Het doel van ABTN (absorptie lithiumbromide warmtepomp) is het benutten van restwarmte en het omzetten ervan naar een hoger temperatuurniveau. Om dit te doen, heeft de warmtepomp een extra energiebron nodig - niet elektrisch, maar warmte. De keuze voor het ABTN-model wordt bepaald door de temperatuur van de restwarmte, de gewenste temperatuur van de warmteverbruiker en het beschikbare type bijverwarming.
ABTN van het eerste type ontworpen voor het gebruik van thermische energie bij lage temperatuur (niet lager dan 30 ° C). Aan de uitlaat van ABTN ontstaat een temperatuur tot 90 °C. In de samenstelling van de uitgangswarmte-energie van ABTN van het eerste type is 40% "afvalwarmte". En 60% wordt bovendien verbruikt hoge temperatuur warmte-energie (stoom, warm water, warmte van brandstofverbranding). Ook is het mogelijk om gebruik te maken van de "afval" energie van rook(afval)gassen, afvalstoom, heet water niet geconsumeerd tijdens het warme seizoen.
ABTN van het eerste type kan koeltorensystemen vervangen hergebruik van watervoorziening, en dit is een van de meest veelbelovende toepassingsgebieden. De temperatuur van water verwarmd door ABTN van het eerste type is echter niet hoger dan 90 ° C.
ABTN van het tweede type kan water verwarmen tot hoge temperaturen, kan ook stoom genereren en vereist geen gebruik van extra bron thermische energie. Slechts 40% van de teruggewonnen energie wordt echter omgezet naar een hoog temperatuurniveau en 60% van de teruggewonnen energie wordt afgevoerd naar de koeltoren.

Voordelen van ABTN

• De hoeveelheid restwarmte in de opgewekte warmte-energie is meer dan 40%.
• De efficiëntie van het brandstofverbruik bij gebruik van ABTN van het eerste type neemt met tientallen procenten toe.
• Absorptie warmtepompen het tweede type maakt gebruik van restwarmte van een bron met gemiddelde temperatuur (60 ~ 130 ℃) en genereert een hoog potentieel thermische energie(90 ~ 165 ℃) zonder extra warmtebron te verbruiken.

Voordelen van ABTH Shuangliang Eco-Energy

Shuangliang Eco-Energy is 's werelds grootste fabrikant van ABHM en ABTN. Het grote vertrouwen in de producten van de Shuangliang Eco-Energy-fabriek wordt bepaald door de lange (sinds 1982) en succesvolle (elk jaar verlaten tot 3500 productie-eenheden de assemblagelijn van Shuangliang Eco-Energy) ervaring met grootschalige productie.
's Werelds enige gespecialiseerde internationale doctoraatsstudies, onderzoeks- en technologiecentrum voor absorptietechnologieën werken op basis van Shuangliang Eco-Energy. Shuangliang Eco-Energy heeft Chinese nationale normen ontwikkeld voor de productie van ABHM (analoog aan GOST), die strenger zijn dan die van Japan, Europa en Noord-Amerika.
De belangrijkste verbruikers van ABTN zijn warmte- en stroomopwekkingsbedrijven en energie-intensief technologische productie(olie- en gasverwerking, petrochemie, productie) minerale meststoffen, metallurgie, enz.). Daarom hebben absorptiewarmtepompen meestal een significante groot geinstalleerde capaciteit dan absorptiekoelmachines. Als de eenheidscapaciteit van seriemonsters van ABHM beperkt is tot anderhalve tiental MW, dan bereikt de eenheidscapaciteit van serieel geproduceerde ABTN vervaardigd door Shuangliang Eco-Energy 100 MW.
Technologische vooruitgang en unieke ontwerpoplossingen Shuangliang Eco-Energy stelt ons in staat om compacte (vergeleken met andere fabrikanten), betrouwbare en efficiënte apparatuur... De enige ter wereld die werkt op basis van Shuangliang Eco-Energy gespecialiseerde internationale doctoraatsstudies, onderzoeks- en technologiecentrum absorptietechnologieën, waarmee u de beste en meest moderne technische oplossingen... De ervaring in de productie van grote ABTN's en gevestigde algoritmen voor het optimaliseren van de gebruiksmodi geven Shuangliang Eco-Energy warmtepompen speciale voordelen.
De uiteindelijke kwaliteitsbeoordeling van ABHM en ABTN wordt gevormd door drie indicatoren: levensduur, betrouwbaarheid en efficiëntie (COP). En volgens deze criteria hebben Shuangliang-producten de hoogste cijfers.

Beste technologische oplossingen Shuangliang Eco-Energy

1. Corrosieweerstand materiaal van warmtewisselingsbuizen van de generator van absorptielithiumbromide-machines;
De leidingen van de generator van een absorptiewarmtepomp (ABTN) zijn het meest kwetsbare structurele element, aangezien de lithiumbromide-oplossing een agressief medium is, vooral bij vrij hoge temperaturen (tot 170 ° C), typisch voor de werking van stoom, gas ABTN en ABTN op uitlaatgassen. De corrosiebestendigheid van de generatorbuizen bepaalt de storingsvrije werking van de chiller.
De meeste van de toonaangevende ABTN-fabrikanten gebruiken SS316L (austenitisch roestvrij staal) in hun water- en stoomverwarmde generatorontwerp. De enige uitzondering is één fabriek, die de voorkeur geeft aan SS430Ti ferritisch roestvrij staal.
Meest veel voorkomende reden falen van ABTN is putcorrosie van de generatorleidingen, waarvan de intensiteit wordt verminderd door toevoegingen van chroom, nikkel en molybdeen. Vooral de aanwezigheid van molybdeen is belangrijk.
Volgens een onderzoek van het Finse bedrijf Outukumpu, een van de grootste fabrikanten staal ter wereld, SS316L roestvrij staal heeft een hoge corrosieweerstand in vergelijking met andere staalsoorten, wat vooral belangrijk is bij het werken in een lithiumbromide-omgeving. De weerstand tegen putcorrosie van SS316L-staal is 1,45 ... 1,55 hoger dan die van SS430Ti-staal.
2. Shell-and-tube warmtewisselaars voor lithiumbromide-oplossing zorgen voor operationele veiligheid
Sommige fabrikanten van absorptie koelmachines gebruik warmtewisselaars met platenoplossing vanwege hun lagere kosten, terwijl Shuangliang-absorptiekoelmachines shell-and-tube-warmtewisselaars gebruiken. Het nadeel van platenwarmtewisselaars is de moeilijkheid van kristallisatie van de werkoplossing.
Het warmteoverdrachtsrendement in platenwarmtewisselaars is hoger, daarom kan onder bepaalde omstandigheden een scherpe daling van de temperatuur van de lithiumbromide-oplossing optreden, wat kan leiden tot kristallisatie van de oplossing.
bestaande automatische systemen vorstbeveiliging zorgen voor een betrouwbare werking. De praktijk toont echter de noodzaak aan aanvullende maatregelen bescherming tegen het optreden van kristallisatie in abnormale bedrijfsmodi, die in de regel optreden bij afwezigheid van goede service: schending van het ABTN-vacuüm, een sterke daling van de temperatuur van het koelwater eronder aanvaardbare waarde:, storing van de regelklep van de stoomtoevoer, schade aan de oplossingspomp, enz.
De kans op het blokkeren van de doorgangen met gekristalliseerde oplossing is veel groter in platenwarmtewisselaars dan in shell-and-tube warmtewisselaars, vanwege de kleine afmetingen van de kanalen.
Om de warmtewisselaar uit de staat van kristallisatie te verwijderen, is het noodzakelijk om het deel op te warmen waar het zich heeft voorgedaan. Het is heel moeilijk om dit onderdeel in een platenwarmtewisselaar te bepalen, en vaak is het gewoon onmogelijk. Om de werking van de koelmachine te herstellen, is het daarom noodzakelijk om de warmtewisselaar volledig te verwarmen, wat veel tijd kost, vooral wanneer grote maten ABTN.
Shell-and-tube warmtewisselaars zijn verstoken van de bovengenoemde problemen, verwarming wordt uitgevoerd op de plaats van kristallisatie, herstel van de bruikbaarheid kost niet veel tijd.
Een andere factor die kristallisatie bemoeilijkt: platenwarmtewisselaar, is een hogere hydraulische weerstand, vanwege de kleinere afmetingen van de kanalen.
3. Operationele betrouwbaarheid van het ontwerp van de buizenbundel van de generatorwarmtewisselaar hoge druk absorptie lithiumbromide warmtepompen met directe verbranding
ABTN met directe brandstofverbranding stelt de hoogste eisen aan ontwerp generator op hoge temperatuur. Toonaangevende fabrikanten gebruiken twee hoofdsystemen: vlambuis en waterbuis. In vlampijpsystemen wast het verwarmingsmedium (rookgassen) de verwarmingsoppervlakken (verbrandingskamer van de buis - de zogenaamde "vuurbuis") met binnenkant, terwijl in waterbuissystemen het verwarmingsmedium de verwarmingsoppervlakken wast met buiten en het verwarmde medium bevindt zich in de pijp.
Rijst. 1: Waterbuisdiagram

Rijst. 2: Brandbuisdiagram

Nadelen van een vlambuissysteem met hoge temperatuur generator in vergelijking met een waterbuissysteem:

• Grote afmetingen (inclusief langere warmtewisselaarbuizen) door minder efficiënte warmte- en massauitwisseling.
• Lange buizen van de warmtewisselaar van de generator veroorzaken thermische vervormingen die constructief falen veroorzaken.
• Verhoogd explosiegevaar.
• Beperkt totaal aantal starts vanwege thermische vervormingen.

Voordelen van waterleidingsystemen t.o.v. vlampijpsystemen

• Hoge bedrijfszekerheid.
• Hoge efficiëntie van warmte-massa-uitwisseling, daarom kleinere afmetingen van de generator.
• Kleiner thermische vervormingen- vandaar een lange storingsvrije werking.
• Minder traagheid bij starten en stoppen.
• Minder explosiegevaar.

Absorptiesystemen maken gebruik van het vermogen van vloeistoffen en zouten om dampen uit een werkvloeistof te absorberen. De meest voorkomende bronnen van aandrijfstoom voor absorptiesystemen zijn:

Water - werkvloeistof en lithiumbromide - absorberend;

Ammoniak is een werkvloeistof en water is een absorptiemiddel.

Schema van een absorptiewarmtepomp in figuur 3.6.

Het gasvormige werkmiddel dat de verdamper verlaat, wordt geabsorbeerd door het oplosmiddel in de absorber, waardoor de absorptiewarmte vrijkomt. De resulterende oplossing, verrijkt met een werkmiddel, wordt naar de generator gevoerd met behulp van een pomp die de druk verhoogt. In de generator wordt door een externe warmtebron (bijvoorbeeld een brander aan) het werkmiddel uit de oplossing verdampt natuurlijk gas of LPG, of warmte van een ander proces). De combinatie van absorber en generator werkt als een warmtecompressor om temperatuur en druk te verhogen. Door de generator onder hoge druk te laten staan, komt het werkende middel de condensor binnen, waar het condenseert en hoge potentiële warmte afgeeft.

Het energieverbruik van een pomp die een oplosmiddel transporteert in een absorptiewarmtepomp is beduidend lager dan dat van een pomp in een compressiewarmtepomp (het energieverbruik voor het verpompen van vloeistof is lager dan voor het comprimeren en verpompen van gas).

Rijst. 3.6. Schema van een absorptiewarmtepomp

Q c - warmte geleverd aan de consument, Q n - hoog potentieel

warmte, Q n - laagwaardige warmte, Q A - warmte

geleverd aan de consument (absorptiewarmte)

Bij gebruik van werkstoffen van stoom, waarbij het oplosmiddel slechts een kleine partiële dampdruk heeft in vergelijking met het koelmiddel, komt er tijdens het verdampingsproces hoogfrequente koelmiddeldamp vrij. De werkdamp van ammoniak-waterstoffen is in dit geval echter niet van toepassing, omdat waterdamp samen met de ammoniakdamp vrijkomt en daarom een ​​extra aansluiting van de rectificatie-inrichting nodig is.

Schematisch diagram een absorptiewarmtepomp wordt getoond in Fig. 3.7.

