CZ2016434A3 - Chladicí okruh pro oběh chladicího média - Google Patents
Chladicí okruh pro oběh chladicího média Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2016434A3 CZ2016434A3 CZ2016-434A CZ2016434A CZ2016434A3 CZ 2016434 A3 CZ2016434 A3 CZ 2016434A3 CZ 2016434 A CZ2016434 A CZ 2016434A CZ 2016434 A3 CZ2016434 A3 CZ 2016434A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- cooling
- cooling medium
- compressor
- turbine
- generator
- Prior art date
Links
- 239000002826 coolant Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 78
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 11
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000254 damaging effect Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 hydrocarbon halogen Chemical class 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B11/00—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines
- F25B11/02—Compression machines, plants or systems, using turbines, e.g. gas turbines as expanders
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Chladicí okruh pro oběh chladicího média sestávající z kompresoru (9), který je svým výstupem mechanicky spoje se vstupem turbíny (18) s generátorem elektrické energie a ta je dále spojena svým výstupem se vstupem výparníku (13) pro přívod tepla do chladicího média, který je dále svým výstupem spojen se vstupem kompresoru (9).
Description
Chladicí okruh pro oběh chladicího média
Oblast techniky
Vynález se týká chladicího okruhu, především vysokotlakého, pro oběh chladicího média, určeného zejména pro chladicí zařízení mrazíren, klimatizační jednotky hal, budov, místností, nebo dopravních prostředků.
Dosavadní stav techniky
ÍO
Současné chladicí okruhy využívají skupenských přeměn chladicího média. Chladicí okruhy se skládají z kompresoru, výměníku tepla, škrticího prostředku a výparníku. Kompresor zajišťuje odsávání par chladicího média z výparníku. Dále kompresor chladicí médium stlačuje, čímž zvýší jeho teplotu, v tepelném výměníku dochází k odvodu tepla do okolí a ochlazení chladicího média, při němž dochází k jeho kondenzaci. Kapalné chladicí médium prochází škrticím prostředkem, kde dojde k prudkému poklesu tlaku, který zapříčiní snížení tlaku chladicího média na tlak výparný. Chladicí médium se poté vypařuje ve výparníku, odvádí teplo z okolí a navrací se do kompresoru. Použití freonů jako výhradního chladicího média ve výše popsaném zařízení je nevýhodné z důvodu negativního poškozujícího vlivu freonů uvolněných do ovzduší na ozónovou vrstvu a proto se od jejich používání ustupuje.
Nevýhodu negativního dopadu na životní prostředí, způsobeného používáním chladicích médií na bázi freonů, případně i jiných halogenderivátů uhlovodíků, které vedou k rozkladu ozónové vrstvy, odstraňují chladicí zařízení na bázi chladicích médií, jako jsou například CO2, HFO (hydrofluoro-olefiny — mají nulový potenciál poškození ozonové vrstvy, i když obsahují vázané atomy fluoru), čistých uhlovodíků a dalších. Nevýhodou použití HFO jako chladicího média je jeho mírná hořlavost. Při koncentracích HFO nad 6 % dochází k explozivnímu hoření, což představuje nebezpečí ve většině aplikací, zvláště pak při umístění chladicí jednotky do dopravního prostředku.
Vhodnějším chladicím médiem je CO2, který je přirozeně se vyskytující složkou zemské atmosféry a jeho environmentální zátěž je relativně nízká. Nevýhodou zařízení pracujících s CO2 jako chladicím médiem je nižší účinnost, způsobená především přibližně o řád vyššími pracovními tlaky, kterých je nutné dosahovat v rámci chladicího V cyklu, a dále přibližně poloviční hodnotou chladicího faktoru, než vykazují chladicí média na bázi freonů.
Problém nižší účinnosti chladicích systémů s CO2 jako chladicím médiem je částečně řešen v patentovém dokumentu WO2I0142035, který popisuje využití p vyššího tlakového spádu a dynamické složky chladicího média při škrcení, kde dynamické tlakové zařízení přenese tlak zpět do okruhu před vstup do kompresoru nebo tepelného výměníku. Uvedené řešení má několik nevýhod, které spočívají především ve vysokých ztrátách způsobených prouděním chladicího média v potrubí a ve složitosti konstrukce chladicího okruhu. Nevýhodou je i komplikovaná regulace tlaku £ přenášeného zpět do chladicího okruhu. Dalšími nevýhodami jsou větší zástavný prostor, složitá výroba, vyšší cena a vyšší poruchovost systému.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje řešení chladicího okruhu pro oběh chladicího média, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z kompresoru, který je svým výstupem mechanicky spojen se vstupem turbíny s generátorem elektrické energie a ta je dále spojena svým výstupem se vstupem výparníku pro přívod tepla do chladicího média, který je dále svým výstupem spojen se vstupem kompresoru. Jednotlivé prvky chladicího okruhu, tedy kompresor, turbína s generátorem elektrické energie a výparník pro přívod tepla do chladicího média jsou navzájem spojeny běžně používanými mechanickými propojovacími prvky.
Generátor elektrické energie přeměňuje mechanickou práci proudícího chladicího média na elektrickou energii. Získanou elektrickou energii je možné dále s výhodou využít v chladicím okruhu pro pohon kompresoru, v takovém případě je generátor elektrické energie spojen elektrickým vodičem s elektromotorem pohánějícím • ·»<· 9 * · « « « «« y *·· *· »4 9» • · » · · · ♦ · · > « • «β·»® ···· « · ·« · a · * aa* a » * 3 ** kompresor. Případně je možné elektrickou energii odvést a využít i mimo chladicí okruh, např. pro napájení technologií nebo zařízení umístěných v objektu, kde se používá výše uvedený chladicí systém.
