mellemgeneratoren og udledes gennem udledningsrøret 74 mod midten af ​​mellemgeneratoren 26, hvor den modtager varme fra den mellemliggende kondensator 24 på en anden overflade af den samme væg. En del af den flygtige komponent fordampes af den mellemliggende dampgenerator 26 og passerer til spolekondensatoren 34 i den primære kondensator. Væskeblandingen, der forlader den mellemliggende dampgenerator 26, er fanget i en rende 76, hvorfra den øses ud ved hjælp af pumpeindløbet 78, som tilfører blandingsstrømmen fra mellemgeneratoren og føres gennem trykrøret 80 til varmepassage af den første opløsning varmeveksler 36, hvor den opvarmes og derefter vender tilbage til den fælles generatorskakt 44. Ormepumperne, der tilfører blandingsstrøm til og fra mellemgeneratoren, er en del af en fælles akselmonteret samling 12. For at illustrere illustrationen er strømforbindelser til løsningsvarmevekslere ikke vist. Når man overvejer den flygtige komponents strømningscyklus, er det tydeligt, at en del af den flygtige komponent fordampes i højtryksområdet 14, når blandingen passerer over toppen af ​​dampgeneratoren 20, og den gasformige flygtige komponent kondenserer på overfladen af mellemkondensator 24. Derefter passerer den kondenserede flydende flygtige komponent gennem gashåndtaget 82 (se fig. 1) til den primære kondensator 34 i det mellemliggende trykområde 16. Fra den primære kondensator 34 passerer den flydende flydende komponent gennem en yderligere choker 84 til en tud 86 på fordamperen i lavtryksområdet 18. Her opsamles væske gennem ormpumpens 89 indløb 88, som tilfører en strøm af blandingen til fordamperen og pumpes gennem trykrøret 90 på fordamperspolen 42. Derfra passerer den fordampede gasformige flygtige komponent til absorberingsspolen 40, hvor den igen absorberes i blandingen og derefter følger blandingens vej. Ormepumpens andet indløb 92 begrænser niveauet af den flydende flydende komponent i skakten 86 ved at pumpe den overskydende flydende flygtige komponent ind i en beholder 102, som er forbundet til en pumpe, der tilfører blandingsstrømmen til fordamperen, og som har en afløb 94 og et overløbsrør 96. Højre ende af akslen 12 opdelt i passager 103, 105 for at tilvejebringe en strømningsbane for flydende kølemiddel, såsom vand, som løber i midten af ​​akslen, cirkulerer i de to spoler i primæren kondensator 34 og derefter i absorberingsspolen 40 og forlader akslen. Strømmen gennem kondensatorspolerne 34 begynder tilsyneladende i det indre af den venstre spole, spiraler udad og vender derefter tilbage ind og ud. I spoleabsorberen 40 begynder strømning på ydersiden af ​​spolen og spiraler indad. På samme måde forsyner og samler et kølet flydende vandkredsløb (ikke vist) kølet vand fra fordamperspolerne 42. Nu er det beskrevet General arrangement, vil nogle specifikke forbedringer eller ændringer blive beskrevet. Justering af den absorberende blandings strømningshastighed
Strømningshastigheden for den absorberende blanding i varmepumpen styres af en strømningsbegrænser 54 i ledningen mellem den anden opløsningsvarmeveksler 38 og en absorberrør 56 forbundet med dampabsorberen 40. Strømningsbegrænseren 54 kan være en åbning, kapillarrør, hvirvler eller åbning, og strømningshastigheden gennem restriktoren 54 bestemmes af trykket, der virker igennem den. Således afhænger strømningshastigheden af ​​det respektive tryk og ikke af pumpekapaciteten, hvilket giver blandingsstrømmen fra generatoren som før. Af denne grund vil strømningshastigheden blive moduleret af trykfaldet mellem henholdsvis høj- og lavtryksregionerne 14, 18 samt den trykbestemmende afstand (frigang) mellem den frie overflade af lastkammeret 28 og den frie trugets overflade på absorberen. Absorberingens strømningshastighed vil automatisk stige, når trykfaldet mellem regionerne 14 og 18. øges. Begrænsningens 54 egenskaber, trykfaldets art mellem regionerne 14 og 18 og lastkammerets 28 placering og kapacitet og skakt 56 vælges for at tilvejebringe den ønskede ændring i strømningshastighed afhængigt af driftstilstanden. Den minimale strømningshastighed under de krævede driftsbetingelser sættes sædvanligvis under hensyntagen til krystallisation, men en eventuel margen over dette reducerer varmepumpens effektivitet på grund af øgede tab i løsningens varmevekslere. Set fra et termodynamisk synspunkt, bedste effektivitet opnås, når koncentrationen af ​​absorbent kun er tilstrækkelig til at opretholde den temperaturstigning, der kræves af cyklussen. Under disse betingelser vil forskellige faktorer bestemme absorbentens nødvendige massestrømningshastighed. I systemer, der bruger vand som kølemiddel og et uorganisk salt som absorberende middel, kan den minimale strømningshastighed ved en given temperaturstigning begrænses af den maksimale opløsningskoncentration, der kan tolereres, før krystallisationen begynder. FIG. 6 viser typiske karakteristika for en ideel væske, hvor det kan ses, at temperaturen i absorberen og kondensatoren er 58 o C, og blandingen ved en given opløsningskoncentration kan absorbere kølemiddel ved en temperatur på 4 o C. Sådan en opløsningskoncentration kan være tydelig for den ideelle cyklus vist for at opnå temperaturen 200 o C generator. Når temperaturen på absorberen og kondensatoren falder til 35 o C, kan det ses, at hvis opløsningens koncentration reduceres for at opfylde de nye betingelser, falder generatorens temperatur til 117 o C. Det betyder, at for en givet massestrømningshastighed for absorbenten i cyklussen, varmetab varmevekslerne vil også sandsynligvis falde. Desuden vil en sådan lavere koncentration også reducere krystallisationstemperaturen betydeligt, hvilket muliggør en lavere strømningshastighed (og dermed et højere opløsningskoncentrationsområde). Kontrolsystemet beskrevet i denne ansøgning til yderligere forbedring ydeevneegenskaber giver begge automatisk justering koncentration og massestrømskontrol. Suspenderede flydende ormepumper