Rijst. 3.7. Schematische weergave van een absorptiewarmtepomp:

1-hogedrukgenerator van HPG; 2- generator lage druk MLA; 3-condensator; 4-verdamper; 5-absorbeerder; 6-lage temperatuur warmtewisselaar; 7-warmtewisselaar op hoge temperatuur; 8- condenswaterwarmtewisselaar; pomp met 9 oplossingen; Koelmiddel met 10 pompen

efficiëntie absorptiepomp is de conversiefactor of voorwaardelijke thermische efficiëntie, berekend als de verhouding tussen de hoeveelheid warmte die door de consument wordt ontvangen en de verbruikte energie van de brandstof. Als afvalwarmte wordt gebruikt als energiebron voor een generator, wordt de bijbehorende waarde berekend als de verhouding tussen de hoeveelheid warmte die de consument ontvangt en de kosten van afvalwarmte. Het conventionele thermische rendement van moderne absorptiewarmtepompen bereikt 1,5. De verhouding van de warmteafgifte die door de pomp wordt geproduceerd tot het absorbervermogen (vanwege de absorptiewarmte) is meestal ongeveer 1,6. Moderne systemen met een werkmengsel "water - lithiumbromide" zorgen voor een pompuitlaattemperatuur van 100 0 C en een temperatuurstijging van 65 0 C. De nieuwe generatie systemen zal zorgen voor hogere uitlaattemperaturen tot 260 0 C en een grotere temperatuurstijging.

Afhankelijk van de wijze van verwarming van de generator wordt onderscheid gemaakt tussen apparaten met verwarming door stoom (waterdamp), hete vloeistof (heet water) en hete lucht (uitlaatgassen en brandbare gassen).

Het optreden van hogere temperaturen bij de directe verbranding van brandbare gassen hangt samen met: grote verliezen exergie, daarom worden dergelijke absorptiekoel- en warmtepompinstallaties slechts in zeldzame gevallen toegepast.

Absorptiewarmtepompen brengen warmte-energie over van een omgeving met lage temperatuur naar een omgeving met Gemiddelde temperatuur met behulp van hoge potentiële energie. Bijvoorbeeld waterdamp, warm water, uitlaatgassen, brandstof, Geothermische energie of een combinatie van beide. Deze warmtepompen besparen ongeveer 35% aan thermische energie.

Een industriële absorptiewarmtepomp is weergegeven in figuur 3.8.

Rijst. 3.8. Absorptie warmtepomp

ABTH Thermax wordt veel gebruikt in Europa, Scandinavië en China voor: stadsverwarming... Warmtepompen worden ook gebruikt in industrieën zoals textiel, voedsel, auto's, productie plantaardige olien en huishoudelijke apparaten... Warmtepompen wereldwijd geïnstalleerd door Thermax totale capaciteit meer dan 100 MW.

Het belangrijkste voordeel van absorptiewarmtepompen is het vermogen om voor hun werk niet alleen dure elektriciteit te gebruiken, maar ook elke warmtebron met voldoende temperatuur en vermogen - oververhitte of afvalstoom, gas, benzine en andere brandervlammen - tot uitlaatgassen en zonne energie.

Deze units zijn ook bijzonder handig in huishoudelijke toepassingen, constructies die geen bewegende delen bevatten en daardoor praktisch geruisloos zijn.

In huishoudelijke modellen vormt de werkvloeistof in de daar gebruikte volumes geen groot gevaar voor anderen, zelfs niet in het geval van een nooddrukverlaging van het werkende deel.

Nadelen van ABN:

Lagere efficiëntie in vergelijking met compressie;

De complexiteit van het ontwerp van de unit zelf en een vrij hoge corrosiebelasting van de werkvloeistof, die ofwel het gebruik van dure en moeilijk te bewerken corrosiebestendige materialen vereisen, ofwel de levensduur van de unit verkorten tot 5 - 7 jaar.

Veel ontwerpen zijn zeer kritisch voor plaatsing tijdens installatie, d.w.z. vereisen een zeer zorgvuldige uitlijning van het apparaat.

In tegenstelling tot compressiemachines zijn absorptiemachines ook niet zo bang lage temperaturen- het is alleen dat hun effectiviteit afneemt.

Momenteel in Europa gasboilers soms vervangen door absorptiewarmtepompen met verwarming van gasbrander of van dieselbrandstof - ze laten niet alleen toe om de verbrandingswarmte van brandstof te gebruiken, maar ook om extra warmte van de straat of uit de diepten van de aarde te "pompen".

A. Popov, Instituut voor Thermofysica SB RAS (IT SB RAS)

Het laatste decennium is er in ons land veel belangstelling voor warmtepompen (HP). Dit komt vooral door de stijging van de energieprijzen en milieuproblemen. Ook buitenlandse ervaring draagt ​​hieraan bij.

Opgemerkt moet worden dat in het buitenland warmtepompapparatuur vindt brede toepassing: al meer dan 30 jaar. In Rusland staat het praktische gebruik van TN nog in de kinderschoenen. Deze situatie met het gebruik van TN in Rusland wordt geassocieerd met zowel objectieve als subjectieve redenen.

Er is tegenwoordig een grote verscheidenheid aan VT-typen op de markt. Experts hebben vaak problemen met de onderbouwing van de aanvraag en de keuze optimaal type TN voor een specifiek object. Dit artikel geeft een uitgebreide classificatie van de meest voorkomende soorten brandstofpompen, een methode om hun effectiviteit te analyseren, praktisch advies over het kiezen van het type brandstofpomp, rekening houdend met de kenmerken van een bepaald object.

De belangrijkste soorten en classificatie van VT

Een warmtepomp is een thermodynamisch systeem (technisch apparaat) dat warmte omzet van een laag temperatuurniveau naar een hoger temperatuurniveau. Deze machines zijn in de eerste plaats ontworpen voor de productie van warm water, lucht die geschikt is voor verwarming, warmwatervoorziening en andere doeleinden. Een vereiste voor het gebruik van HP is de aanwezigheid van een lage temperatuur warmtebron, volgens temperatuur parameters: niet geschikt voor gebruik als verwarmingsmedium voor bovengenoemde doeleinden.

Momenteel zijn er twee belangrijke fundamentele richtingen in de ontwikkeling van TN geïdentificeerd:

Stoomcompressiewarmtepompen (PTN);

Absorptie warmtepompen (ATH).

Stoomcompressie warmtepompen.

Er zijn verschillende soorten STP. Afhankelijk van de lage temperatuur warmtebron en het verwarmde medium, worden RWZI's onderverdeeld in typen: "water-water", "lucht-water", "lucht-lucht", "water-lucht". Op type gebruikt compressor apparatuur voor spiraal, zuiger, schroef en turbocompressor. Per type compressoraandrijving - op elektrische aandrijving, met aandrijving vanuit de motor interne verbranding, gas- of stoomturbine.

Freonen worden gebruikt als werkwarmte in deze machines - voornamelijk fluorchloorhoudende koolwaterstoffen, T.N. freonen.

Het ontwerp en de werking van de PTN worden in detail beschreven in.

Absorptie warmtepompen.

ATN zijn onderverdeeld in twee hoofdtypen - waterammoniak en zoutoplossing. In wateraangedreven machines is het absorptiemiddel water en het koelmiddel ammoniak. In zoutmachines is het absorptiemiddel een waterige zoutoplossing en het koelmiddel water. In de wereldpraktijk worden momenteel voornamelijk zout-TN's gebruikt, waarin een waterige oplossing van een zout van lithiumbromide (H 2 O / LiBr) - ABTN een absorptiemiddel is.

In ABTN worden warmteoverdrachtsprocessen uitgevoerd met behulp van gecombineerde voorwaartse en achterwaartse thermodynamische cycli, in tegenstelling tot dampcompressie HP, waarbij de werkvloeistof (freon) alleen de omgekeerde thermodynamische cyclus uitvoert.

Volgens de binnenlandse classificatie zijn lithiumbromide-absorptiemachines onderverdeeld in step-up en step-down thermische transformatoren. V dit werk de step-down thermische transformator wordt als het meest voorkomende type beschouwd.

Afhankelijk van het type hoge temperatuur warmte dat wordt verbruikt, wordt ABTN onderverdeeld in machines:

Met stoom(water)verwarming;

Gestookt met gasvormige of vloeibare brandstoffen.

Volgens de thermodynamische cyclus zijn ABTN verkrijgbaar met eentraps- of tweetraps oplossingsregeneratieschema's, evenals tweetrapsabsorptie.

Schema's, ontwerpen verschillende soorten ABTN en het principe van hun werk worden in de werken gegeven.

HP energie-efficiëntie.

Dampcompressie en absorptie HP voor de implementatie van thermodynamische cycli verbruiken verschillende soorten energie: PTN - mechanisch (elektrisch), ATN - thermisch.

Om de effectiviteit van verschillende soorten VT's te vergelijken, is een gemeenschappelijke indicator nodig. Een dergelijke indicator kan zijn: specifiek verbruik brandstof voor warmteopwekking of de gebruikscoëfficiënt. Deze benadering is ook legitiem omdat in Rusland de basiscentrales thermisch zijn en op organische brandstof werken.

De energie-efficiëntie van de RWZI wordt gekenmerkt door de energieconversiecoëfficiënt

waarbij Qп - warmte produceerde;

Qк - vermogen in thermisch equivalent besteed aan de compressoraandrijving.

De waarde van de STP-conversiecoëfficiënt (φ) hangt voornamelijk af van de temperaturen van de lagetemperatuurwarmtebron en de temperatuur van het verwarmde medium aan de uitlaat van de HP (Fig. 1). Hoe groter het temperatuurverschil tussen de verwarmde en gekoelde media, hoe lager het rendement van de RWZI.

Rijst. 1. Afhankelijkheid van de conversiefactor φ van STP van het temperatuurverschil tussen verwarmd water (t W2) en gekoeld water (t S2).

De efficiëntie van ABTN wordt gekenmerkt door de transformatieverhouding

waarbij Qп de hoeveelheid geproduceerde warmte is;

Qg is de hoeveelheid warmte met hoge temperatuur die aan de HP-generator wordt geleverd.

De werkelijke transformatieverhoudingen van ABTN worden getoond in Fig. 2. Afhankelijk van het temperatuurverschil tussen de verwarmde en gekoelde media worden verschillende soorten machines gebruikt: met één - of tweetrapsschema's oplossing regeneratie; met een tweetraps absorptieschema

Rijst. 2. Afhankelijkheid van de transformatieverhouding M ABTN van het temperatuurverschil tussen verwarmd water (t W2) en gekoeld water (t S2).

1 - met een tweetraps oplossingsregeneratieschema (M = 2,2).

2 - met een eentraps oplossingsregeneratieschema (M = 1,7).

3 - met tweetraps absorptie (M = 1,35).

In de STP, wanneer elektriciteit wordt gebruikt om een ​​compressor van een thermische elektriciteitscentrale aan te drijven, is het specifieke brandstofverbruik (hierna in thermisch equivalent) B = 1 / (φ ηel)

waarbij η el de efficiëntie van de elektriciteitscentrale is, rekening houdend met de elektriciteitsverliezen in de netwerken (in Rusland ~ 0,32).

In de RWZI zal bij gebruik van een verbrandingsmotor of een gasturbine als compressoraandrijving met gebruikmaking van de warmte van brandstofverbrandingsproducten het specifieke brandstofverbruik voor warmteopwekking

B = 1 / (φ ηm + ηt)

waarbij ηm de mechanische efficiëntie van de aandrijving is;

ηт - thermisch rendement van de omvormer.

Specifiek brandstofverbruik voor warmteopwekking in ABTN zal

B = 1 / (M )

waarbij η het rendement is van een hogetemperatuurwarmtebron of HP-generator met vuurverwarming.

Het specifieke brandstofverbruik voor de warmteopwekking in de ketel zal

waarbij η het ketelrendement is.

Overwegen verschillende opties autonome bron voor warm water. Laten we ter vergelijking een fossiele brandstofketel nemen en verschillende warmtepompopties (Fig. 3).

Rijst. 3. Energiebalansen verschillende schema's warmte productie:

a) ketel op fossiele brandstoffen;

b) PTN met elektrische aandrijving vanuit een thermische centrale;

c) STP aangedreven door een verbrandingsmotor of een gasturbine;

d) ABTN op gasvormige of vloeibare brandstof.

