CS229352B1 - Zařízení na využití tepla chladicí vody - Google Patents

Abstract

Vynález řeží přeměnu nízké teplotní hladiny průmyslových chladicích vod na hladinu blízkou bodu varu paroproudovým zařízením. Na obrázku znázorněné zařízení na využití tepla chladicí vody aeatává z výpamíku a přívodem a odvodem chladicí vody, na který je nepojeno ejektorové odsávání par. Na ejektorové odsávání jsou postupné napojeny směšovací dýza 6, expanzní dýza £1, usměrňovači dýza £, kondenzační dýza 10. výtlačný ventil H, ehloptací ventil 12 a vývěva 13. Hnací pára přiváděná do Lavalový dýzy £ „ejektorového odsávání vytváří potřebný nízký tlak pro odpařování vody ve výpamíku 2 a ejektorové odsáváni par vháněných do směšovací dýzy £, současně se využívá velké ' rychlosti par ze směšovací dýzy £ k injek- torovému nasávání expandované pracovní vody z flýzy 81 a vhánění směsi všech par do usměrňovači dýzy £ a kondenzační dýzy 10. Kondenzace par je vyvozena změnou průřezů kondenzační dýzy 10. Výtlačným ventilem 11 odvádí ae horká voda. Chloptací ventil 12 a vývěva 13 jaou určeny pro spouštění zařízení do provozu. Možnost využití je u všech průmyslových zařízení chlazených vodou a větším množstvím chladicí vody, v potravinářském, papírenském a chemickém průmyslu pro přímé chlazení roztoků odpařováním nebo pro využiti tepla z teplých přírodních pramenů.

Description

Hnací pára přiváděná do Lavalový dýzy £ „ejektorového odsávání vytváří potřebný nízký tlak pro odpařování vody ve výpamíku 2 a ejektorové odsáváni par vháněných do směšovací dýzy £, současně se využívá velké ' rychlosti par ze směšovací dýzy £ k injektorovému nasávání expandované pracovní vody z flýzy 81 a vhánění směsi všech par do usměrňovači dýzy £ a kondenzační dýzy 10. Kondenzace par je vyvozena změnou průřezů kondenzační dýzy 10. Výtlačným ventilem 11 odvádí ae horká voda. Chloptací ventil 12 a vývěva 13 jaou určeny pro spouštění zařízení do provozu.

Možnost využití je u všech průmyslových zařízení chlazených vodou a větším množstvím chladicí vody, v potravinářském, papírenském a chemickém průmyslu pro přímé chlazení roztoků odpařováním nebo pro využiti tepla z teplých přírodních pramenů.

229 352

229 3S2

Vynález se týká zařízení na využití tepla chladicí vody z průmyslových zařízení s nízkou teplotní hladinou v případech, kdy přímé využití tepla není možné a odvádí se prostřednitvím chladicích věží do atmosféry nebo spolu s vodou nenávratně ae vypouští do kanalizace.

Dosavadní zařízení na využití tepla chladicích vod spočívají v odnímání tepla odpařováním při odpovídajícím nízkém tlaku, stlačení vzniklých par kompresorem nebo v difuzoru pároproudových tepelných čerpadel. Stupen přeměny tepla s nízkou teplotní hladinou na hladinu vyšší je závislý na stupni stlačení odsávaných par.

Z důvodu investičně a provozně nákladných kompresorových způsobů přeměny tepla vznikla snaha využití méně nákladných a provozně spolehlivých paroproudových zařízení. Při požadovaném stupni stlačení par v difuzoru těchto zařízení nutno však použít několika stupňů se značnou spotřebou hnací páry.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení na využití tepla chladicí vody paroproudovým způsobem jehož podstatou je, že na směšovací dýzu jsou napojeny postupně expanzní dýz», usměrňovači dýza, kondenzační dýza, výtlačný ventil, při čemž zúžený průřez před expanzní dýzou je napojen na přívod pracovní vody a na kondenzační dýzu je napojen chloptací ventil a vývěva.

Napojením expanzní dýzy přes zú>ený průřez v přívodu pracovní vody na směšovací dýzu dociluje se snížení teploty přiváděné pracovní vody, možnost jejího injektorového nasávání a vhánění velkou rychlostí do usměrňovači a kondenzační dýzy za předpokladu probíhající již kondenzece vháněných par. Při spouštění zařízení nutno proto počáteční kondenzaci urychlit vpuštěním studené vody do přívodu pracovní vody a odvádět nezkondenzované páry chloptacím ventilem, případně zapojit za chloptací ventil vývěvu. Po náběhu kondenzace a docílení potřené rychlosti proudění par uzavře se přívod studené vody a otevře se přívod teplé pracovní vody. Změnou průřeeů v kondenzační dýze nastává zvyšování tlaku a skupenství proudících • >229 3S2 par mění se na horkou vodu. Uvolnáným skupenským teplem dochází k dalšý zvýšení teploty zkondenzované vody a kinetická energie proudících par při současném snižování rychlosti mění se na statický tlak vřelé vody, který otvírá výtlačný ventil.