Den fælles pumpeenhed 50, som tilfører strømmen af ​​blandingen til og fra generatoren, indeholder en oscillerende beholder 98, der er ophængt på en aksel 12 ved hjælp af et lejebærer, i hvilket væske tilføres fra en fælles rende 44 gennem et indløb 100, som er radialt indad fra indløbene 46 og 52. Det betyder, at en del af væsken, der normalt tilbageholdes i renden på generatoren, under drift bliver tilbageholdt i den oscillerende beholder, hvilket bidrager væsentligt til pumpeenhedens 50 konstante masse .. Når pumpen slukkes, vil en væsentlig del af væsken typisk blive fanget i renden 44 og forskydes af den svingende masse af den svingende beholder til pumpeenheden. I overensstemmelse med det viste arrangement, når pumpen er stationær, forbliver væske i pumpen eller strømmer ind i den svingende beholder 98 gennem indløbet 100, hvorved væskeniveauet i renden reduceres og massen af ​​pumpeenheden øges. Disse elementer bidrager til en betydelig reduktion i startmodstand. På samme måde indeholder pumpen 89, som tilfører blandingen strøm til fordamperen, en svingbeholder 102, der fungerer som en svingningsvægt og derudover som et bevægeligt spjæld for kølemidlet, som det vil blive beskrevet nedenfor. Justering af koncentrationen af ​​absorberende væske
I den i fig. 2, antages det, at koncentrationen af ​​absorbenten automatisk styres i overensstemmelse med absorptionshastigheden for den fordampede flygtige komponent i absorberen 40. Pumpen 89, der forsyner blandingsstrømmen til fordamperen, omfatter et indløb 92, som pumper overskydende flydende flydende flydende komponent i beholderen 102. Denne flydende flydende komponent fjernes fra kredsløbet og får således andelen af ​​absorberende i den cirkulerende blanding til at stige, når indholdet i beholderen 102 stiger. Der er et justerbart afløb 94 tilbage i kanalen 86. Det maksimale koncentrationen af ​​absorberende middel begrænses ved at forsyne beholderen 102 med et overløbsrør 96, der tillader afløb til kanalen 62 fra absorberen. Således bliver koncentrationen af ​​absorbenten automatisk styret af den variable lagermængde af den flydende flygtige komponent i beholderen 102, og de tidligere beskrevne cykluskrav kan opfyldes. Dæmpning af ormepumpe
FIG. 3 viser en skematisk konfiguration af en dæmpningsindretning til en ormepumpe, der kan bruges til en hvilken som helst eller alle ormepumperne i varmepumpen illustreret i fig. 2. Pumpe 104 er drejemonteret på akslen 12 og omfatter et hus 106 og et ormepumpeindløb 108. Under ormpumpens indløb 108 er der tilvejebragt et bremseelement i form af et ikke-fungerende indløb 107. Selvom ormpumpens indløb passerer frit (med et mellemrum) over væskeniveauet, vil ikke- arbejdsindløb 107 er stadig nedsænket og tilvejebringer således et vigtigt dæmpningsorgan, når ormepumpens indløb forlader eller kommer ind i væsken igen. I et alternativt arrangement vist i fig. 4 ligner flere detaljer dem, der er vist i fig. 3 og er angivet med de samme referencenumre. Under trunionen er der imidlertid tilvejebragt en buet skinne 110, som ikke er på linje med akslen 12, og som definerer en begrænsende passage for vægten 112. Denne vægt er begrænset, så den kan bevæge sig langs styret, når kroppen afbøjes rundt akslen, tilbøjelig til at returnere kroppen til ligevægtspositionen, men med en vis modstand, så den kinetiske energi fra pendulets bevægelse hurtigt forsvinder. Guiden kan have mange konfigurationer. Denne enhed er især effektiv, når der ikke er en tilstødende fast struktur, der fungerer som et benchmark. Forebyggelse af krystallisering
Som bemærket ovenfor er det ønskeligt at operere så tæt på krystallisationsgrænsen som muligt for at sikre cykluseffektivitet, men virkningerne af krystallisation kan være katastrofale. Som det kan ses i fig. 1 og 5, er strømningsafledningsmønsteret indstillet således, at når krystallisation er detekteret, kan blandingen fra dampgenerator 20 omdirigeres i et punkt 112 opstrøms for den anden opløsningsvarmeveksler 38 for at forbinde ved 114 til strømmen fra dampabsorber 40 til ind i den anden varmeveksler 38 -løsning. Dette får temperaturen på strømmen ind i den anden opløsning varmeveksler 38 fra dampabsorberen 40 til at stige, hvilket øger temperaturen af ​​strømmen fra den anden opløsning varmeveksler til dampabsorberen i området 116, hvor krystallisation sandsynligvis vil begynde . I den i fig. 5, styres strømningsafledning af en trykfølsom tærskel 118. Ved normal drift er trykforskellen mellem punkterne 112 og 114 ikke tilstrækkelig til at overvinde den højde, der er defineret af tærsklen, og passerer således ikke mellem disse punkter. Ved initiering af krystallisation i område 116 er modtrykket imidlertid ved punkt 112 stort nok til at få væske til at strømme til punkt 114. I dette arrangement kan strømningsbegrænseren 54 flyttes opstrøms for tilbagetrækningspunktet 112. Forskellige andre flowkontrollere kan anvendes, og for at gøre det lettere at illustrere er FIG. 1, er et sådant styringsorgan vist som en styreventil 120. Dette element kan også bruges med væsker, der er tilbøjelige til uønskede stigninger i viskositet, der har tendens til at hindre strømning. Almindelig tagrende til og fra generatoren
Det vil blive vist, at ormepumpens forskellige indløb 46, 52 og 100 henter væske fra det ene trug 44, men at indløbet 46 er dybere end de to andre for at tilvejebringe strøm af blanding til generatoren. Dette sikrer, at pumpen, der leverer blandingsflow til generatoren, under opstart og andre ekstreme forhold har fortrinsret adgang til væsken i renden, hvilket reducerer muligheden for en situation, hvor generatoroverfladen er tør. Brintforurening
I de illustrerede udførelsesformer indeholder implementering af den foreliggende opfindelse mindst et af de forseglede områder 14, 16, 18 et element 114, der kan modstå hydrogenering polymermateriale, hvor en katalysator indføres, og som har en høj affinitet for brintmolekyler, og som under drift absorberer brint fra atmosfæren inde i enheden for at forhindre kontaminering af væskeabsorbenten på absorberen. En typisk polymer / katalysatorkombination er en styren-butadien-triblock-copolymer (polystyren-polybutadien-polystyren), såsom Kraton D1102, tilgængelig fra Shell Chemical Company, og en iridiumkatalysator, såsom Crabtree Catalist PF 6 (hvor COD er ​​1,5 -cyclooctadien; py er pyridin, tcyp er tricyclohexylphosphin). Et element fremstillet af et sådant materiale med et volumen på 300 ml kan være tilstrækkeligt til at absorbere frit hydrogen i flere års drift. Fald i tryk
Den i fig. 2 indeholder også trykreducerende ventiler 122, 124 placeret mellem henholdsvis høj- og mellemtryksområder 14 og 16 og mellem- og lavtryksområder 16 og 18. Trykreducerende ventiler giver en jævn modulering af strømningshastigheden ved tryk, når de er åbne, hvilket tillader varmepumpen at have et udvidet driftsområde, til at fungere som en et -trins varmepumpe, når trykfaldet over trykreducerende ventiler overstiger åbningstryk af ventilen og vender tilbage til totrinsdrift, når trykket returneres til den normale værdi.