STP met een elektrische aandrijving van een thermische centrale met een conversiefactor φ<2,6–3 по сравнению с котлом экономию топлива не дает (меньшее значение φ для котлов на твердом топливе, большее на газовом или жидком топливе). С учетом более высоких по сравнению с котлом удельных капитальных вложений на ТНУ и электрогенерирующие мощности использование ПТН с электроприводом может быть экономически оправдано (приемлемый срок окупаемости дополнительных капитальных вложений) при φ=4-5.

STP aangedreven door een compressor van een interne verbrandingsmotor of een gasturbine, levert bij gebruik van de warmte van brandstofverbrandingsproducten en het motorkoelsysteem een ​​brandstofbesparing op van φ≥1,5. De economische haalbaarheid van het gebruik van dit type brandstofpomp moet echter worden bepaald op basis van technische en economische berekeningen, aangezien: specifieke kapitaalkosten voor dit type warmtepomp zijn meerdere malen hoger dan de kosten van een ketel. Het gebruik van STP met een lage conversiefactor leidt tot onredelijk hoge terugverdientijden van kapitaalinvesteringen.

ABTN van alle typen in vergelijking met de ketel hebben een specifiek brandstofverbruik dat 40 ÷ 55% lager is. Die. de efficiëntie van het brandstofverbruik in ABTN is 1,7-2,2 keer hoger dan in de ketel. Tegelijkertijd zijn de kosten van warmte geproduceerd in ABTN 25-30% lager dan in de ketel.

Er moet speciale aandacht worden besteed aan de efficiëntie van het gebruik van HP als onderdeel van een WKK-installatie. In de omstandigheden van bestaande WKK-installaties is het vaak nodig om de capaciteit van de WKK-onttrekking van het station te vergroten. In de regel wordt dit probleem opgelost door extra "piek" -ketels te installeren. Door het gebruik van warmtepompen kan de verwarmingscapaciteit van het station aanzienlijk worden vergroot.

In afb. 4 toont een schema van het gebruik van ABTN als onderdeel van een WKK. Een dergelijk schema maakt het mogelijk om, zonder de balansen en parameters van stoom in de turbine te veranderen, de capaciteit van het warmtekrachtkoppelingsgedeelte van het station aanzienlijk te vergroten zonder het brandstofverbruik te verhogen. Tegelijkertijd zijn de kosten van extra warmte geproduceerd tegen de huidige prijzen voor ABTN 60-80 roebel / Gcal, en de terugverdientijd voor kapitaalinvesteringen is niet langer dan 1-2 jaar. Het gebruik van RWZI in deze regeling zal in ieder geval een beduidend lager economisch rendement hebben dan ABTN.

Sommige auteurs, verwijzend naar buitenlandse ervaringen, met name de Zweedse, merken op dat STP's met elektrische aandrijving zelfs bij φ worden gebruikt.<3. Действительно некоторые теплонасосные установки в Швеции и других странах Европы имеют φ≤3 и достаточно рентабельны (срок окупаемости 3-4 года). Это связано, в первую очередь, со структурой электроэнергетики данных стран. В ряде Европейских стран базовыми электрогенерирующими мощностями являются атомные и гидроэлектростанции, а значит относительно дешевая электроэнергия. Поэтому ТНУ с электроприводом в данных странах даже при φ≤3 экономически целесообразны, т. к. позволяют реально экономить дорогостоящее органическое топливо, сократить вредные выбросы в окружающую среду, экономить электроэнергию замещая, электрообогрев.

Bij de keuze van het type warmtepomp moet naast energie- en economische efficiëntie ook rekening worden gehouden met de eigenschappen van verschillende soorten machines (levensduur, milieu-impact, onderhoudbaarheid, vereiste kwalificaties van onderhoudspersoneel, vermogen om het vermogen te regelen breed assortiment, enz.).

Vanuit het oogpunt van impact op het milieu en veiligheid heeft ABTN een duidelijk voordeel ten opzichte van STP, omdat: gebruik geen freons - fluorchloorhoudende koolwaterstoffen. In overeenstemming met de Montreal-protocollen van 1987 ondergaan vrijwel alle freonen die in PTN worden gebruikt een grondigere controle op "ozonveiligheid", "broeikaseffect" en worden ze onderworpen aan hoge boetes als ze worden misbruikt en weggegooid. In ABTN vinden alle processen plaats onder vacuüm en zijn ze, in tegenstelling tot PTN, niet ondergeschikt aan GOSGORTEKHNADZOR.

ABTN's hebben een aanzienlijk langere levensduur, omdat ze in wezen warmte-uitwisselingsapparatuur zijn, hoge onderhoudbaarheid, weinig geluid in bedrijf.

De voordelen van PTN met een elektrische aandrijving zijn onder meer de eenvoud van hun stroomvoorziening. Op sommige sites kan dit de bepalende factor in hun voordeel zijn.

Voor de succesvolle ontwikkeling van werk aan HP in Rusland zijn er alle voorwaarden: machinebouw en grondstofbases, wetenschappelijk en technisch personeel, een aanzienlijke hoeveelheid onderzoeks- en ontwikkelingswerk uitgevoerd, de productie van vele soorten HP is onder de knie , er is vrij veel ervaring in hun werking, praktisch onuitputtelijke warmtebronnen met een laag potentieel.

Tegelijkertijd moet worden opgemerkt dat, zoals de buitenlandse ervaring leert, het wijdverbreide gebruik van energiebesparende technologieën alleen kan plaatsvinden met de actieve deelname van de staat, die voornamelijk bestaat in het creëren van wet- en regelgevingshandelingen die het gebruik van energiebesparende apparatuur.

Literatuur

1) V.G. Gorshkov Warmtepompen. Analytische beoordeling // Handboek van industriële apparatuur, 2004, nr. 2.

2) A.G. Korolkov, A.V. Popov, A. Vlad. Popov Absorptie lithiumbromide waterkoeling en waterverwarming warmtetransformatoren // Problemen met energiebesparing № 1 (14) februari 2003.

3) Popov A.V., Bogdanov A.I., Pazdnikov A.G. Ervaring in de ontwikkeling en creatie van absorptie-lithiumbromide-warmtepompen // Industriële energie - 1999, nr. 8- p 38-43.

4) Baranenko A.V., Popov A.V., Timofeevsky L.S., Volkova O.V. Absorptie lithiumbromide-omzetters van warmte van een nieuwe generatie // Koeltechnologie, 2001, nr. 4-p18-20.

5) Popov A.V. Het systeem van koeling en warmtebenutting van rookgassen van afvalverbrandingsinstallaties // Zuivering en neutralisatie van rookgassen bij installaties voor de verbranding van afval en huisvuil. - Novosibirsk, 1999 - p121-132. Tijdschrift "Problemen van energiebesparing", augustus 2005

| gratis download Analyse van de efficiëntie van verschillende soorten warmtepompen, Popov AV,