Názorný příklad řešení zařízení na využití tepla chladicí vody znázorňuje obrázek.

Výpainík 2 je znázorněn s nepřímým ochlazováním chladící vody v potrubí 1. Ejektorové odsávání par z výparuíku 2 je Lavalovou dýzou 5 ⁸ přívodem J hnací páry. Směšovací dýza 6 je znázorněna jako přímé pokračování kolena ejektorového odsávání. Urychlovací dýza 7 je napojena na směšovací dýzu 6, Přívod 8 pracovní vody je znázorněn prstencem na vnější Části směšovací dýzy 6 a od expanzní dýzy 81 oddělen zúženým průřezem. Usměrňovači dýza 9 je napojena na expanzní dýzu 81 a jejím pokračováním je kondenzační dýza 10 s vyznačenými výřezy. Soustavu dýz paroproudového zařízení uzavírá výtlačný ventil 11 před napojením na horkovodní rozvod 14. Chloptací ventil 12 je připojen na vnější část kondenzační dýzy 10 opatřené otvory nebo odklopnou částí a na něj Je připojena vývěva 15.

Přeměna teplotní hladiny probíhá ve třech navazujících funkčních stupních.

T prvém stupni mění se tepelná energie hnací páry v Lavalově dýze 2 na kinetickou energii a vytváří potřebný nízký tlak ve výpar niku 2 pro vypařování. Tím dochází k ochlazování chladicí vody na požadovanou teplotu. Odsávaná pára z výparníku 2 a expandovaná hnací pára z Lavalovy dýzy 2 mísí se ve směšovací dýze 6, případně se urychluje v následující urychlovací dýze J.

Druhý stupeň tvoří přívod 8 vymezeného množství pracovní vody škrcením před vstupem do expanzní dýzy 81, kde vlivem nízkého tlaku « prvého stupně mění ee na mokrou páru. Odňaté výparné teplo snižuje teplotu pracovní vody na úroveň teploty proudících par ze směšovací dýzy 6, případně z urychlovači dýzy částečně mění se v kinetickou energii proudící mokré páry.

Y třetím stupni mísí ee páry z prvého a druhého stupně v usměr-4229 3S2 novací dýze a vzniklá směs mokré páry je vháněna do kondenzační dýzy JO. Změnou průřezů kondenzační dýzy 10 mění proudící páry své skupenství a kinetickou energii předávají horké vodě ε tlakem potřebným pro otevření výtlačného ventilu 11 pro odvod do horkovodního rozvodu Při náběhu zařízení do provozu odvádí se vzduch a nezkondenzovaná pára otvory v kondenzační dýze 10 nebo její odklopnou Částí ku chloptacímu ventilu 12 a vývěvou 13 mimo dýzy. Odvod přebytku vody vzniklé kondenzací hnací a odsávané páry je veden pres plovákový ventil 15 zpět do výparníku 2 a dalěí část je znázorněna jako větev pro odvádění do parního kotle.

Vysoká tepelná účinnost je dána paroproudovým způsobem přeměny tepla, při kterém velké rychlost proudění par omezují tepelné ztráty ze zařízení do okolí na minimum. Ztráty uvnitř zařízení třením par o stěny nebo vířením na rozhraní proudů rozdílných rychlostí mohou ovlivnit převážně jen tepelný obsah par na úkor jejich rychlosti. Možno proto považovat součet tepelné a kinetické energie dodávané do zařízení za přibližně rovný součtu tepelné a kinetické energie odváděné. Další výhodou zařízení dle vynálezu jeou nízké provozní a investiční náklady.

Claims (1)

1. Zařízení na využití tepla chladicí vody sestávající z výpamíku 8 přívodem teplé chladicí vody a odvodem ochlazené chladicí vody, z ejektorového odsávání Lavalovou dýzou napojeného na výparník a ze směšovací dýzy připojené na ejektorové odsávání souose s Lavalovou dýzou vyznačené tím, že na směšovací dýzu /6/ jsou napojeny postupně expanzní dýza /81/, usměrňovači dýza /9/, kondenzační dýza /10/, výtlačný ventil /11/, při čemž zúžený průřez před expanzní dýzou /81/ je napojen na přívod/8/ pracovní vody a na kondenzační dýzu /10/ je napojen ehloptací ventil /12/ a vývěva /13/.