Påstand

1. Absorptionsvarmepumpe, kendetegnet ved, at den indeholder et middel, der er følsomt over for begyndelsen på krystallisation af absorbenten i arbejdsvæsken eller til begyndelsen af ​​en uacceptabelt høj viskositet, til start af midlerne til at forhindre yderligere krystallisering og / eller til opløse det krystalliserede materiale eller reducere den angivne viskositet. 2. Absorptionsvarmepumpe ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den indeholder et middel til at skabe en klaring til forøgelse af temperaturen og / eller nedsættelse af koncentrationen af ​​absorbenten i arbejdsvæsken i det område, der er tilbøjeligt til krystallisation eller øget viskositet eller nær dette område. 3. Absorptionsvarmepumpe ifølge krav 2, kendetegnet ved, at den omfatter midler til at aflede en væskestrøm, i det mindste midlertidigt, for at øge temperaturen af ​​strømmen, der passerer gennem området, der er tilbøjelig til krystallisation eller en stigning i viskositet. 4. Absorptionsvarmepumpe ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at organerne til oprettelse af klaring gøres følsomme over for lokalt tryk opstrøms fra det område, der er tilbøjeligt til krystallisation eller til en stigning i viskositet. 5. Absorptionsvarmepumpe ifølge krav 2 eller 3, kendetegnet ved, at den er konfigureret til at overføre varme fra den absorberende væske, der passerer fra dampgeneratoren til absorberen, idet den absorberende væske passerer i den modsatte retning gennem opløsningens varmeveksler, varmepumpe omfattende midler til fjernelse af en del af den absorberende væske fra strømmen, der passerer fra dampgeneratoren til absorberen for indføring i den omvendte strøm fra absorberen til dampgeneratoren for derved at øge temperaturen af ​​strømmen opstrøms fra det område, der er tilbøjeligt til krystallisation eller til en stigning i viskositet. 6. Absorptionsvarmepumpe ifølge krav 5, kendetegnet ved, at tilbagetrækningsorganet omfatter en trykfølsom regulator, f.eks. En ventil eller en tærskelindretning mellem to strømme, som starter tilbagetrækningen, når modtrykket forårsaget af begyndelsen af ​​krystallisation eller en uacceptabelt høj viskositet overstiger forudbestemt tærskelværdi. 7. Absorptionsvarmepumpe ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at midlerne til fjernelse er konfigureret til at fjerne flydende kølemiddel fra kondensatoren til fordamperen for at øge fordampningstemperaturen, øge mængden af ​​kølemiddel, der er fordampet og fanget af absorbenten og tilvejebringer et midlertidigt fald i koncentrationen af ​​absorbenten i arbejdsfluidet og en stigning i temperaturen af ​​arbejdsfluidet i krystallisationsområdet. 8. En fremgangsmåde til drift af en absorptionsvarmepumpe, kendetegnet ved, at den omfatter overvågning af arbejdsfluidet for at detektere eller forudsige begyndelsen af ​​krystallisation af absorbenten i arbejdsvæsken eller begyndelsen på en uacceptabelt høj viskositet i den og ved detektering eller forudsige nogen af ​​disse betingelser, iværksætte forebyggende foranstaltninger til forhindring af yderligere krystallisation og / eller opløsning af det krystalliserede materiale eller for at reducere den specificerede viskositet. 9. Absorptionsvarmepumpe indeholdende en dampgenerator, en kondensator, en fordamper og en absorber forbundet til hinanden for at tilvejebringe en cyklisk væskestrøm for en flydende flydende komponent og en væskeabsorberende for den, kendetegnet ved, at den indeholder en flowhastighedsregulator af den flydende absorberende middel i overensstemmelse med mindst en af ​​parametrene: temperaturforskellen mellem absorberen og fordamperen, varmebelastningen på varmepumpen og en eller flere andre driftsparametre. 10. Driftsmetode for en absorptionsvarmepumpe indeholdende en dampgenerator, en kondensator, en fordamper og en absorber forbundet til hinanden for at tilvejebringe en cyklisk væskestrøm for en flydende flydende komponent og en væskeabsorberende for den, kendetegnet ved, at den omfatter justering af strømningshastigheden i overensstemmelse med mindst en af ​​parametrene: temperaturforskellen mellem absorberen og fordamperen, varmebelastningen på varmepumpen og en eller flere andre driftsparametre. 11. Absorptionsvarmepumpe indeholdende en rotationsenhed omfattende en dampgenerator, en kondensator, en fordamper og en absorber forbundet til hinanden for at tilvejebringe en cyklisk væskestrøm for den flygtige komponent og en væskeabsorberende for den, kendetegnet ved, at mindst en af nævnte anordninger, nemlig en dampgenerator, en fordamper og en absorber, omfatter en ormepumpe, der indeholder et svingende element, der er drejeligt monteret i nævnte enhed, begrænset mod rotation med denne enhed og placeret, når den bruges til opsamling af væske, sædvanligvis fra en periferisk placeret slisk eller beholdere, hvilket svingende element omfatter en svingende beholder, der er monteret excentrisk i forhold til aggregatets rotationsakse til hældning af væske fra truget eller beholderen, når pumpen er i ro. 12. Absorptionsvarmepumpe med et arbejdsfluid indeholdende en absorberende og en flygtig komponent, kendetegnet ved, at den indeholder midler til justering af koncentrationen af ​​absorbenten i arbejdsvæsken i overensstemmelse med mindst en af ​​parametrene: temperaturforskellen mellem absorberen og fordamperen, varmebelastningen på varmepumpen og en eller flere andre driftsparametre. 13. Driftsmetode for en absorptionsvarmepumpe indeholdende en roterende enhed omfattende en dampgenerator, en kondensator, en fordamper og en absorber forbundet til hinanden for at tilvejebringe en cyklisk strøm af en væske til en flygtig komponent og en væskeabsorberende for den , kendetegnet ved, at den omfatter koncentrationskontrolvæskeabsorberende og flygtig komponent, der hersker i den eller de udvalgte dele af den angivne varmepumpe, ved at lagre en variabel mængde væske i beholderen til påfyldning af væsken. 14. Absorptionscentrifugal varmepumpe indeholdende en samling, der omfatter en dampgenerator, kondensator, fordamper og absorber, kendetegnet ved, at en eller flere af anordningerne, nemlig kondensatoren, fordamperen og absorberen indeholder en varmeveksler afgrænset af en rørspiral eller har en korrugeret ydre overflade.

Opfindelsen angår fremgangsmåder til komprimering af et arbejdsfluidum, der bruges til at overføre varme fra en varmebærer med en lavere (E) temperatur til en varmebærer med en højere temperatur (Al), og kan bruges i en varmepumpe. Metoden kombinerer absorption og ændring i koncentrationen af ​​en elektrolytopløsning, f.eks. ZnCl2, (Na, K, Cs, Rb) OH, CoI2, (Li, K, Na) (Cl2, Br2, I, SO4) eller et stof hvis koncentration falder med stigende temperatur i polære opløsningsmidler: H2O, NH3, methanol, ethanol, methylamin, DMSO, DMA, AN, formamid, myresyre. Den stærkt koncentrerede mættede opløsning, der forlader absorber-varmeveksleren (A1), afkøles fra høje (1) til lave (2) temperaturer, mens den passerer gennem varmeveksleren-krystallisatoren (HE) for at danne absorberende krystaller. Krystaller (K1) adskilles, en lavkoncentrationsopløsning (2) er tilbage. Den lave koncentration udvides delvist til afkøling. opløsning (2), tilføres damp til krystallerne (K1), hvori de absorberes. Komprimer opløsningen til trykket fra fordamper-varmeveksleren (E). Udvid lav koncentration. løsning i en turbine med produktion af arbejde eller en køle-cyklus til delvis fordampning i fordamper-varmeveksleren (E) ved en given temperatur og dannelse af opløsningsmiddeldamp. Adskil yderligere krystaller af absorberende (K2), kombiner dem med tidligere udvalgte krystaller (K1). Damp opvarmes ved at føre den gennem en varmeveksler-krystallisator (HE) og komprimere (5) under trykket fra absorberen (A1). Lav koncentration. opløsningen (3), der er tilbage efter delvis fordampning, komprimeres til trykket fra absorbenten (A1) og opvarmes i en varmeveksler-krystallisator (HE). De adskilte krystaller opvarmes i en varmeveksler-krystallisator (HE), opløses i en opvarmet opløsning (3) med dannelse af en stærkt koncentreret. løsning. Dampforsyning (4) til absorber (A1), hvor damp absorberes, varme fjernes, og den originale opløsning dannes igen. Metoden øger effektiviteten af ​​varmeoverførsel, for eksempel under opvarmning-aircondition. 7 p.p. f-ly, 4 dwg.

Opfindelsen angår køleudstyr, nemlig absorptionskølemaskiner. En absorptionskøler med en indbygget varmepumpeenhed indeholder en generatorblok med en første kondensator og en absorberblok med en første fordamper. Den første kondensator i den første blok er forbundet med en væskeledning til den første fordamper i den anden blok, og generatoren er forbundet til absorberen ved hjælp af linjer af stærke og svage løsninger, der passerer gennem køle- og opvarmningshulrummet i den første regenerative varmeveksler , henholdsvis. Absorptionskøleren er desuden udstyret med en varmepumpeenhed, solvarmer og køletårn. Varmepumpeanlægget omfatter en anden kondensator, en kompressor, en anden fordamper og en anden regenerativ varmeveksler, mens generatoren er forbundet med en varmtvandsledning til indgangen til den anden kondensator med vand, hvis udløb er forbundet til solvarmerens indløb. Solvarmerens output er forbundet til generatorens indgang, kølevandsudgangen fra den første kondensator er forbundet med indgangen til den anden fordamper. Udløbet fra den anden fordamper er forbundet med køletårnets indløb, hvis udløb er forbundet med indgangen til den første kondensator ved hjælp af en kølevandspumpe. Det tekniske resultat er at øge effektiviteten, mobiliteten og pålideligheden af ​​absorptionskølemaskinen. 1 syg.