Een centrifugaalwarmtepomp bevat een stoomgenerator, een condensor, een verdamper en een absorber die met elkaar verbonden zijn. Om een ​​betrouwbare werking van de pomp te garanderen onder omstandigheden van de dreiging van kristallisatie in de stroom van vloeibaar absorptiemiddel, bevat de pomp een middel dat gevoelig is voor het begin van kristallisatie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof of voor het begin van een onaanvaardbaar hoge viscositeit , evenals een middel om verdere kristallisatie te voorkomen en / of de gekristalliseerde oplossing op te lossen of de hoge viscositeit te verminderen ... 8 p. en 6 C.p. f-kristallen, 6 afb.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op absorptiewarmtepompen, in het bijzonder op absorptie-centrifugaalwarmtepompen, en op een werkwijze voor het bedrijven van deze warmtepompen. Absorptiewarmtepompen bevatten de volgende componenten: een verdamper, absorber, generator, condensor en optioneel een oplossingswarmtewisselaar; en worden geladen met het juiste werkmengsel in de vloeibare fase. Het werkmengsel bevat een vluchtige component en een absorptiemiddel ervoor. Bij absorptiewarmtepompen geven een hoge temperatuur warmtebron, zogenaamde hoogwaardige warmte, en een lage temperatuur warmtebron, zogenaamde laagwaardige warmte, warmte af aan de warmtepomp, die vervolgens overdraagt ​​(of uitwerpt) de som van de warmte-inbreng van beide bronnen bij een tussentemperatuur. In conventionele absorptiewarmtepompen wordt een vluchtig-rijk werkmengsel (hierna voor het gemak de "R-Mix" genoemd) onder druk verwarmd in een generator met hoge potentiële warmte, zodat een damp van de vluchtige component wordt gegenereerd en een werkende mengsel dat minder rijk of arm is aan vluchtige componenten (voor het gemak hieronder aangeduid als "Mix L"). Bij eentrapswarmtepompen volgens de stand van de techniek wordt de bovengenoemde damp van de vluchtige component uit de generator bij dezelfde hoge temperatuur in de condensor gecondenseerd om warmte te genereren en een vloeibare vluchtige component te vormen. De vloeibare vluchtige component wordt door een expansieklep geleid om de druk te verlagen en van daaruit naar de verdamper gevoerd. In een verdamper ontvangt de bovenstaande vloeistof warmte van een lage temperatuur warmtebron, gewoonlijk lucht of water op omgevingstemperatuur, en verdampt. De resulterende damp van de vluchtige component gaat naar de absorber, waar het wordt geabsorbeerd in mengsel L om mengsel R opnieuw te vormen en warmte te genereren. De Mix R wordt vervolgens overgebracht naar de stoomgenerator en zo is de cyclus voltooid. Er zijn veel variaties op dit proces mogelijk, een warmtepomp kan bijvoorbeeld twee of meer trappen hebben, waarbij stoom van een vluchtige component verdampt door de eerstgenoemde (primaire) stoomgenerator wordt gecondenseerd in een tussencondensor, die thermisch is aangesloten voor warmte voorzien van een tussenstoomgenerator, die extra stoom produceert een vluchtige component voor condensatie in de eerstgenoemde (primaire) condensor. Wanneer we de fysische toestand van een vluchtige component willen aangeven, noemen we het gemakshalve een gasvormige vluchtige component (wanneer deze zich in een gasvormige of dampvormige toestand bevindt) of een vloeibare vluchtige component (wanneer deze zich in een vloeibare toestand bevindt). De vluchtige component kan anders worden aangeduid als het koelmiddel en de mengsels van L en R als vloeibaar absorptiemiddel. In het gegeven specifieke voorbeeld is het koelmiddel water en is het vloeibare absorptiemiddel een hydroxideoplossing die alkalimetaalhydroxiden bevat, zoals beschreven in EP-A-208427, waarvan de inhoud hierin door verwijzing is opgenomen. Het Amerikaanse octrooischrift 5.009.085, waarvan de inhoud hierin door verwijzing is opgenomen, beschrijft een van de eerste centrifugaalwarmtepompen. Verschillende problemen zijn verbonden met pompen van het type beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 5.009.085, en verschillende aspecten van de onderhavige uitvinding trachten deze problemen te overwinnen of ten minste te verminderen. Bij warmtepompen, zoals bijvoorbeeld beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 5.009.085, bestaat het risico van een catastrofale storing als het werkfluïdum moet kristalliseren of de stroom op een andere manier moet belemmeren. Om deze reden werkt een warmtepomp typisch bij de maximale oplossingsconcentratie die is ingesteld voor gebruik onder omstandigheden die ver genoeg verwijderd zijn van de kristallisatieconditie en gedreven door de wens om kristallisatie te voorkomen in plaats van de pompefficiëntie te maximaliseren. We hebben een modificatie ontwikkeld die een corrigerende actie initieert wanneer het begin van kristallisatie wordt gedetecteerd, zodat de warmtepomp veilig kan werken onder omstandigheden die dicht bij kristallisatie liggen. Volgens één aspect verschaft de onderhavige uitvinding een absorptiewarmtepomp die een middel omvat dat gevoelig is voor het begin van kristallisatie van een absorptiemiddel in een werkvloeistof of het begin van een onaanvaardbaar hoge viscositeit voor het activeren van een middel om verdere kristallisatie te voorkomen en/of om los het gekristalliseerde materiaal op of verlaag de gespecificeerde viscositeit. Het gebied met de grootste neiging om te kristalliseren of de stroming te belemmeren, bevindt zich in het algemeen in het stromingspad van de absorberende vloeistof naar de absorber van de oplossingswarmtewisselaar waar de temperatuur het laagst is en de hoogste concentratie. De middelen voor het voorkomen van kristallisatie of het verlagen van de viscositeit kunnen een middel omvatten voor het creëren van een speling voor het verhogen van de temperatuur en/of het verlagen van de concentratie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof op of nabij de aangegeven kristallisatieplaats. Zo kan de vloeistofstroom, althans tijdelijk, worden omgeleid om de temperatuur van de stroom die passeert op de gespecificeerde kristallisatielocatie te verhogen, hetzij direct, hetzij indirect door warmte-uitwisseling. Dit proces kan worden geactiveerd door de lokale druk te bepalen op een punt stroomopwaarts van de kristallisatieplaats. Eén methode omvat het overbrengen van warmte naar de absorberende vloeistof die in de tegenovergestelde richting door een oplossingswarmtewisselaar gaat terwijl de absorberende vloeistof van de stoomgenerator naar de absorber gaat, waarbij een deel van de absorberende vloeistof van de generator naar de absorber gaat die bij een relatief hoge temperatuur wordt omgeleid voor injectie in de retourstroom van de absorber naar de generator. In dit geval neemt de retourstroomtemperatuur toe, waardoor de temperatuur van de stroom stroomopwaarts van de kristallisatieplaats stijgt, wat leidt tot het oplossen van kristallen of een verlaging van de viscositeit van de vloeistof op die plaats. Een dergelijke omleiding kan worden bereikt door een drukgevoelige regelaar te installeren, bijvoorbeeld een klep of een drempel tussen de twee stromen, waardoor de genoemde omleiding begint wanneer de tegendruk veroorzaakt door het begin van kristallisatie of een onaanvaardbaar hoge viscositeit een vooraf bepaalde drempelwaarde. Als alternatief kan vloeibaar koelmiddel van de condensor naar de verdamper worden omgeleid om zo de verdampingstemperatuur te verhogen, waardoor een grotere hoeveelheid koelmiddel verdampt en vast komt te zitten in het absorptiemiddel, wat resulteert in een tijdelijke afname van de concentratie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof en het verhogen van de temperatuur van de werkvloeistof in het kristallisatiegebied. Een bijkomend probleem is het handhaven van een redelijk hoog rendement terwijl de warmtepomp op minder dan vol vermogen draait, terwijl de temperatuurstijging en/of warmtebelasting wordt verminderd. De temperatuurstijging wordt gedefinieerd als het temperatuurverschil tussen de verdamper en de absorber. We hebben ontdekt dat het mogelijk is om de efficiëntie van de cyclus onder gedeeltelijke belasting te verhogen door de stroomsnelheid van de absorberende vloeistof tijdens de cyclus aan te passen in reactie op de warmtevraag en/of temperatuurstijging. Bovendien hebben we ontdekt dat het mogelijk is om een ​​warmtepomp zo te ontwerpen dat dynamische of statische pompdrukken helpen om de stroomsnelheid van de absorberende vloeistof aan te passen aan de heersende temperatuurstijging of warmtebelasting, waardoor de noodzaak voor verstelbare regelkleppen of iets dergelijks wordt geëlimineerd. apparaten. , hoewel we de mogelijkheid om dergelijke regelapparaten te gebruiken niet uitsluiten. Volgens een ander aspect verschaft de onderhavige uitvinding een absorptiewarmtepomp die een stoomgenerator, een condensor, een verdamper en een absorber omvat die onderling zijn verbonden om paden te verschaffen voor een vloeibare vluchtige component en een vloeibaar absorptiemiddel daarvoor, en een stroomsnelheidsregelaar om het debiet van genoemd vloeibaar absorptiemiddel in overeenstemming met ten minste één van de parameters: (a) het temperatuurverschil tussen de absorber en de verdamper, (b) de warmtebelasting op de warmtepomp, en (c) een of meer andere parameters. Het debiet kan op verschillende manieren worden aangepast, maar de voorkeur gaat uit naar het aanpassen zonder het pompvermogen te wijzigen. De regelaar van de stroomsnelheid kan dus gewoonlijk middelen bevatten voor het beperken van de stroom, die zich in het pad van de stroom absorberende vloeistof van de gespecificeerde generator bevinden. De begrenzing kan worden aangepast om de vereiste prestaties te leveren door het gebruik van een actief regelsysteem, maar we hebben geconstateerd dat adequate controle kan worden bereikt door een passieve restrictor zoals een opening, wervelaar, capillaire buis of een combinatie van sommige of alle van deze apparaten. Bij voorkeur is het ontwerp van de warmtepomp zodanig dat het debiet van de absorberende vloeistof van de generator afhankelijk is van de bedrijfsdrukval aan elk uiteinde van het absorberende vloeistofpad van de generator en/of van het drukverschil als gevolg van een verschil tussen de vrije oppervlakteniveaus in de absorberende vloeistof aan elk einde van het pad van de vloeistof uit de generator. De warmtepomp- en stroomkarakteristieken van de restrictor kunnen dus worden gemaakt om een ​​geschikte stroomsnelheid te verschaffen die varieert met de bedrijfsdrukken om een ​​verandering in stroomsnelheid mogelijk te maken om te passen bij de bedrijfsomstandigheden, zoals hieronder beschreven met verwijzing naar FIG. 6. Evenzo kunnen containers aan elk uiteinde van het fluïdumpad van de generator worden geïnstalleerd, en deze containers zijn zo bemeten en geplaatst dat ze op geselecteerde hoogten of op afstanden in de radiale richting vrije oppervlakteniveaus verschaffen om de vereiste overdruk te geven. In een voorbeeldig voorbeeld omvat de generator een opslagkamer in de vorm van een laadkamer waarin vloeistofabsorberend middel wordt opgesloten voordat het de generator binnengaat en die een vrij oppervlak definieert, en het pad van de vloeistof uit de generator eindigt in een trog naast de absorber, waarbij de laadkamer zo is geplaatst dat tijdens normaal bedrijf het niveau van het vrije oppervlak van de vloeistof daarin hoger was (of verder in de radiale richting naar binnen) ten opzichte van het vrije oppervlak van de vloeistof in de trog. Als alternatief kan het einde van het pad van de absorberende vloeistof stroomafwaarts van de generator eindigen bij een uitlaat, die zich typisch boven het oppervlak van de vloeistof bevindt in een bijbehorende houder, die vloeistof opvangt die daaruit wordt afgevoerd, waarbij de hoogte van de uitlaat bepaalt de overdruk bij de uitlaat. Zoals hierboven vermeld, kan actieve regeling van de stroomsnelheid van de absorberende vloeistof worden uitgevoerd. De stroomsnelheidsregelaar kan dus een of meer sensoren omvatten voor het detecteren of voorspellen van een of meer bedrijfsparameters van de inrichting, en middelen die reageren op de sensoren om de stroomsnelheid van de absorberende vloeistof dienovereenkomstig aan te passen. Andere problemen die gepaard gaan met toepassingen met centrifugale warmtepompen zijn onder meer verschillende pompinrichtingen, die elk typisch een wormpomp bevatten die beperkt kan draaien als de warmtepomp draait, en die vloeistof uit een ringvormige trog of vat zuigt en haar op de juiste plaats aflevert. Bij een typisch ontwerp van een wormpomp is de warmtepomp bij het opstarten aanvankelijk stationair en wordt vloeistof opgesloten in de onderste boog van een goot die een veel grotere radiale diepte heeft dan wanneer de warmtepomp draait. De wormpomp is een oscillerende massa, wat betekent dat de pomp zich ook op de bodem van de trog bevindt, ondergedompeld in de vloeistof. Bijgevolg treedt bij het opstarten een grote weerstandskracht op tegen de beweging van de wormpomp, die voortkomt uit de interactie van de vloeistof in de trog met de wormpomp, wat de efficiëntie van de warmtepomp vermindert en het begin van gestage vertraging vertraagt. -staat operatie. We hebben een nieuw type wormpomp ontwikkeld die de startweerstand van conventionele ontwerpen aanzienlijk kan verminderen. Het ontwerp heeft ook het voordeel dat het de constante massa vermindert zoals bij conventionele wormpompen, en dus de schokbelastingen vermindert die de wormpomp waarschijnlijk zal ervaren tijdens transport. Dienovereenkomstig, in een ander aspect, verschaft de onderhavige uitvinding een absorptiewarmtepomp omvattende een roterend samenstel met een stoomgenerator, condensor, verdamper en absorber die onderling verbonden zijn om cyclische vloeistofstroompaden te verschaffen voor de vluchtige component en de absorberende vloeistof, waarbij een van de genoemde inrichtingen (genoemde generator, verdamper en genoemde absorber) omvat een wormpomp met een zwenkend element dat draaibaar is gemonteerd in genoemd samenstel, beperkt van rotatie met genoemd samenstel, en bedoeld, wanneer gebruikt, om vloeistof op te vangen uit een trog, gewoonlijk perifeer gelegen, of uit een houder, waarbij het zwenkelement een zwenkbare houder omvat die excentrisch is ten opzichte van de rotatieas van het samenstel voor het uitgieten van vloeistof uit de trog of houder wanneer de pomp in rust is. Dit apparaat heeft een aantal belangrijke voordelen. Aangezien een deel van de vloeistof zich in de schudcontainer zal bevinden, zal er minder vloeistof in de trog zijn en daarom worden de weerstandskrachten die optreden bij het starten van de pomp aanzienlijk verminderd. Bovendien vergroot het fluïdum in de schommelcontainer de massa van de wormpomp in stationaire toestand, wat een toename van de traagheid betekent en daardoor minder invloed van weerstandskrachten. De genoemde houder kan vloeistof uit de tuit door het gat opnemen zonder te worden gepompt door middel van een pomp, maar het heeft de voorkeur dat de genoemde wormpomp middelen omvat voor het toevoeren van ten minste een deel van de daardoor opgevangen vloeistof in de genoemde zwenkende container. Dus tijdens stationaire werking van de pomp kan de vloeistofmassa in de oscillerende houder een aanzienlijk of groot deel van de massa van het oscillerende element leveren. De schommelcontainer kan een afvoerafvoermiddel omvatten om een ​​deel van de vloeistof in de container te laten terugvloeien in de trog of container. Dus, in een typische uitvoeringsvorm, wanneer de warmtepomp in een stabiele toestand werkt met een horizontale rotatie-as, is de container tenminste gedeeltelijk ondergedompeld in vloeistof die zich in de trog of container bevindt en is tenminste gedeeltelijk gevuld met vloeistof. Vanzelfsprekend kan een dergelijke wormpompopstelling worden gebruikt in plaats van een van de wormpompen die in conventionele centrifugaalwarmtepompen worden gebruikt. Pompen in overeenstemming met dit aspect van de onderhavige uitvinding verschaffen ook een belangrijk middel om initiële buffercapaciteit te verschaffen voor elke trog die vloeistof bevat, en in het bijzonder die variabele hoeveelheden vloeistof bevat, zodat de concentratie van absorberende vloeistof kan worden aangepast, zoals zal worden beschreven onderstaand. We hebben ook een apparaat ontwikkeld dat de relatieve verhoudingen van absorberende en vluchtige stoffen in het mengsel aanpast aan de bedrijfsparameters. Nogmaals, dit kan worden bereikt door de temperatuur te meten en een of meer regelkleppen te gebruiken, maar we hebben ontdekt dat het mogelijk is om de absorbensconcentratie te regelen door een acceptabel pompontwerp, zodat, afhankelijk van de bedrijfsparameters, een aanpasbare hoeveelheid koelmiddel moet in een container worden bewaard, waardoor de juiste aanpassing van de concentratie van de oplossing wordt gegarandeerd. We hebben dit apparaat ook ontworpen om een ​​extra optie te bieden om de maximale concentratie van de oplossing te beperken. Dienovereenkomstig verschaft de onderhavige uitvinding in een ander aspect een absorptiewarmtepomp met een werkvloeistof (die een absorptiemiddel en een vluchtige component bevat) omvattende middelen voor het aanpassen van de concentratie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof in overeenstemming met ten minste (a) de temperatuur verschil tussen de absorber en een verdamper, of (b) in overeenstemming met de werkvloeistof met een warmtebelasting op de warmtepomp, en (c) in overeenstemming met een of meer andere bedrijfsparameters. Bij voorkeur wordt de concentratie geregeld door de hoeveelheid vluchtige component die in de walsbuffer is opgeslagen te variëren. Aldus kunnen de middelen voor het aanpassen van de concentratie een of meer houders omvatten voor het opslaan van een variabele hoeveelheid vluchtige component en/of vloeibaar absorptiemiddel en middelen voor het injecteren van vloeistof in de houder en voor het wegpompen van vloeistof uit de houder om de concentratie aan te passen. Tijdens bedrijf is de hoeveelheid vluchtige component die verdampt door de verdamper bij een bepaalde temperatuurstijging een functie van de concentratie van de absorberende vloeistof. Naarmate de verdampingssnelheid afneemt, wordt er meer vloeistof in de verdamper gevangen en, in dit aspect van de onderhavige uitvinding, wordt de overtollige vloeistof opgeslagen in een buffer, waardoor het aandeel vluchtige componenten in het mengsel dat naar de absorber wordt gevoerd wordt verminderd en aldus de Verdampingssnelheid. In een bijzondere uitvoeringsvorm worden het beweegbare mengsel en de vluchtige buffers opgeslagen in geschikte containers, typisch in de generator en verdamper, hoewel andere opslaglocaties natuurlijk ook mogelijk zijn. De verplaatsbare containers kunnen op geschikte wijze schommelende containers bevatten, zoals hierboven aangegeven, die de traagheid van de wormpompen vergroten. Het verdient de voorkeur om de concentratie van de werkvloeistof in de warmtepomp te beperken. De vluchtige buffer kan bijvoorbeeld overloopmiddelen bevatten die de maximale uitputting van het circulerende mengsel beperken door de hoeveelheid koudemiddel die in de schommelcontainer in de verdamper kan worden opgeslagen te beperken. Het overloopmiddel kan dus de vloeibare vluchtige component uit de gespecificeerde beweegbare houder in de stroom vloeibaar absorptiemiddel voeren die aan de absorber wordt toegevoerd wanneer de concentratie een vooraf bepaalde limiet overschrijdt of nadert. Dit kan worden bepaald in relatie tot de hoeveelheid koelmiddel in genoemde verplaatsbare container en/of opgesloten naast genoemde verdamper. Een extra bron van inefficiëntie in centrifugaalwarmtepompen, hebben we gevonden, is de neiging van wormpompassemblages om rond de rotatie-as te oscilleren als het vloeistofniveau in de overeenkomstige trog onder de wormpompinlaat daalt, en dergelijke oscillaties kunnen de pomp aanzienlijk beïnvloeden. efficiëntie. Met dit in het achterhoofd hebben we verschillende apparaten ontwikkeld waarmee trillingen kunnen worden gedempt. In overeenstemming met een ander aspect verschaft de onderhavige uitvinding een absorptiewarmtepomp met inbegrip van een roterend samenstel omvattende een stoomgenerator, condensor, verdamper en absorber, waarbij genoemde warmtepomp een wormpomp omvat die roteerbaar is gemonteerd in genoemd samenstel maar daardoor beperkt is in rotatie, waarbij genoemde worm pomp een inlaat heeft voor het opvangen van vloeistof uit een perifere trog of vat die roteert ten opzichte van de wormpomp, de pomp omvat stabilisatiemiddelen die de wormpomp voornamelijk, maar niet uitsluitend, stabiliseren als het vloeistofniveau in de trog of container onder de gespecificeerde inlaat ligt. Het stabiliserende middel kan van verschillende typen zijn. In één voorbeeld kan het gespecificeerde stabilisatiemiddel een inrichting omvatten die de geleider begrenst, die op zijn beurt de beweging van een beweegbaar gewicht beperkt, dat is gemonteerd om de schommeling van de gespecificeerde wormpomp te dempen. In dit geval kunnen de trillingen gemakkelijk worden gedempt als gevolg van energiedissipatie veroorzaakt door de weerstandskrachten van de beweging van de last langs de gespecificeerde geleider. De geleiding is bij voorkeur gekromd, met zijn convexe oppervlak in verticale richting boven of onder het zwaartepunt en de as. Als alternatief kunnen genoemde stabilisatiemiddelen weerstandgenererende middelen omvatten, zoals een ribbe of ander oppervlak met verhoogde weerstand, of extra inlaatmiddelen voor een extra wormpomp. Een extra moeilijkheid die kan optreden, met name bij het opstarten van een centrifugaalwarmtepomp, is dat de vloeistofreserves in het systeem zodanig kunnen zijn dat er niet voldoende mengselstroom naar de generator is. Dit kan leiden tot ernstige oververhitting en vernietiging van de generatorwand. Met dit in gedachten hebben we een nieuw apparaat ontwikkeld dat ervoor zorgt dat de pomp die de mengselstroom naar de generator levert, voorrang heeft bij het werkmengsel. In nog een ander aspect voorziet de onderhavige uitvinding in een absorptiewarmtepomp omvattende een roterend samenstel met een stoomgenerator, condensor, verdamper en absorber, die onderling zijn verbonden om paden te verschaffen voor een vloeibare vluchtige component en een vloeistofabsorberend middel daarvoor, een pomp (die de stroom van het mengsel naar de generator) voor het pompen van het vloeibare absorptiemiddel op het verwarmde oppervlak van de gespecificeerde generator, de pomp (die de stroom van het mengsel van de generator levert) voor het opvangen en wegpompen van de vloeistof die naar beneden stroomt vanaf het oppervlak van de gespecificeerde generator, en middelen om ervoor te zorgen dat de genoemde pomp, die de stroom van het mengsel naar de generator levert, een voldoende toevoer van vloeistof heeft om het oppervlak van de gespecificeerde generator te bevochtigen bij het begin van de werking van de warmtepomp. De middelen die zorgen voor een adequate toevoer van vloeistof omvatten bij voorkeur een gemeenschappelijke houder waarin, tijdens bedrijf, een vloeibaar absorptiemiddel wordt toegevoerd dat van een gespecificeerd oppervlak van de generator naar beneden stroomt, en een vloeibaar absorptiemiddel om op een gespecificeerd oppervlak van de generator te sproeien, en genoemd pomp, die een stroom van het mengsel naar de generator levert, en de pomp die de stroom van het mengsel van de generator levert (bij voorkeur elk), neem het vloeibare absorptiemiddel uit de gespecificeerde totale container, en de gespecificeerde pomp, die de stroom van het mengsel levert tot de generator, heeft er voorrang bij. In één uitvoeringsvorm zijn de pompen die een mengselstroom van en naar de generator verschaffen wormpompen, is het reservoir een perifere stortkoker, en strekt de inlaat van de wormpomp die de mengselstroom naar de generator verschaft zich radiaal verder van de rotatie-as uit dan de inlaat. een aftakleiding van de pomp, die zorgt voor de stroom van het mengsel uit de generator. De pomp die de stroom van het mengsel naar de generator levert en de pomp die de stroom van het mengsel van de generator levert, kan een enkele gesplitste pomp stroomopwaarts zijn. Een ander aspect van de onderhavige uitvinding voorziet in een absorptiewarmtepomp omvattende een roterend samenstel met een stoomgenerator, condensor, verdamper en absorber die onderling verbonden zijn om cyclische vloeistofstroompaden te verschaffen voor de vloeibare vluchtige component en de absorberende vloeistof, en die tevens een gemeenschappelijk reservoir bevat. voor het opvangen van het vloeibare absorptiemiddel dat van het verwarmde oppervlak van de gespecificeerde generator naar beneden stroomt, en voor het opvangen van de vloeistof die bedoeld is om aan het verwarmde oppervlak van de generator te worden toegevoerd. Een andere moeilijkheid die men tegenkomt bij centrifugaalwarmtepompen van het type beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 5.009.085 is het verschaffen van een efficiënte massa- en warmteoverdracht naar het vloeibare koelmiddel in de condensor en absorber. Volgens dit vroege octrooi bevatten de absorber en condensor een absorberschijf en een condensorschijf aan elke kant van het schot, en de oppervlakken waarover het mengsel en het water respectievelijk passeerden, werden begrensd door vlakke platen die overeenkwamen met het toenmalige begrip van centrifugale intensivering van de werkwijze, zoals eerder beschreven in Europees octrooi EP-B-119776. We hebben echter ontdekt dat warmtewisselaars kunnen worden gemaakt van opgerolde buizen en verrassend genoeg zorgt dit voor een efficiënte toename van warmte- en massaoverdracht in centrifugaalpompen. Volgens een ander aspect verschaft de onderhavige uitvinding een centrifugale absorptiewarmtepomp die een samenstel omvat dat een stoomgenerator, condensor, verdamper en absorber omvat, waarbij een of meer van deze apparaten (condensor, verdamper en absorber) een warmtewisselaar omvatten die wordt begrensd door een pijpspiraal of met een gegolfd buitenoppervlak. Deze spoel kan in de regel worden gesloten met tussenliggende spiraalwindingen in contact, of gesloten met zowel de volgende binnen- als de volgende buitenwinding, om een ​​warmtewisselaar met twee onderbroken of gegolfde oppervlakken af ​​te bakenen. De pijp heeft bij voorkeur een afgeplatte cirkelvormige dwarsdoorsnede, waarbij de afgeplatte delen dicht bij elkaar of in onderling contact gelegen gebieden zijn gelegen. De spiraal kan plat of schotelvormig zijn. Bij conventionele warmtepompen bevat de interne atmosfeer lucht en corrosie leidt tot de vorming van vrij waterstofgas, wat de absorptie van de vluchtige component in het vloeibare absorptiemiddel schaadt, waardoor de efficiëntie van de pomp wordt aangetast. Dit kan worden verholpen door de warmtepomp regelmatig uit te pompen, maar dit is tijdrovend