Absorptionsvarmepumpe (optioner) og hvordan den fungerer (optioner)

Formålet med ABTN (absorption lithiumbromid varmepumpe) er udnyttelse af spildvarme og dens omdannelse til et højere temperaturniveau. For at gøre dette har varmepumpen brug for en ekstra energikilde - ikke elektrisk, men varme. Valget af ABTN -modellen bestemmes af temperaturen på spildvarmen, den krævede temperatur for varmeenergiforbrugeren og den tilgængelige type ekstra varme ressource.
ABTN af den første type designet til udnyttelse af lavtemperatur termisk energi (ikke lavere end 30 ° C). Ved udløbet af ABTN dannes en temperatur på op til 90 ° C. I sammensætningen af ​​outputvarmeenergien for ABTN af den første type er 40% "spild" -varme. Og 60% forbruges derudover ved høj temperatur varmeenergi (damp, varmt vand, varme ved forbrænding af brændstof). Det er også muligt at bruge "spild" -energien fra røggasser (spild) gasser, spilddamp, varmt vand, der ikke forbruges i den varme årstid.
ABTN af den første type kan erstatte køletårnssystemer genbrug af vandforsyning, og dette er et af de mest lovende områder i deres anvendelse. Temperaturen på vand opvarmet af ABTN af den første type overstiger imidlertid ikke 90 ° C.
ABTN af den anden type kan opvarme vand til høje temperaturer, kan også generere damp og kræver ikke brug yderligere kilde termisk energi. Imidlertid konverteres kun 40% af den genvundne energi til et højt temperaturniveau, og 60% af den genvundne energi udledes i køletårnet.

Fordele ved ABTN

• Mængden af ​​spildvarme i den genererede varmeenergi er mere end 40%.
• Brændstofforbrugets effektivitet ved brug af ABTN af den første type stiger med snesevis af procent.
• Absorptionsvarmepumper af den anden type genbruger spildvarme fra en mediumtemperaturkilde (60 ~ 130 ℃) og genererer højpotentiale varmeenergi (90 ~ 165 ℃) uden at forbruge yderligere varmekilde.

Fordele ved ABTN Shuangliang Eco-Energy

Shuangliang Eco-Energy er verdens største producent af ABHM og ABTN. Den store tillid til produkterne fra Shuangliang Eco-Energy-anlægget bestemmes af den lange (siden 1982) og succesrige (hvert år forlader op til 3500 produktionsenheder samlebåndet til Shuangliang Eco-Energy) i storstilet produktion.
Verdens eneste specialiserede internationale doktorgradsstudier, forsknings- og teknologicenter for absorptionsteknologier opererer på basis af Shuangliang Eco-Energy. Shuangliang Eco-Energy har udviklet kinesiske nationale standarder for produktion af ABHM (analogt med GOST), som er strengere end japanske, europæiske og nordamerikanske.
Hovedforbrugerne af ABTN er varme- og elproducerende virksomheder og energikrævende teknologisk produktion(olie- og gasbehandling, petrokemi, produktion mineralsk gødning, metallurgi osv.). Derfor har absorptionsvarmepumper normalt en betydelig stor installeret kapacitet end absorptionskølere. Hvis enhedskapaciteten for serielle prøver af ABHM er begrænset til halvanden titalls MW, når enhedskapaciteten for serielt produceret ABTN fremstillet af Shuangliang Eco-Energy 100 MW.
Teknologiske fremskridt og unikke designløsninger Shuangliang Eco-Energy giver os mulighed for at tilbyde kompakt (sammenlignet med andre producenter) pålideligt og effektivt udstyr. Den eneste i verden opererer på basis af Shuangliang Eco-Energy specialiserede internationale doktorgradsstudier, forsknings- og teknologicenter absorptionsteknologier, som giver dig mulighed for at finde de bedste og mest moderne tekniske løsninger. Erfaring med produktion af store ABTN'er og veletablerede algoritmer til optimering af deres anvendelsesmåder giver Shuangliang Eco-Energy varmepumper særlige fordele.
Den endelige kvalitetsvurdering af ABHM og ABTN er dannet af tre indikatorer: levetid, pålidelighed og effektivitet (COP). Og ifølge disse kriterier har Shuangliang -produkter de højeste karakterer.

Bedste teknologiske løsninger Shuangliang Eco-Energy

1. Korrosionsbestandighed materiale af varmevekslerrør fra generatoren til absorption af lithiumbromidmaskiner
Rørene til generatoren til en absorptionsvarmepumpe (ABTN) er det mest sårbare strukturelement, da lithiumbromidopløsningen er et aggressivt medium, især ved temmelig høje temperaturer (op til 170 ° C), typisk for drift af damp, gas ABTN og ABTN på udstødningsgasser. Generatorrørens korrosionsbestandighed bestemmer den problemfri drift af køleren.
De fleste af de førende ABTN -producenter bruger SS316L (austenitisk rustfrit stål) i deres vand- og dampopvarmede generatordesign. Den eneste undtagelse er et anlæg, der foretrækker at bruge SS430Ti ferritisk rustfrit stål.
Den mest almindelige årsag til ABTN's fejl er pitkorrosion af generatorrørene, hvis intensitet reduceres ved legering af tilføjelser af chrom, nikkel og molybdæn. Tilstedeværelsen af ​​molybdæn er især vigtig.
Ifølge en undersøgelse foretaget af det finske firma Outukumpu, en af ​​de største stålproducenter i verden, har SS316L rustfrit stål en høj korrosionsbestandighed sammenlignet med andre stålkvaliteter, hvilket er særlig vigtigt, når man arbejder i et litiumbromidmiljø. Modstandsdygtigheden over for grubetæring af SS316L stål er 1,45 ... 1,55 højere end for SS430Ti stål.
2. Skal- og rørvarmevekslere til lithiumbromidopløsning sikrer driftssikkerhed
Nogle producenter af absorptionskøler bruger gyllepladevarmevekslere på grund af deres lavere omkostninger, mens Shuangliang absorptionskølere bruger skal- og røropløsningsvarmevekslere. Ulempen ved pladevarmevekslere er vanskeligheden ved at krystallisere arbejdsløsningen.
Varmeoverførselseffektiviteten i pladevarmevekslere er højere, derfor kan der under visse betingelser forekomme et kraftigt fald i temperaturen af ​​lithiumbromidopløsningen, hvilket kan føre til krystallisering af opløsningen.
Eksisterende automatiske systemer frostbeskyttelse sikrer pålidelig drift. Imidlertid viser praksis behovet yderligere foranstaltninger beskyttelse mod forekomst af krystallisation i unormale driftstilstande, som som regel opstår i mangel af korrekt service: krænkelse af ABTN -vakuum, et kraftigt fald i temperaturen af ​​kølevandet under den tilladte værdi, svigt i dampen forsyningsreguleringsventil, beskadigelse af løsningspumpen osv.
Sandsynligheden for at blokere passagerne med en krystalliseret opløsning er meget højere i pladevarmevekslere end i skal-og-rør varmevekslere på grund af kanalernes lille størrelse.
For at fjerne varmeveksleren fra krystallisationstilstanden er det nødvendigt at varme den del op, hvor den opstod. Det er meget svært at bestemme denne del i en pladevarmeveksler, og ofte er det simpelthen umuligt. For at genoprette driften af ​​køleren er det derfor nødvendigt at opvarme varmeveksleren helt, hvilket tager meget tid, især med store ABTN -størrelser.
Skal-og-rør varmevekslere er blottet for ovenstående problemer, opvarmning udføres på krystallisationsstedet, restaurering af driftsevnen tager ikke meget tid.
En anden faktor, der komplicerer krystallisation pladevarmeveksler, er en højere hydraulisk modstand på grund af kanalernes mindre størrelse.
3. Driftssikkerhed ved udformningen af ​​rørbundterne i varmeveksleren i højtryksgeneratoren til absorption af lithiumbromid-varmepumper med direkte forbrænding af brændstof
ABTN med direkte brændstofforbrænding stiller de højeste krav til design høj temperatur generator. Førende producenter bruger to hovedsystemer: brandrør og vandrør. I brandrørssystemer vasker varmemediet (røggasser) varmeoverfladerne (forbrændingskammeret i røret-det såkaldte "brandrør") indefra, mens varmemediet i vandrørsystemer vasker varmeoverfladerne udefra, og det opvarmede medium er inde i røret ...
Ris. 1: Diagram over vandrør

Ris. 2: Diagram for brandrør

Ulemper ved et højtemperaturgenerator brandrørsystem i sammenligning med et vandrørs system:

• Store dimensioner (herunder længere varmevekslerrør) på grund af mindre effektiv varme- og masseudveksling.
• Lange rør af generatorens varmeveksler forårsager termiske deformationer, der forårsager strukturelle fejl.
• Øget eksplosivitet.
• Begrænset antal start på grund af termiske deformationer.

Fordele ved vandrørsystemer i sammenligning med brandrørsystemer

• Høj driftssikkerhed.
• Høj effektivitet ved varme-masse-udveksling, derfor mindre dimensioner af generatoren.
• Mindre termiske deformationer- derfor en lang periode med problemfri drift.
• Mindre inerti ved start og stop.
• Mindre eksplosionsfare.

Absorptionsvarmepumper overfører varmeenergi fra et lavt temperaturmiljø til et mediumtemperaturmiljø ved hjælp af høj potentiel energi. For at overføre varme bruger ABTN Thermax damp, varmt vand, udstødningsgasser, brændstof som en kilde til energipotentiale, geotermisk energi eller en kombination af begge. Disse varmepumper sparer cirka 35% af termisk energi.

ABTH Thermax bruges meget i Europa, Skandinavien og Kina til fjernvarme. Varmepumper bruges også i følgende industrier: tekstil, mad, bil, vegetabilske olier og husholdningsapparater. Thermax har installeret varmepumper rundt om i verden med en samlet kapacitet på over 100 MW.
Gasfyret absorptionsvarmepumpe, dampabsorberende varmepumpe

Specifikationer:

• Effekt: 0,25 - 40 MW.
• Opvarmet vandtemperatur: op til 90ºC.
• Højpotentiale varmekilder: udstødningsgas, damp, varmt vand, flydende / gasformigt brændstof (separat eller sammen).
• Kølingskoefficient: 1,65 - 1,75.

Varmeomformere

I den anden type absorptionsvarmepumpe, også kendt som en varmetransformator, omdannes middelpotentiale til varme med høj potentiale. Med en varmeomformer kan spildvarme genvindes, og der kan opnås varme af høj kvalitet.

Indløbsvarmekilden, dvs. gennemsnitlig temperatur spildvarme, føres til fordamperen og generatoren. Nyttig varme med en højere temperatur frigives i absorberen. Disse varmeomformere kan nå udløbstemperaturer på op til 160ºC, typisk med et temperaturfald på op til 50ºC.

Thermax bestilte for nylig en varmeomformer på Asia Silicones vestlige Kina -sted. Virksomheden producerer polymerfilm til fotoceller solpaneler, v denne proces vand med en temperatur på 100ºC bruges. Under processen opvarmes vandet til 108ºC. Vandet afkøles derefter til 100ºC i et tørt køletårn, mens varmen frigives til atmosfæren. Ved hjælp af en varmeomformer omdannes 45% af den tilgængelige varme til vanddamp ved et tryk på 4 bar, som bruges i den teknologiske proces.

Specifikationer:

• Effekt: 0,5 - 10 MW.
• Varmtvandstemperatur: op til 160ºC.
• Middel potentiel varmekilde: damp, varmt vand, flydende / gasformigt brændstof (separat eller sammen).
• Kølingskoefficient: 0,4 - 0,47.

Præsentation af ABTN -applikationer

detaljer Artikler 10. januar 2013

annotation

I eksemplet med IES i Hviderusland overvejes muligheden for at bruge littil at blokere spredning af termisk energi med cirkulerende vand og vand til afkøling af generatoren og olien i smøresystemet. PDF

Kommentar

Muligheden for brug af Absorptionsvarmepumpe arbejdet med LiBr -løsning for at undgå smøreolie, generatorstråling og cirkulerende vandets varmeafledning betragtes i denne artikel ved eksemplet fra Det Forenede Energisystem i Hviderusland.

Absorptionsvarmepumper i en kraftvarmes termiske kredsløbat øge sin energieffektivitet

V.N. Romanyuk, doct. tech. videnskaber, D. B. Muslina, A. A. Bobich, mestre i tech. videnskaber, N. A. Kolomytskaya, Master i økonomi videnskaber, T. V. Bubyr, studerende, Hviderussisk statsborger Teknisk Universitet, RUE "BELTEI",S. V. Malkov,Direktør for JSC "Service varme- og køleudstyr"

Introduktion

Ifølge undersøgelser fra det russiske videnskabsakademi er overgangen til kraftvarmeteknologi med kombineret cyklus mere effektiv end overgangen til gas-kondenseringskraftværker med kombineret cyklus (CES), og den bør udføres i første omgang. Forbedringen af ​​kraftvarme ved hjælp af gasturbine (GTU) højtemperaturoverbygninger kræver imidlertid store kapitalinvesteringer, mens tiltrækning af en investor til IES i Hviderusland viste sig at være mindre udfordrende opgave, som bestemte forsinkelsen i moderniseringen af ​​kraftvarmeprodukter fra overgangen til kraftværker med kombineret cyklus.

I dag er dampgaskondensationsenheder med et specifikt brændstofforbrug (URT) til elproduktion på niveau med 220 g / (kWh) i drift i IES i Hviderusland, hvilket kan sammenlignes med dets værdi for dampturbins CHPP'er i republikken . Denne omstændighed sammen med ændringen i situationen på energimarkedet forværrede problemet med at øge effektiviteten af ​​dampmøllers kraftværker og afgjorde behovet for at øge deres effektivitet gennem billigere projekter. De tilsvarende beslutninger, som er ganske forståelige, er påkrævet for at bevare deres relevans under den efterfølgende overførsel af kraftvarmeprodukter til kombineret cyklusteknologi. Disse løsninger omfatter integration af varmeakkumulatorer i kraftvarme samt andre innovationer, f.eks. Overførsel af møllegeneratorer til arbejde med et forværret vakuum. Samtidig er sidstnævnte forbundet med behovet for at ændre udformningen af ​​dampturbinenheden: indlejring af et netværksbundt i kondensatoren og ændring af de sidste faser af møllen. Begge dele, såvel som selve driften af ​​en turbine med et forværret vakuum, er ikke altid acceptabel af en eller anden grund. Under disse forhold kan en alternativ løsning til overgangen til et forværret vakuum være brugen af ​​lit(ABTH). Med deres hjælp tilbydes en mere effektiv løsning på det samme problem med at blokere spredning af termisk energi med cirkulerende vand, mens der ikke er behov for ændringer i konstruktionen af ​​mølleanlægget.

De angivne ABTN'er fremstilles i et færdigt design, bekvemt til installation og drift, kaldet en køler. De kan bruges samtidigt som kølemaskiner, der leverer koldtvandsforsyning ved en temperaturplan på 7/12 ° C, hvilket f.eks. Er nødvendigt ved en kraftvarmeanlæg, når den overføres til arbejde med en gasturbineoverbygning for at afkøle luften, der kommer ind gasturbinkompressoren. Resultatet er en næsten kontinuerlig brug af absorptionsanlægget året rundt. Integration af ABTN, f.eks. I PT-60-turbinegeneratorens termiske kredsløb, giver en årlig systemisk besparelse af naturgas på mere end 5,5 tusinde tons brændstofækvivalent, og samtidig opfyldes de nødvendige økonomiske begrænsninger: a simpel investeringsafkastperiode på op til 2 år fra idriftsættelse, de tilsvarende værdier for den dynamiske investeringsafkastperiode, intern afkastning osv.