en potentieel gevaarlijk en daarom niet aanbevolen voor industriële toepassingen. Een alternatief is om palladiumpennen te gebruiken, maar deze zijn duur en vereisen ook verwarming en aanverwante apparatuur. We hebben echter ontdekt dat het door zorgvuldige materiaalkeuze mogelijk is om de hoeveelheid waterstof die normaal wordt gegenereerd aanzienlijk te verminderen en om een ​​relatief goedkoop en eenvoudig apparaat te bieden voor het absorberen van vrije waterstof, zodat het de prestaties van de warmtepomp niet verslechtert. Dienovereenkomstig wordt in een ander aspect van de onderhavige uitvinding een absorptiewarmtepomp verschaft die een substraat omvat van een materiaal dat, tijdens gebruik, in staat is tot het absorberen en/of binden van waterstofmoleculen. Het dragermateriaal bevat een hydrogeneerbaar materiaal met inbegrip van een geschikte katalysator. Voorbeelden van geschikte hydrogeneringsmaterialen zijn materialen op basis van chemisch reduceerbare organische polymeren die homogeen gekatalyseerde hydrogenering zijn. Een typische combinatie bevat een styreen-butadieen-triblokcopolymeer (polystyreen-polybutadieen-polystyreen), bijvoorbeeld Kraton D1102, verkrijgbaar bij Shell Chemical Company, en een iridiumkatalysator, bijvoorbeeld Crabtree Catalist, hieronder beschreven, of een rheniumkatalysator. Vele andere geschikte materialen met vergelijkbare eigenschappen zijn de vakman bekend. Bij voorkeur bevat het substraat een indicator die de toestand aangeeft van het materiaal waartoe het nadert, waarin het verzadigd is met waterstof of om andere redenen niet langer in staat is om waterstof te binden of te absorberen. Ook hebben we een beveiligingssysteem ontwikkeld om de overdruk in de warmtepomp te ontlasten, maar die ook onverwachts langdurig en/of langdurig bedrijf van de warmtepomp mogelijk maakte. In dit aspect van de onderhavige uitvinding wordt dienovereenkomstig een absorptiewarmtepomp verschaft die een hogedrukgenerator/tussencondensorkamer, een tussendrukgenerator/condensorkamer en een lagedrukabsorptie- en verdamperkamer omvat, inclusief een reductiekast. middelen die zich bevinden tussen (a) de hogedrukkamer en de tussendrukkamer en/of (b) de tussendrukkamer en de lagedrukkamer. Het reduceermiddel zorgt bij voorkeur voor een gecontroleerde drukverlaging, waarbij de stroming door dat reduceermiddel afhankelijk is van een drukval. In één voorbeeld, wanneer de drukval een vooraf bepaald niveau bereikt, opent het reductiemiddel en neemt de stroomsnelheid toe met toenemende drukval. In dit geval wordt het werkbereik van het apparaat vergroot en kan het als eentraps warmtepomp werken en terugkeren naar tweetrapsbedrijf wanneer het drukverschil weer onder een vooraf bepaald niveau daalt. Het is bekend dat op hydroxide gebaseerde absorptiemiddelen, waaronder die beschreven in EP-A-208427, zeer corrosief zijn, vooral bij de hoge temperaturen waarbij de verbrandingskamer werkt, en dat men zeer voorzichtig moet zijn bij de keuze van materialen waaruit een afgedichte behuizing die de roterende assemblage en interne componenten beperkt. Tot nu toe zijn de wanden en componenten gemaakt van koper-nikkellegeringen zoals Monel, die een aanzienlijk gehalte aan nikkel en andere metalen bevatten. We hebben echter, deels tot onze verbazing, geconstateerd dat hoewel dit in strijd lijkt met het gezond verstand, het in feite mogelijk is om koper en koperlegeringen te gebruiken die minder dan 15 gew.% andere metaallegeringscomponenten bevatten. In een verder aspect van de onderhavige uitvinding wordt dienovereenkomstig een absorptiewarmtepomp verschaft die een afgedichte behuizing omvat die een werkvloeistof bevat die een of meer alkalimetaalhydroxiden bevat, waarbij ten minste een deel van de behuizing dat in contact staat met de werkvloeistof is gemaakt van kopermateriaal dat tot 15 gew.% additieven bevat, zoals chroom, aluminium, ijzer en andere metalen. Het heeft de voorkeur dat nagenoeg de gehele behuizing van genoemd kopermateriaal is gemaakt. Het gespecificeerde kopermateriaal bevat bij voorkeur een koper-nikkellegering. Wij hebben gevonden dat koper-nikkellegeringen met een laag nikkelgehalte, waarvan men zou verwachten dat ze sterk corroderen bij contact met vloeibaar hydroxide, in feite een hoge weerstand tegen corrosie hebben, zelfs bij hoge temperaturen in de stoomgenerator. De onderhavige uitvinding kan worden uitgebreid tot elke combinatie van inventieve elementen beschreven in deze aanvrage hierboven of in de volgende beschrijving met verwijzing naar de begeleidende tekeningen. In het bijzonder kunnen bepaalde elementen, indien de context dit toelaat, worden toegepast in centrifugale en niet-centrifugale warmtepompen, evenals in eentraps- of meertrapswarmtepompen, afzonderlijk of in combinatie met elkaar. De onderhavige uitvinding strekt zich ook uit tot werkwijzen voor het bedrijven van absorptiewarmtepompen in overeenstemming met de hierboven en in de onderstaande beschrijving beschreven principes. In een verder aspect verschaft de onderhavige uitvinding dus een werkwijze voor het bedrijven van een absorptiewarmtepomp, omvattende het bewaken van een werkvloeistof om het begin van kristallisatie van een absorptiemiddel in het werkfluïdum of het begin van een onaanvaardbaar hoge viscositeit daarvan te detecteren of te voorspellen en, bij het detecteren of voorspellen van een van de bovenstaande omstandigheden, preventieve maatregelen nemen om verdere kristallisatie en/of oplossing van gekristalliseerd materiaal te voorkomen of om de gespecificeerde viscositeit te verlagen. Bij voorkeur omvat de initiatiestap het ten minste tijdelijk omleiden van een vloeistofstroom (bijvoorbeeld een warme werkvloeistof) om de temperatuur van een aangrenzend gebied dat vatbaar is voor kristallisatie of een toename in viscositeit te verhogen. Wanneer de werkvloeistof een absorberende vloeistof bevat die vatbaar is voor kristallisatie, kan genoemde initiatiestap inhouden dat de concentratie van de absorberende vloeistof in een gebied grenzend aan of stroomopwaarts van het voor kristallisatie gevoelige gebied ten minste tijdelijk wordt verlaagd. In een ander aspect voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze voor het bedrijven van een absorptiewarmtepomp omvattende een stoomgenerator, condensor, verdamper en absorber die onderling verbonden zijn om (cyclische vloeistofstroom) paden te verschaffen voor de vloeibare vluchtige component en het vloeibare absorptiemiddel daarvoor, die regelt het debiet volgens ten minste één van de volgende parameters: (a) het temperatuurverschil tussen de absorber en de verdamper,
(b) de grootte van de warmtebelasting op de warmtepomp, en
(c) in overeenstemming met een of meer andere bedrijfsparameters. De onderhavige uitvinding zal nu in detail worden beschreven aan de hand van het voorbeeld van een warmtepomp met verschillende modificaties daarvan met verwijzing naar de bijgevoegde tekeningen, waar
Afb. 1 is een schematisch diagram van een tweetraps warmtepompinrichting volgens de onderhavige uitvinding, zonder beperkende temperaturen en drukken, die alleen ter illustratie worden gegeven. Afb. 2 is een schematisch zijaanzicht van een warmtepomp in overeenstemming met de onderhavige uitvinding die de hoofdcomponenten van de warmtepomp toont, maar bepaalde onderlinge verbindingen, componenten en hydraulische vloeistof weglaat voor een gemakkelijke illustratie. Afb. 3 is een voorbeeld van een dempingsinrichting voor gebruik met een wormpomp in een modificatie van de in de tekeningen getoonde warmtepomp. Afb. 4 is een ander voorbeeld van een dempingsinrichting voor gebruik met een wormpomp. Afb. 5 is een schematisch diagram dat een mogelijke (drukgevoelige) stroomregeling illustreert die is ontworpen om de mogelijkheid van kristallisatie in de stroom van absorberende vloeistof tussen de generator en de absorber te verminderen. Afb. 6 is een geïdealiseerd diagram dat de optimale oplossingsconcentraties en temperaturen van andere elementen in de warmtepomp toont voor het instellen van de verdampertemperatuur en twee verschillende temperatuurstijgingen. Afb. 1 en 2 illustreren een uitvoeringsvorm van een warmtepomp in overeenstemming met de onderhavige uitvinding, die een hermetisch afgesloten module 10 omvat die wordt aangedreven door as 12 en die een hogedrukgebied 14, een tussendrukgebied 16 en een lagedrukgebied 18 definieert. De termen "hoge druk", "tussendruk" en "lage druk" verwijzen naar de drukken in deze gebieden wanneer de warmtepomp in bedrijf is. Het interieur van de warmtepomp bevat geen lucht tijdens bedrijf. Zoals getoond wordt het hogedrukgebied 14 aan de linkerzijde begrensd door een als stoomgenerator 20 werkende wand, die extern wordt verwarmd door middel van een verbrandingskamer 22. Aan zijn andere zijde wordt het hogedrukgebied 14 begrensd door een wand die een condensor 24 definieert op zijn hogedrukoppervlak en een tussenliggende stoomgenerator 26 op het andere oppervlak en die ook het linkeruiteinde definieert van het tussendrukgebied 16. Een extra wand 27 bevindt zich in het hogedrukgebied 14 dat zich tussen de stoomgenerator 20 en de condensor 24 bevindt en definieert een laadkamer 28 die is ontworpen om vloeistof uit de generatorpijp 30 op te vangen ((ongeveer Per.) Op de bijgevoegde tekeningen bij de beschrijving in het Engels, waarschijnlijk ten onrechte, is referentienummer "30" weggelaten) zoals hieronder beschreven. Het middendrukgebied 16 is gescheiden van het lagedrukgebied door een keerschot 32 en bevat een dubbele condensorspiraal 34 en respectievelijk eerste en tweede oplossingswarmtewisselaars 36 en 38. Het lagedrukgebied 18 bevat een absorberspiraal 40 en een dubbele verdamperspiraal 42. Tijdens het bedrijf wordt een waterrijk mengsel van water en alkalimetaalhydroxiden uit de gemeenschappelijke trog 44 van en naar de generator geschept door de inlaatpijp 46 van de wormpomp, die de stroom van het mengsel naar de generator verzorgt en verlaat de drukleiding 48 naar de generator naar de stoomgenerator 20 voor verspreiding langs (het) oppervlak. Een deel van de vluchtige component (water) verdampt en gaat naar de condensor 24. Het resterende waterarme mengsel "L" wordt opgevangen in een goot 44 naar de generator en van de generator. De wormpompinlaat 46, die de mengselstroom naar de generator levert, maakt deel uit van het opgehangen vloeistofwormpompsamenstel 50 en zal hieronder in meer detail worden beschreven. De inlaat 52 van de wormpomp, die zorgt voor de stroom van het mengsel naar de generator, maakt deel uit van hetzelfde samenstel, maar is radiaal naar binnen geplaatst ten opzichte van de inlaat 46 van de wormpomp, die de stroom van het mengsel naar de generator levert . De wormpomp, die zorgt voor de mengselstroom van de generator, pompt het mengsel "L" in de ringvormige laadkamer 28, van waaruit het mengsel door een pijp (niet getoond) in de koeldoorgang van de eerste oplossingswarmtewisselaar 36 gaat, waar het warmte afgeeft aan het mengsel "R" dat in andere takken en rond gaat om terug te keren naar de goot 44 naar de generator en van de generator, van de tussenliggende stoomgenerator 26 (zie Fig. 1). Nadat het door de koeldoorgang van de eerste oplossingswarmtewisselaar 36 is gegaan, gaat het mengsel "L" door de koeldoorgang van de tweede oplossingswarmtewisselaar 38, waar het warmte afgeeft aan de vloeistof op een andere tak die van de dampabsorbeerder 40 komt naar de tussenliggende stoomgenerator 26. Vanuit de koeldoorgang gaat het mengsel "L" door de stroombegrenzer 54 (zie figuur 1) en vandaar in een ringvormige groef 56 gevormd op het zijoppervlak van het absorberschot 32. Van hieruit wordt het mengsel opgevangen door de inlaat 58 van de wormpomp, die de mengselstroom naar de absorber levert, en door de uitlaat 60 naar de absorberspiraal 40 gepompt, waar het de vluchtige component uit de verdamper 42 absorbeert. mengsel, dat nu rijk is aan water, wordt opgevangen in een stortkoker 62 van de absorber, vanwaar het in de laadkamer 64 wordt gepompt, gevormd als een ringvormige stortkoker op de scheidingswand 32, radiaal binnen de stortkoker 56 op de absorber, door de inlaat 66 van de wormpomp, die zorgt voor de mengselstroom van de absorber, en de afvoertak 68. De wormpompen die de stroming van het mengsel van en naar de absorber verzorgen, maken deel uit van een gemeenschappelijk samenstel 65. Vanuit de laadkamer 64 stroomt het waterrijke mengsel naar de verwarmingsdoorgang van de tweede oplossingswarmtewisselaar 38, waar het wordt verwarmd en stroomt dan naar de stortkoker 70 op de tussengenerator. Van daaruit wordt vloeistof opgevangen door de wormpompinlaat 72, die de mengselstroom naar de tussengenerator levert, en wordt afgevoerd via de afvoerleiding 74 naar het midden van de tussengenerator 26, waar het warmte ontvangt van de tussencondensor 24 op een ander oppervlak van dezelfde muur. Een deel van de vluchtige component wordt verdampt door de tussenliggende stoomgenerator 26 en gaat naar de spiraalcondensor 34 van de primaire condensor. Het vloeibare mengsel dat de tussenliggende stoomgenerator 26 verlaat, wordt opgevangen in een goot 76, van waaruit het wordt uitgeschept door middel van de pompinlaat 78, die zorgt voor de mengselstroom van de tussengenerator, en door de drukleiding 80 naar de verwarmingskanaal van de eerste oplossingswarmtewisselaar 36, waar het wordt verwarmd en vervolgens terugkeert naar de gemeenschappelijke generatorgoot 44. De wormpompen die de mengselstroom naar en