Problemet med kondensvandpassage af damp fra kraftvarmegeneratorer

Teknisk set er den minimale damppassage ind i kondensatoren af ​​turbogeneratorer af typen "P", "T", "PT" og det tilhørende overdrevne forbrug af brændstof, som ikke rejste spørgsmål tidligere, uacceptabelt i dag. For eksempel, for de allerede nævnte mest almindelige PT-60 turbo generatorer og deres modifikationer, er den minimale damppassage ind i kondensatoren begrænset til 12 t / t. For de første dampparametre på 13 MPa, under hensyntagen til bidraget fra regenerative tilbagetrækninger ved denne damppassage til kondensatoren, er kraftproduktionen ved elproduktion af PT-60-130-turbinegeneratoren 4,3 MW. Spredning af termisk energi med cirkulerende vand (CW), som fjerner varmen fra kondensprocessen på 12 t / t damp ved et tryk på 4 kPa, er 6,3 Gcal / t. URT for elproduktion på den angivne dampstrøm anslås til 0,42 kg / (kWh), hvilket er »0,2 kg mere end den forskudte elproduktion på dampgaskondenserende enheder. Under hensyntagen til 5% af eltabet ved levering til kraftværksindustriens belastninger er denne indikator for IES 0,24 kg / kWh. Med en årlig driftstid for turbinegeneratoren på 7,5 tusinde timer er brændstofforbruget 6 tusinde tons brændstofækvivalent i fremmed valuta - mere end 1,5 millioner USD. I forbindelse med det samlede antal kraftvarmeværker i landet (36 enheder) bliver opgaven med at eliminere sådan irrationel brug af brændstof tydelig. I ovenstående beregninger tages en dampgassenhed med en absolut elektrisk effektivitet på 54% som den afsluttende TPP. Valget skyldes, at (under hensyntagen til forbrugsstrukturen i varmelandet og elektrisk energi, samt ændringer i strukturen for generering af disse energistrømme efter indførelsen af ​​højtemperaturoverbygninger ved dampmøller-kraftvarmeanlæg) med idriftsættelse af et atomkraftværk som en del af produktionskapaciteterne i UPS i Hviderusland, der er ingen belastning for dampturbinen IES, der i dag bruges som lukningskapacitet.

Løsning af problemet med at undertrykke spredning af termisk energi med cirkulerende vand ved at overføre møller til at arbejde med et forværret vakuum

Trykket i turbinkondensatoren under drift ved et forringet vakuum (HC) stiger til 0,06 MPa, og kraftproduktionen ved den betragtede strømningshastighed på 12 t / t damp ind i kondensatoren er 3,4 MW. Samtidig forskydes damp fra varmeudvindingen i en mængde, der svarer til en varmeenergistrøm på 6,3 Gcal / h (7,2 MW). Den specifikke effekt af T-start af den betragtede møllegenerator under hensyntagen til bidraget fra regenereringsstrømmene er ≈516 kWh / Gcal, hvilket gør det muligt at bestemme et fald i elproduktionen til 3,2 MW ved passage damp til T-start i forbindelse med overgangen til HC-tilstand. Under overgangen til et forværret vakuum i PT -60 -kondensatoren på grund af et fald i produktionseffekten overføres CHP således til IES til 4,3 - (3,4 - 3,2) = 4,1 MW. Den tilsvarende timers systembrændstoføkonomi anslås til 0,79 tce. t / h og består af følgende udtryk i sammenligning med normal tilstand, der finder sted i forbindelse med:

Ved at forskyde generationen af ​​dampstrømmen ind i kondensatoren og overføre den til CCGT -kraftværket: 4,3 (0,42 - 0,24) = 0,77 t / t;

Ved at forskyde generationen af ​​dampstrømmen til T -selektionen og overføre den til CCGT -kraftværket: 3,2 (0,17 - 0,24) = –0,22 t / t;

Generering i SW -tilstand på en dampstrøm ind i kondensatoren med URT lig med 164 g / (kW h), hvilket anslås til 3,4 · (0,24 - 0,164) = 0,25 t / t.

Det er indlysende, at når en turbinegenerator overføres til arbejde med et forværret vakuum, afhænger det årlige antal af dets driftstimer, som blandt andet bestemmer systemets brændstoføkonomi, af de særlige forhold i varmeforsyningszonen og sammensætningen af CHPP. I tilfælde, hvor det er lig med de tidligere angivne 7,5 tusinde timer, vil systemets årlige brændstoføkonomi være 5,9 tusinde tons brændstofækvivalent.

Absorptionsvarmepumpe

En absorptionsvarmepumpe er en kontinuerlig driftsenhed designet til at overføre varmeenergi fra en kilde med en lavere temperatur til en kilde med en højere temperatur. For at kompensere for en så unaturlig overførsel af termisk energi er det nødvendigt at bruge termisk energi (TE) på ABTN -drevet. Absorberingsanlæg til omvendt cyklus er ringere i energikarakteristika end dampkompressionsmaskiner, men hvis sidstnævnte kræver mere energisk og økonomisk mere værdifuld mekanisk energi til drift, kan førstnævnte bruge billig termisk energi fra ekstraktion dampturbiner, udnyttelseskedler, udstødningsgasenergi fra forbrændingsgasmotorer, sekundære energiressourcer. Denne omstændighed bestemmer nichen for ABTN, som de snart vil indtage i forskellige teknologiske systemer.

I rollen som en arbejdsvæske i ABTN anvendes opløsninger (i det foreliggende tilfælde er vand lithiumbromid), hvor koncentrationen af ​​komponenterne er forskellig for væske- og dampfaserne. Koncentrationen af ​​komponenterne kan ikke afvige fra den værdi, der svarer til opløsningens ligevægtsligning, hvilket gør det muligt for kondensation (absorption) af kold damp med en varmere flydende opløsning at udligne koncentrationerne i overensstemmelse med den angivne ligning.

I det enkleste tilfælde er ABTN en kombination af fire varmevekslere placeret i en integreret kasse. Deres drift er kendt af el -personale og skaber ikke problemer (fig. 1). To varmevekslere (generator og kondensator) fungerer ved et højere tryk, og deres formål er at opnå praktisk talt ind ren form en lavkogende væske, i dette tilfælde vand. De to andre varmevekslere (fordamper og absorber) fungerer ved reduceret tryk. Deres opgave er at fjerne varmeenergi fra kilden og omdanne den resulterende damp til en komponent i en flydende opløsning. I løbet af de beskrevne transformationer fjernes varmen fra de tilsvarende sorptions- og kondensationsprocesser fra absorberen og kondensatoren, som overføres til den opvarmede varmebærer, f.eks. Opvarmningsvand. Det er kun påkrævet at udelukke overgangen af ​​kølemiddeltemperaturer gennem de grænseværdier, der ikke er tilladt for en opløsning af vand i lithiumbromid, både under opbevaring og under drift. Med andre ord er der grænseværdier for temperaturerne ved varmeoverførslen (udnyttet) og varmeabsorberende strømme, hvor ABTN-operationen er mulig. Ordningen for et ægte ABTN er noget mere kompliceret, hvilket er forbundet med regenerering, hvilket øger installationens energieffektivitet, på grund af hvilket antallet af varmevekslere og kompleksiteten af ​​ordningen stiger noget.

ABTN's effektivitet afhænger i høj grad af det temperaturområde, det betjenes i: jo smallere sidstnævnte, jo højere installationens energimæssige ydeevne. Derudover er der grænseværdier for temperaturerne ved varmeoverførslen (udnyttet) og varmeabsorberende strømme, hvor ABTN-drift er mulig.