van de tussengenerator leveren, maken deel uit van een gemeenschappelijk op een as gemonteerd samenstel 12. Voor de duidelijkheid van de illustratie zijn stroomverbindingen naar oplossingswarmtewisselaars niet getoond. Bij het beschouwen van de stroomcyclus van de vluchtige component, is het duidelijk dat een deel van de vluchtige component verdampt in het hogedrukgebied 14 wanneer het mengsel over de stoomgenerator 20 gaat, en de gasvormige vluchtige component condenseert op het oppervlak van de tussencondensor 24 Daarna gaat de gecondenseerde vloeibare vluchtige component door de smoorspoel 82 (zie figuur figuur 1) naar de primaire condensor 34 in het middendrukgebied 16. Vanuit de primaire condensor 34 gaat de vloeibare vluchtige component door een extra smoorspoel 84 naar een tuit 86 op de verdamper in het lagedrukgebied 18. Hier wordt vloeistof opgevangen door de inlaat 88 van de wormpomp 89, die zorgt voor een stroom van het mengsel naar de verdamper, en wordt door de persleiding 90 op de verdamperspiraal 42 gepompt. Van daaruit gaat de verdampte gasvormige vluchtige component naar de absorptiespiraal 40, waar het opnieuw in het mengsel wordt geabsorbeerd en vervolgens het pad van het mengsel volgt. De tweede inlaat 92 van de wormpomp beperkt het niveau van de vloeibare vluchtige component in de trechter 86 door de overtollige vloeibare vluchtige component in een container 102 te pompen, die is verbonden met een pomp die de stroom van het mengsel naar de verdamper verschaft en die een afvoer 94 en een overloopleiding 96. Het rechter uiteinde van de as 12 is verdeeld in doorgangen 103, 105 om een ​​stroompad te verschaffen voor vloeibaar koelmiddel, zoals water, dat in het midden van de as stroomt, circuleert in de dubbele spoelen van de primaire condensor 34 en vervolgens in de absorberspoel 40 en verlaat de as. De stroom door de condensorspiralen 34 begint blijkbaar in het binnenste van de linkerspiraal, spiraalt naar buiten en keert dan naar binnen en naar buiten terug. In de spoelabsorbeerder 40 begint de stroming aan de buitenkant van de spoel en spiraliseert naar binnen. Evenzo levert en verzamelt een gekoeld vloeibaar watercircuit (niet getoond) gekoeld water van de verdamperspiralen 42. Nu de algemene opstelling is beschreven, zullen enkele specifieke verbeteringen of modificaties worden beschreven. De stroomsnelheid van het absorberende mengsel aanpassen
De stroomsnelheid van het absorberende mengsel in de warmtepomp wordt geregeld door een stroombegrenzer 54 in de leiding tussen de tweede oplossingswarmtewisselaar 38 en een absorbergoot 56 die is verbonden met de stoomabsorbeerder 40. De stroombegrenzer 54 kan een opening, capillaire buis, wervelaar of opening zijn, en de stroomsnelheid door de begrenzer 54 wordt bepaald door de druk die er doorheen werkt. Het debiet hangt dus af van de respectieve drukken, en niet van de pompcapaciteit, wat de mengselstroom van de generator verschaft, zoals voorheen. Om deze reden zal het debiet worden gemoduleerd door de drukval tussen respectievelijk de hoge- en lagedrukgebieden 14, 18, evenals de drukbepalende afstand (speling) tussen het vrije oppervlak van de laadkamer 28 en de vrije oppervlak van de goot op de absorber. De stroomsnelheid van het absorptiemiddel zal automatisch toenemen naarmate de drukval tussen de regio's 14 en 18 toeneemt.De kenmerken van de restrictor 54, de aard van de drukval tussen de regio's 14 en 18, en de locatie en capaciteit van de laadkamer 28 en goot 56 worden geselecteerd om de gewenste verandering in stroomsnelheid te verschaffen, afhankelijk van de bedrijfsmodus. Het minimale debiet onder de vereiste bedrijfsomstandigheden wordt gewoonlijk ingesteld rekening houdend met kristallisatie, maar elke marge daarboven vermindert het rendement van de warmtepomp als gevolg van verhoogde verliezen in de warmtewisselaars van de oplossing. Vanuit thermodynamisch oogpunt zal de beste efficiëntie worden verkregen wanneer de concentratie van het absorptiemiddel alleen voldoende is om de temperatuurstijging te handhaven die nodig is voor de cyclus. Onder deze omstandigheden zullen verschillende factoren de vereiste massastroomsnelheid van het absorptiemiddel bepalen. In systemen die water als koelmiddel en een anorganisch zout als absorptiemiddel gebruiken, kan het minimale debiet bij een bepaalde temperatuurstijging worden beperkt door de maximale oplossingsconcentratie die kan worden getolereerd voordat de kristallisatie begint. Afb. 6 toont typische kenmerken van een ideale vloeistof, waarbij te zien is dat de temperaturen van de absorber en condensor 58 o C zijn, en het mengsel bij een gegeven oplossingsconcentratie koelmiddel kan absorberen bij een temperatuur van 4 o C. Een dergelijke oplossingsconcentratie kan duidelijk zijn voor de ideale cyclus die wordt getoond om de temperatuurgenerator van 200 o C te verkrijgen. Als de temperaturen van de absorber en condensor dalen tot 35 ° C, kan worden gezien dat als de concentratie van de oplossing wordt verlaagd om aan de nieuwe voorwaarden te voldoen, de temperatuur van de generator daalt tot 117 ° C. Dit betekent dat bij een gegeven massastroom van het absorbens in de cyclus, de warmteverliezen in de warmtewisselaars waarschijnlijk ook zullen afnemen. Bovendien zal een dergelijke lagere concentratie ook de kristallisatietemperatuur aanzienlijk verlagen, waardoor een lagere stroomsnelheid (en dus een hoger concentratiebereik van de oplossing) mogelijk is. Het besturingssysteem dat in deze aanvraag wordt beschreven, biedt zowel automatische concentratieregeling als massastroomregeling om de prestaties verder te verbeteren. Zwevende vloeibare wormpompen
Het gemeenschappelijke pompsamenstel 50, dat zorgt voor de stroom van het mengsel van en naar de generator, bevat een oscillerende container 98 die is opgehangen aan een as 12 door een glijlager, waarin fluïdum wordt toegevoerd vanuit een gemeenschappelijke goot 44 via een inlaat 100, die is radiaal naar binnen vanaf de inlaten 46 en 52. Dit betekent dat tijdens bedrijf een deel van de vloeistof die normaal in de trog op de generator wordt vastgehouden, in de oscillerende container wordt vastgehouden, wat een belangrijke bijdrage levert aan de constante massa van de pompeenheid 50 Wanneer de pomp is uitgeschakeld, zal een aanzienlijk deel van het fluïdum typisch worden opgesloten in de trog 44 en worden verplaatst door de zwaaiende massa van de zwaaicontainer voor de pompeenheid. In overeenstemming met de geïllustreerde opstelling, wanneer de pomp stationair is, blijft vloeistof in de pomp of stroomt in de zwaaicontainer 98 door de inlaat 100, waardoor het vloeistofniveau in de trog wordt verlaagd en de massa van het pompsamenstel toeneemt. Deze elementen dragen bij aan een aanzienlijke vermindering van de startweerstand. Evenzo bevat de pomp 89, die de stroom van het mengsel naar de verdamper levert, een schommelcontainer 102 die werkt als een schommelgewicht en bovendien als een beweegbare demper voor het koelmiddel, zoals hieronder zal worden beschreven. De concentratie van absorberende vloeistof aanpassen:
In de inrichting getoond in FIG. 2, wordt aangenomen dat de concentratie van het absorbens automatisch wordt geregeld in overeenstemming met de absorptiesnelheid van de verdampte vluchtige component van de absorber 40. De pomp 89 die de mengselstroom naar de verdamper levert, omvat een inlaat 92 die overtollige vloeibare vluchtige component in de container 102. Deze vloeibare vluchtige component wordt uit de circulatie verwijderd en zorgt er dus voor dat het aandeel absorptiemiddel in het circulerende mengsel toeneemt naarmate de inhoud van de container 102 toeneemt. Er is een verstelbare afvoer 94 terug in het kanaal 86. maximale concentratie van het absorptiemiddel wordt beperkt door de container 102 te voorzien van een overlooppijp 96 die de afvoer naar het kanaal 62 vanuit de absorber mogelijk maakt. De concentratie van het absorptiemiddel wordt dus automatisch geregeld door de variabele opslaghoeveelheid van de vloeibare vluchtige component in de houder 102, en aan de eerder beschreven cyclusvereisten kan worden voldaan. Dempende wormpomp
Afb. 3 toont een schematische configuratie van een dempingsinrichting voor een wormpomp die kan worden gebruikt voor een of alle wormpompen in de warmtepomp geïllustreerd in FIG. 2. Pomp 104 is scharnierend gemonteerd op as 12 en omvat een huis 106 en een wormpompinlaat 108. Onder de inlaat 108 van de wormpomp is een remelement voorzien in de vorm van een niet-werkende inlaat 107. Daarom, zelfs als de inlaat van de wormpomp vrij (met een opening) boven het vloeistofniveau passeert, zal de niet- werkinlaat 107 is nog steeds ondergedompeld en verschaft dus een belangrijk dempingsmiddel, wanneer de inlaat van de wormpomp het fluïdum verlaat of opnieuw binnengaat. In een alternatieve opstelling getoond in FIG. 4 zijn verschillende details gelijk aan die getoond in FIG. 3 en zijn aangegeven met dezelfde referentienummers. Onder de tap is echter een gebogen rail 110 aangebracht, die niet is uitgelijnd met de as 12 en die een beperkende doorgang voor het gewicht 112 definieert. Dit gewicht is beperkt zodat het langs de geleider kan bewegen wanneer het lichaam wordt afgebogen om de as, die de neiging heeft om het lichaam terug te brengen naar de evenwichtspositie, maar met enige weerstand, zodat de kinetische energie van de beweging van de slinger snel wordt afgevoerd. De rail kan vele configuraties hebben. Dit apparaat is vooral effectief wanneer er geen aangrenzende vaste structuur is die als maatstaf kan dienen. Kristallisatie voorkomen
Zoals hierboven opgemerkt, is het wenselijk om zo dicht mogelijk bij de kristallisatiegrens te werken om de cyclusefficiëntie te verzekeren, maar de effecten van kristallisatie kunnen catastrofaal zijn. Dienovereenkomstig, zoals te zien is in FIG. 1 en 5, wordt het stroomomleidingspatroon zodanig ingesteld dat zodra kristallisatie is gedetecteerd, het mengsel van stoomgenerator 20 kan worden omgeleid op een punt 112 stroomopwaarts van de tweede oplossingswarmtewisselaar 38 om bij 114 aan te sluiten op de stroom van stoomabsorbeerder 40 voor het binnentreden van de tweede warmtewisselaar 38 oplossing. Dit zorgt ervoor dat de temperatuur van de stroom die de tweede oplossingswarmtewisselaar 38 binnenkomt vanuit de stoomabsorbeerder 40 toeneemt, wat de temperatuur van de stroom van de tweede oplossingswarmtewisselaar naar de stoomabsorbeerder verhoogt, in het gebied 116 waar kristallisatie waarschijnlijk zal beginnen . In de inrichting getoond in FIG. 5 wordt de stroomomleiding geregeld door een drukgevoelige drempel 118. Bij normaal bedrijf is het drukverschil tussen de punten 112 en 114 niet voldoende om de door de drempel bepaalde hoogte te overwinnen, en gaat dus niet tussen deze punten door. Bij aanvang van kristallisatie in gebied 116 is de tegendruk bij punt 112 echter groot genoeg om vloeistof naar punt 114 te laten stromen. In deze opstelling kan stroombegrenzer 54 stroomopwaarts van terugtrekpunt 112 worden bewogen. Er kunnen verschillende andere stroomregelaars worden gebruikt, en voor het gemak van de illustratie toont FIG. 1, wordt een dergelijk regelmiddel getoond als een regelklep 120. Dit element kan ook worden gebruikt bij vloeistoffen die vatbaar zijn voor ongewenste verhogingen van de viscositeit die de neiging hebben om de stroming te belemmeren. Gemeenschappelijke goot van en naar de generator
Het zal worden getoond dat de verschillende inlaten 46, 52 en 100 van de wormpomp fluïdum aanzuigen uit één trog 44, maar dat de inlaat 46 dieper in de trog is dan de andere twee om een ​​mengselstroom naar de generator te verschaffen. Dit zorgt ervoor dat, tijdens het opstarten en andere extreme omstandigheden, de pomp die de mengselstroom naar de generator levert, preferentiële toegang heeft tot de vloeistof in de trechter, waardoor de kans op een situatie waarin het generatoroppervlak droog is, wordt verkleind. Waterstofvervuiling
In de geïllustreerde uitvoeringsvormen bevat implementatie van de onderhavige uitvinding ten minste één van de afgedichte gebieden 14, 16, 18 een element 114 van een hydrogeneerbaar polymeer materiaal, waarin een katalysator wordt geïntroduceerd en dat een hoge affiniteit heeft voor waterstofmoleculen en dat tijdens werking absorbeert waterstof uit de atmosfeer in het apparaat om verontreiniging van de absorberende vloeistof op de absorber te voorkomen. Een typische combinatie van polymeer en katalysator is een styreen-butadieen-triblokcopolymeer (polystyreen-polybutadieen-polystyreen) zoals Kraton D1102 verkrijgbaar bij Shell Chemical Company en een iridiumkatalysator zoals Crabtree Catalist PF 6 (waarbij COD 1,5-cyclooctadieen is; py is pyridine, tcyp is tricyclohexylfosfine). Een element gemaakt van een dergelijk materiaal met een volume van 300 ml kan voldoende zijn om vrije waterstof gedurende meerdere jaren te absorberen. Drukverlaging
De inrichting getoond in FIG. 2 bevat ook drukreduceerkleppen 122, 124 die zijn geplaatst tussen hoge- en middendrukgebieden 14 en 16 en midden- en lagedrukgebieden 16 en 18, respectievelijk. De drukreduceerventielen zorgen voor een soepele modulatie van het debiet door druk wanneer ze open zijn, waardoor de warmtepomp een groter werkbereik heeft, om te werken als een eentraps warmtepomp wanneer de drukval over de reduceerventielen groter is dan de openingsdruk van de klep en keert terug naar tweetrapswerking wanneer de druk terugkeert naar de normale waarde.