Ved en temperatur på den opvarmede strøm på 55 ° C, som svarer til temperaturen på returvandet i mellemopvarmningsperioden, udføres tilførslen af ​​cirkulerende vand til udnyttelse i henhold til tidsplanen 17/22 ° C (trykket i kondensatoren er 4 kPa). I dette tilfælde leveres opvarmning af varmesystemet op til en temperatur på 64 ° C. I løbet af opvarmningsperioden, når temperaturen på returnetværket kan nå 70 ° C, vil temperaturen på det cirkulerende vand være 49/45 ° C, hvilket svarer til et tryk i kondensatoren på 15 kPa. Netvarmet opvarmes til 79 ° C. Ved forsyningstemperaturer inden for det angivne område kan andre strømningsegenskaber bestemmes ved lineær interpolation. Til medium temperatur varmesæson–0,7 ° C, temperaturen på returforsyningsvandet er 47 ° C, og trykket i kondensatoren, der kræves til ABTN, er 4 kPa. I betragtning af situationen med ændringen i flowparametre i løbet af året kan det konkluderes, at ABTN -installationen i en første tilnærmelse vil opretholde trykket i kondensatoren i hele driftsperioden på et niveau på 4 kPa. Varmedamptrykket til ABTN-drevet bør ikke være lavere end 0,4 MPa, hvilket kan sikres ved dampudsugning fra den regenerative udluftning nr. 4 på PT-60-turbinen. Opvarmningskoefficienten for ABTN er i disse tilfælde 1,7.

Essensen af ​​metoden og vurderingen af ​​den energibesparende effekt

I turbinegeneratorens termiske kredsløb spredes der flere varmefluxer miljø... I eksemplet med PT-60-turbinegeneratoren er disse: den allerede nævnte kølestrøm for CV'et med en kapacitet på 7,3 MW, generatorens strømme og oliekølesystemer med en samlet kapacitet på 0,47 MW. De anførte varmefluxer, hvis kapacitet er 7,8 MW, ledes til ABTN med cirkulerende vand, hvor det afkøles med »4 ° C (fig. 2). For ABTN -drevet forbruges varmen fra dampkondensationsprocessen, hvis behov bestemmes af ABTN's opvarmningskoefficient, og i dette tilfælde er varmebelastningen, der bestemmer dampforbruget, 40,2 GJ / h (9,6 Gcal / h). En strøm af termisk energi med en kapacitet på 18,9 MW overføres til netværksvandet og opvarmes med 10,2 ° C.

Som et resultat af den overvejede brug af ABTN, samtidig med at den termiske belastning af CHPP opretholdes, fordeles elproduktionen mellem systemets kilder, og i vores eksempel er der et fald i produktionen ved CHPP med 4,7 MW med URT 0,42 kg / (kWh), hvilket skyldes følgende:

• belastningen på kraftvarmeproduktionen reduceres med 15,9 Gcal / h, i forbindelse med hvilken produktionseffekten reduceres med 8,2 MW (den specifikke effekt af T-ekstraktionen er 516 kW × h / Gcal);
• belastningen af ​​regenerativ udluftning nr. 4 øges med 9,6 Gcal / t, der kræves til ABTN -drevet, hvilket øger produktionseffekten med 3,5 MW (specifik effekt af regenerativ udluftning nr. 4 er 362 kWh / Gcal).

Under hensyntagen til det specificerede fald i strømmen til elproduktion med 4,7 MW, samtidig med at den leverede varmeenergi opretholdes, falder et fald i årligt forbrug brændstof til kraftvarme i vores tilfælde vil være op til 11,9 tusinde tons brændstofækvivalent:

• 4,3 0,42 7,5 = 13,5 tusinde tons brændstofækvivalent - reduktion i forbindelse med eliminering af elproduktion fra URT 420 g / (kWh) ved passage af damp til kondensatoren;
• 4,3 (0,17 - 0,136) 7,5 = 1,1 tusinde tons brændstofækvivalent - reduktion forbundet med overførsel af elproduktion fra strømmen af ​​kraftvindeudvinding fra URT 170 g / (kWh) til strømmen til kondensatoren med afkøling af det cirkulerende vand i ABTN, hvilket svarer til URT 136 g / (kWh);
• 3,2 (0,17 - 0,283) 7,5 = –2,7 tusinde tons brændstofækvivalent. - stigning forbundet med overførsel af elproduktion fra strømmen af ​​kraftvindeudvinding med URT 170 g / (kWh) til strømmen i regenerativt valg nr. 4 med URT 283 g / (kWh).

Samtidig vil den årlige systemiske brændstoføkonomi i vores tilfælde udgøre 5,5 tusinde tons brændstofækvivalent.

Ovenstående resultater suppleres med forklarende diagrammer. forskellige tilstande drift af den betragtede turbinegenerator i fig. 3-5.

Absorptionsvarmepumper i et kraftvarmeværk

For at tilslutte ABTN til PT-60 turbo-generatoren kan du bruge både to mindre og en større kølere. Muligheden med to ABTN ser ud til at være mere fleksibel. Forskellige kølemidler kan bruges til at drive dem: damp, vand, røggasser, brændstof. I dette tilfælde er det damp med et tryk på mindst 0,4 MPa. I varianten med to installationer sikres blandt andet ensartetheden af ​​kraftudtagets absorptionsudstyr: varmepumper og køleskabe kan udskiftes, hvilket kan være nyttigt, når gastilførselsaggregater tilføjes til kraftvarme, når det er nødvendigt at stabilisere deres parametre i sommerperiode køling af luften, der trækkes ind af kompressoren. Placeringen af ​​ABTN er mulig både i en containerversion og i en bygning. I alle tilfælde er det nødvendigt, at stuetemperaturen ikke falder til under 5 ° C. Naturligvis kræves en individuel tilgang baseret på komplekset af forhold på et bestemt sted: layout, hydraulik osv.

Økonomisk vurdering

Under hensyntagen til omkostningerne ved bygge- og installationsarbejde og hjælpeudstyr kræver implementeringen af ​​optionen i eksemplet omkring 3 mio. USD. For en kraftvarmepumpe med en årlig driftstid af en turbogenerator på 7,5 tusinde bestemmes investeringsafkastet og andre indikatorer af et fald i naturgasforbruget med 11,9 tusinde tons brændstofækvivalent. med en konstant varmebelastning og et fald i kraftproduktionskapaciteten med 4,7 MW. Den vejede gennemsnitlige tarif og omkostningerne ved elektricitet ved kraftvarmeværket er henholdsvis 88,5 og 51,4 USD / (MWh). Med prisen på naturgas er 244 USD pr. 1 ton brændstofækvivalent. den årlige økonomiske effekt giver et enkelt investeringsafkast på 2,3 år. Den dynamiske tilbagebetalingsperiode med en diskonteringsrente på 20% er 2,8 år, den interne afkastning er 42% (fig. 7).

Den dynamiske tilbagebetalingsperiode med en diskonteringsrente på 20% går ud over beregningshorisonten på 10 år og falder kun med en diskonteringsrente på 15% til 9,6 år.

Den systemiske årlige brændstoføkonomi som følge af projektet anslås til 5,5 tusinde tons brændstofækvivalent. Samtidig er forbruget af varme og elektrisk energi naturligvis uændret. Den økonomiske årlige effekt fra den systemiske reduktion i naturgasforbruget anslås til 1,3 millioner USD. Med de tidligere givne andre værdier af argumenterne er den simple tilbagebetalingsperiode 2,7 år, den dynamiske tilbagebetalingsperiode med en diskonteringsrente på 20% er 4,3 år, og den interne afkastning er 35% (fig. 9).

Den givne energi og økonomiske indikatorer angive projektets fremragende investeringstiltrækningskraft for landets IES.

konklusioner

1. Blokering af energispredning i termiske kredsløb på kraftvarmeværker er faktisk. Strukturelt opnås dette mest enkelt ved at integrere ABTN i termokredsløbet i kraftvarmepumpen. Samtidig er der høje tekniske og økonomiske indikatorer, der sikrer investeringens attraktivitet i projektet.

2. Reduktion af varmenergitab i kraftvarmekredsløb ved at skifte til drift af turbinegeneratorer med et forværret vakuum eller ved hjælp af ABTN udvide mulighederne for at løse problemet. Valg optimal løsning kræver en differentieret tilgang baseret på betingelserne i en bestemt varmeforsyningszone og sammensætningen af ​​det varmegenererende kildeudstyr.

3. Anvendelsen af ​​ABTN i kraftvarmekredsløbene reducerer produktionen af ​​elektricitet ved kraftvarmeværket ved at eliminere dets produktion på dampstrømmen til kondensatoren, hvilket blandt andet letter dækningen af ​​elforbrugsplanen med hensyn til at overholde minimum masser af UPS. Den integrerede ændring i generation for alle kraftvarmeanlæg i landet anslås til op til 300 MW.

4. Integration af absorptionsvarmepumper i termiske kredsløb For at blokere spredningen af ​​termisk energi er der også behov for en kraftvarme, hvis muligheden for at overføre møller til at arbejde med et forværret vakuum implementeres, da det ved hjælp af ABTN er muligt at genvinde varme fra oliekølesystemer, en generator osv.

5. Reduktion af elproduktion ved kraftvarmeanlæg med 4,7 MW, samtidig med at varmelasten opretholdes og en samtidig nedgang i naturgasforbruget direkte ved kraftvarmeanlæg med ”12 tusinde tons brændstofækvivalenter. om året bestemme den økonomiske gennemførlighed afhængigt af taksterne for naturgas og elektricitet, refinansieringsrenter osv. i en bestemt region. I alle tilfælde sikres projektets høje energi og økonomiske resultater.

6. De investeringer, der kræves til implementering af det overvejede eksempel, anslås til ca. 3 millioner USD. Tilbagebetalingen af ​​ABTN opfylder de eksisterende økonomiske begrænsninger for at sikre gennemførligheden af ​​investeringer.

7. Det betragtede eksempel er givet for en PT-60-130-møllegenerator med en dampstrøm til kondensatoren på 12 t / t og en netværksvandbelastning på 19 Gcal / t, som om nødvendigt kan reduceres til 14 Gcal / t. Med en stigning i varmebelastningen er det nødvendigt at bruge mere kraftfuld ABTN.

8. Anvendelse af ABTN tilrådes i varmetekniske systemer, hvor der først og fremmest er varmestrømme fra kombinerede kraftproduktionsenheder, sekundære energiressourcer osv.

Litteratur

1. Popyrin L.S., Dilman M.D. kombinerede cyklusser// Varmekraftteknik. - 2006. - Nr. 2. - S. 34–39.

2. Romanyuk V. N., Bobich A. A., Kolomytskaya N. A., Muslina D. B., Romanyuk A. V. Effektiv vedligeholdelse af belastningsplanen for elsystemet // Energiya i Management. - 2012. - Nr. 1. - S. 13–20.

3. Khrustalev BM, Romanyuk VN, Kovalev Ya. N., Kolomytskaya NA Om spørgsmålet om levering af belastningsplaner for elsystemer med inddragelse af potentialet i energiteknologikilder for industrielle virksomheder // Energetika i Management. - 2010. - Nr. 1. - S. 4–11.

4. Romanyuk V. N., Bobich A. A., Kolomytskaya N. A. et al. Forbedring af gasturbines effektivitet ved TPP'er om sommeren // Energi og ledelse. - 2011. - Nr. 1. - S. 18–22.

De færreste ved, hvad en absorptionsvarmepumpe er, og hvordan den fungerer. Enheden bliver mere og mere populær. Det kan antages, at ATN i den nærmeste fremtid vil indtage en ledende position i det tilsvarende markedssegment.

I denne artikel vil vi forsøge at beskrive i generelle termer, hvad der er absorptionspumpe og hvordan det fungerer. En detaljeret cyklus af arbejdet vil blive beskrevet i en efterfølgende publikation.

Driftsprincip

Nogle gange er ATH forvekslet med adsorptionsvarmepumper, men det er ikke sandt. I modsætning til sidstnævnte fungerer absorptionsvarmepumper på væskeabsorberende basis. Generelt fungerer absorptionsvarmepumper på samme måde som.

Udstyret består af flere varmeveksleranordninger. De er forbundet med kredsløb, der fremmer cirkulationen af ​​kølemidler og absorbenter. Driftsprincippet er absorptionen af ​​damp fra absorbenten, som er kendetegnet ved en lavere temperatur. Parallelt med disse processer frigives den nødvendige mængde varme.

Som et resultat begynder kølemidlet (kølemiddel) at koge under vakuum; Absorbent kommer ind i generatoren og eliminerer vanddamp, der for nylig er blevet absorberet. Absorberen modtager nu saltvandskoncentratet igen, og fordamperen modtager kølemiddeldampen.

Absorbenten er normalt en opløsning af lithiumbromid (LiBr) salt i vand. Derfor kaldes sådant udstyr absorption lithiumbromid varmepumper (ABTH).

På grund af de processer, der finder sted, genererer udstyret varme. Anvendelsesområdet for absorptionsvarmepumper er ret bredt. Det vigtigste er at tage hensyn til pumpens specifikke formål, og til hvilke formål den er beregnet.

Fordele og ulemper ved absorberende varmepumper

En absorptionsvarmepumpe har mange fordele. Blandt dem er de mest betydningsfulde:

• Opvarmning af mediet op til +60 / +80 ° С;
• En bred vifte af termisk effekt, der spænder fra flere kilowatt til megawatt;
• Lang levetid, især sammenlignet med apparater af dampkompressor;
• Effektiviteten når 30-40% og bestemmes af den valgte driftstilstand;
• Anvendelsesområdet øges konstant;
• Kogende vand, damp, nogle typer gasser bruges som energikilde;
• Funktionsprincippet for en absorptionsvarmepumpe giver ikke mulighed for et stort antal bevægelige dele, der skaber støj under drift.

Ud over fordelene har sådant udstyr ulemper:

• Høj pris;
• Behovet for overkommelig lavtemperaturvarme;
• Lang tilbagebetalingsperiode med uregelmæssig brug.

Grundlæggende er absorptionsvarmepumper temmelig omfangsrige enheder og bruges i industrien. Dette skyldes tilstedeværelsen af ​​en stor mængde lavtemperaturvarme i industrier, virksomheder, fabrikker.

Endelig er absorptionsvarmepumper pålidelige. Dele er lavet af kvalitetsmaterialer der gør et fremragende stykke arbejde med deres funktioner. Etuiet er holdbart, i stand til at modstå alvorlige mekaniske stød, modstandsdygtigt over for virkningerne af skadelige miljøfaktorer.

ATH bruges hovedsageligt i industrien, men absorptionsvarmepumper er nu tilgængelige lav strøm til hjemmet. Den eneste begrænsning i deres anvendelse er behovet for lavtemperaturvarme i den form, hvori absorbenten kan absorbere den.

Luftkilde varmepumpe: arbejdsprincip, design ...

Luft-til-luft varmepumpe installation-ikke i ...

Varmepumper til boligopvarmning - anmeldelser ...

Luft-til-vand varmepumpe til boligopvarmning R ...

Driftsprincip for en luft-til-luft varmepumpe R ...

Varmepumpe til opvarmning af et hus - hvordan det fungerer ...

Effektivitet af en varmepumpe til opvarmning - reelle tal ...

Fordele og ulemper ved varmepumper - jord ...

Hvor meget koster opvarmning med en varmepumpe - find ud af ...

Luft-til-luft varmepumpe til boligopvarmning-...