Claim

1. Absorptiewarmtepomp, met het kenmerk dat deze een middel bevat dat gevoelig is voor het begin van kristallisatie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof of voor het begin van een onaanvaardbaar hoge viscositeit, voor het starten van de middelen om verdere kristallisatie te voorkomen en/of om het gekristalliseerde materiaal oplossen of de gespecificeerde viscositeit verlagen. 2. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze een middel bevat voor het creëren van een ruimte voor het verhogen van de temperatuur en/of het verlagen van de concentratie van het absorbens in de werkvloeistof in het gebied dat vatbaar is voor kristallisatie of verhoogde viscositeit, of in de buurt van dit gebied. 3. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat deze middelen omvat voor het, althans tijdelijk, omleiden van een vloeistofstroom om de temperatuur te verhogen van de stroom die door genoemd gebied gaat dat vatbaar is voor kristallisatie of een verhoging van de viscositeit. 4. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat de middelen voor het creëren van speling gevoelig zijn gemaakt voor lokale druk stroomopwaarts van het gebied dat vatbaar is voor kristallisatie of een verhoging van de viscositeit. 5. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat deze is geconfigureerd om warmte over te dragen van de absorberende vloeistof die van de stoomgenerator naar de absorber gaat, naar de absorberende vloeistof die in de tegenovergestelde richting door de oplossingswarmtewisselaar stroomt, waarbij de warmtepomp middelen omvat voor het verwijderen van een deel van het vloeibare absorptiemiddel uit de stroom die van de stoomgenerator naar de absorber gaat voor introductie in de omgekeerde stroom van de absorber naar de stoomgenerator om de temperatuur van de stroom stroomopwaarts van het gebied dat vatbaar is voor kristallisatie te verhogen of verhoging van de viscositeit. 6. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het onttrekkingsmiddel een drukgevoelige regelaar omvat, bijvoorbeeld een klep of een drempelinrichting tussen twee stromen, die het onttrekken initieert wanneer de tegendruk veroorzaakt door het begin van kristallisatie of een onaanvaardbaar hoge viscositeit overschrijdt vooraf bepaalde drempelwaarde. 7. Absorptiewarmtepomp volgens een van de conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat de verwijderingsmiddelen zijn geconfigureerd om vloeibaar koelmiddel van de condensor naar de verdamper te verwijderen om de verdampingstemperatuur te verhogen, dienovereenkomstig de hoeveelheid verdampt en opgevangen koelmiddel te verhogen het absorptiemiddel en zorgen voor een tijdelijke afname van de concentratie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof en een verhoging van de temperatuur van de werkvloeistof in het kristallisatiegebied. 8. Werkwijze voor het bedienen van een absorptiewarmtepomp, met het kenmerk dat deze het bewaken van de werkvloeistof omvat om het begin van kristallisatie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof of het begin van een onaanvaardbaar hoge viscositeit daarin te detecteren of te voorspellen, en bij het detecteren of het voorspellen van een van deze omstandigheden, het initiëren van preventieve maatregelen om verdere kristallisatie en/of oplossing van het gekristalliseerde materiaal te voorkomen of om de gespecificeerde viscositeit te verlagen. 9. Absorptiewarmtepomp met daarin een stoomgenerator, een condensor, een verdamper en een absorber die met elkaar zijn verbonden om een ​​cyclische vloeistofstroom te verschaffen voor een vloeibare vluchtige component en een vloeistofabsorbens daarvoor, met het kenmerk dat deze een debietregelaar bevat van genoemd vloeibaar absorptiemiddel in overeenstemming met ten minste één van de parameters: het temperatuurverschil tussen de absorber en de verdamper, de warmtebelasting op de warmtepomp en één of meer andere bedrijfsparameters. 10. Werkwijze van een absorptiewarmtepomp met daarin een stoomgenerator, een condensor, een verdamper en een absorber die met elkaar zijn verbonden om een ​​cyclische vloeistofstroom te verschaffen voor een vloeibare vluchtige component en een vloeistofabsorbens daarvoor, met het kenmerk dat deze omvat het aanpassen van het debiet volgens ten minste één van de parameters: het temperatuurverschil tussen de absorber en de verdamper, de warmtebelasting op de warmtepomp en één of meer andere bedrijfsparameters. 11. Absorptiewarmtepomp bevattende een roterende eenheid met daarin een stoomgenerator, een condensor, een verdamper en een absorber die met elkaar zijn verbonden om een ​​cyclische vloeistofstroom voor de vluchtige component en een vloeistofabsorbens daarvoor te verschaffen, met het kenmerk dat ten minste één van de genoemde apparaten, namelijk een stoomgenerator, een verdamper en de genoemde absorber, een wormpomp bevat die een oscillerend element bevat dat draaibaar in de genoemde eenheid is gemonteerd, tegen rotatie beperkt is met de genoemde eenheid en, wanneer gebruikt voor het verzamelen van vloeistof, gewoonlijk vanuit een aan de omtrek gelegen stortkoker geplaatst of containers, waarbij het zwaaiende element een zwaaiende container omvat die excentrisch is gemonteerd ten opzichte van de rotatie-as van het samenstel voor het gieten van vloeistof uit de trog of container wanneer de pomp in rust is. 12. Absorptiewarmtepomp met een werkvloeistof die een absorptiemiddel en een vluchtige component bevat, met het kenmerk dat deze middelen bevat voor het aanpassen van de concentratie van het absorptiemiddel in de werkvloeistof in overeenstemming met ten minste één van de parameters: het temperatuurverschil tussen de absorber en de verdamper, de warmtebelasting op de warmtepomp en een of meer andere bedrijfsparameters. 13. Een werkwijze van een absorptiewarmtepomp met een roterende eenheid inclusief een stoomgenerator, een condensor, een verdamper en een absorber die met elkaar zijn verbonden om een ​​cyclische stroom van een vloeistof voor een vluchtige component en een vloeibaar absorptiemiddel daarvoor te verschaffen , met het kenmerk, dat het een vloeistofabsorberend en vluchtig bestanddeel bevat dat de concentratie regelt en aanwezig is in het geselecteerde deel of delen van de gespecificeerde warmtepomp, door een variabele hoeveelheid vloeistof op te slaan in de houder voor het vullen van de vloeistof. 14. Absorptie-centrifugaalwarmtepomp bevattende een samenstel bestaande uit een stoomgenerator, condensor, verdamper en absorber, met het kenmerk dat een of meer van de inrichtingen, te weten de condensor, de verdamper en de absorber een door een pijpspiraal begrensde warmtewisselaar bevat of een gegolfd buitenoppervlak.

De uitvinding heeft betrekking op werkwijzen voor het comprimeren van een werkfluïdum dat wordt gebruikt om warmte over te dragen van een warmtedrager met een lagere (E) temperatuur naar een warmtedrager met een hogere temperatuur (Al), en kan worden toegepast in een warmtepomp. De methode combineert absorptie en verandering in de concentratie van een elektrolytoplossing, bijvoorbeeld ZnCl2, (Na, K, Cs, Rb) OH, CoI2, (Li, K, Na) (Cl2, Br2, I, SO4) of een stof waarvan de concentratie afneemt met toenemende temperatuur , in polaire oplosmiddelen: H2O, NH3, methanol, ethanol, methylamine, DMSO, DMA, AN, formamide, mierenzuur. De sterk geconcentreerde verzadigde oplossing die de absorber-warmtewisselaar (A1) verlaat, wordt afgekoeld van hoge (1) naar lage (2) temperaturen terwijl ze door de warmtewisselaar-kristallisator (HE) gaat om absorberende kristallen te vormen. Kristallen (K1) worden afgescheiden, er blijft een laaggeconcentreerde oplossing (2) achter. De lage concentratie wordt gedeeltelijk geëxpandeerd voor koeling. oplossing (2), wordt stoom toegevoerd aan de kristallen (K1), waarin ze worden geabsorbeerd. Comprimeer de oplossing tot de druk van de verdamper-warmtewisselaar (E). Breid lage concentratie uit. oplossing in een turbine met de productie van arbeid of een koelcyclus voor gedeeltelijke verdamping in de verdamper-warmtewisselaar (E) bij een bepaalde temperatuur en de vorming van oplosmiddeldamp. Scheid extra kristallen van absorptiemiddel (K2), combineer ze met eerder geselecteerde kristallen (K1). Stoom wordt verwarmd door deze door een warmtewisselaar-kristallisator (HE) te leiden en samengeperst (5) onder de druk van de absorber (A1). Lage concentratie. de oplossing (3) die overblijft na gedeeltelijke verdamping wordt samengeperst tot de druk van de absorber (Al) en verwarmd in een warmtewisselaar-kristallisator (HE). De afgescheiden kristallen worden verwarmd in een warmtewisselaar-kristallisator (HE), opgelost in een verwarmde oplossing (3) onder vorming van een sterk geconcentreerde. oplossing. Stoomtoevoer (4) naar absorber (A1), waar stoom wordt geabsorbeerd, warmte wordt afgevoerd en de oorspronkelijke oplossing weer wordt gevormd. De methode verhoogt de efficiëntie van warmteoverdracht, bijvoorbeeld tijdens verwarming-airconditioning. 7 p.p. f-ly, 4 dwg.

De uitvinding heeft betrekking op koelapparatuur, namelijk op absorptiekoelmachines. Een absorptiekoeler met ingebouwde warmtepompunit bevat een generatorblok met een eerste condensor en een absorberblok met een eerste verdamper. De eerste condensor van het eerste blok is via een vloeistofleiding verbonden met de eerste verdamper van het tweede blok en de generator is verbonden met de absorber door lijnen van sterke en zwakke oplossingen die door de koel- en verwarmingsholten van de eerste regeneratieve warmtewisselaar lopen , respectievelijk. De absorptiekoelmachine is daarnaast uitgerust met een warmtepompunit, zonneboiler en koeltoren. De warmtepompinstallatie omvat een tweede condensor, een compressor, een tweede verdamper en een tweede regeneratieve warmtewisselaar, terwijl de generator via een warmwaterleiding is verbonden met de inlaat van de tweede condensor door water, waarvan de uitlaat is aangesloten op de ingang van de zonneboiler. De uitgang van de zonneboiler is verbonden met de ingang van de generator, via het koelwater is de uitgang van de eerste condensor verbonden met de ingang van de tweede verdamper. De uitlaat van de tweede verdamper is verbonden met de inlaat van de koeltoren, waarvan de uitlaat is verbonden met de inlaat van de eerste condensor met behulp van een koelwaterpomp. Het technische resultaat is een verhoging van de efficiëntie, mobiliteit en betrouwbaarheid van de absorptiekoelmachine. 1 ziek.

Absorptiewarmtepomp (opties) en hoe het werkt (opties)