Při průchodu kapalného chladicího média turbínou s generátorem elektrické V energie dojde jednak k prudkému poklesu tlaku a jednak zde dochází k odvodu tepla do okolí a ochlazení chladicího média. Turbína s generátorem elektrické energie tedy přebírá funkce výměníku tepla i škrticího prostředku tak, jak je známe ze stávajících chladicích okruhů. Skutečnost, že je chladicí médium ochlazeno na lopatkách turbíny, umožňuje vynechat v chladicím okruhu standardně používaný samostatný tepelný výměník. Odstranění tepelného výměníku přináší několik výhod, především nižší výrobní náklady a úspornější zástavbové prostory. Další výhodou odstranění tepelného výměníku je zvýšení spolehlivosti chladicího okruhu, přičemž není nutné provádět údržbu vynechaného tepelného výměníku. V případech, kdy jsou požadavky na ochlazení chladicího media vyšší, může být ale přeci jen výhodné provedení s doplňkovým tepelným výměníkem připojeným do chladicího okruhu dle tohoto vynálezu, mezi kompresor a turbínu s generátorem elektrické energie.
Výhodné je použití plynu s vysokým tlakovým spádem jako chladicího média, například CO2. V takovém případě dochází při škrcení k předání většího množství práce a tím k výrobě více elektrické energie generátorem.
^0 Propojovacími prvky mezi jednotlivými komponentami jsou například běžně používané vysokopevnostní trubky, pancéřované hadice nebo vysokopevnostní trubky v kombinaci s pancéřovanými hadicemi.
Kompresor může být použit například pístový nebo šnekový. Kompresor je napájen z externího zdroje, ve výhodném provedení je ale dále elektricky spojen s generátorem elektrické energie turbíny, která využívá energii produkovanou generátorem elektrické energie, čímž je dosaženo vyšší účinnosti oběhu. Kompresor pak odebírá z externího zdroje méně elektrické energie a nespornou výhodou zařízení je, že je celková provozně energetická náročnost chladicího okruhu snížena.
i ·
Objasnění výkresů
Obr. 1 schematicky vyobrazuje chladicí okruh známý ze stavu techniky tvořený kompresorem, škrticím prostředkem, tepelným výměníkem a výparníkem.
Obr. 2 schematicky vyobrazuje chladicí okruh pro oběh chladicího média, který je předmětem vynálezu a sestává z výparníku, turbíny s generátorem a kompresoru.
Obr. 3 schematicky vyobrazuje chladicí okruh pro oběh chladicího média, který je předmětem vynálezu a sestává z výparníku, turbíny s generátorem, kompresoru a tepelného výměníku.
Obr. 4 schematicky vyobrazuje příkladné provedení turbíny s generátorem umístěné v chladicím okruhu pro oběh chladicího média.
Příklady uskutečnění vynálezu
Na obr. 1 je pro ilustraci schematicky znázorněn typický chladicí okruh pro oběh chladicího média známý ze stavu techniky, tvořený kompresorem 9, tepelným výměníkem 10, škrticím prostředkem 11 a výparníkem 13 pro přívod tepla do chladicího média, které jsou mezi sebou v tomto pořadí spojeny vysokopevnostními trubkami 12. Ve výparníku 13 pro přívod tepla do chladicího média dochází k přenosu tepla z okolí do chladicího média, jak naznačuje směr 14 toku tepla do chladicího média. V tepelném výměníku W dochází naopak k odvodu tepla z chladicího média do okolí a tím k ochlazení chladicího média, jak naznačuje směr 15 toku tepla z chladicího média. Chladicí médium cirkuluje ve směru naznačeném na obr. 1, viz směr 16 proudění stlačeného chladicího média vystupujícího z kompresoru 9, nebo směr 17 proudění expandovaného chladicího média vystupujícího ze škrticího prostředku 11.
Příkladné provedení vynálezu vysokotlakého chladicího okruhu pro oběh chladicího média je popsáno níže a schematicky vyobrazeno na obr. 2. Vysokotlaký chladicí okruh sestává z kompresoru 9, turbíny 18 s generátorem elektrické energie a výparníku 13 pro přívod tepla do chladicího média. Příkladné provedení je uspořádáno tak, že jednotlivé komponenty jsou pro zajištění oběhu chladicího média spolu spojeny například běžně používanými vysokopevnostnimi trubkami 12, pancéřovanými hadicemi, nebo vysokopevnostnimi trubkami 12 v kombinaci s pancéřovanými hadicemi. Kompresor 9 je svým výstupem chladicího média spojen se vstupem turbíny 18 s generátorem elektrické energie a ta je dále spojena svým výstupem se vstupem výparníku 13 pro přívod tepla do chladicího média, který je dále svým výstupem spojen se vstupem kompresoru 9. Elektromotor kompresoru 9 je dále spojen elektrickým vodičem 19 s externím zdrojem elektrické energie, který se stará o jeho napájení. Generátor elektrické energie je také elektricky spojen s elektromotorem pohánějícím kompresor 9, což umožňuje převést část energie získané při škrcení zpět pro napájení elektromotoru kompresoru 9. Chladicím médiem může být například CO2 nebo jiný plyn s dostatečným tlakovým spádem. Jako kompresor 9 může být použit například pístový nebo šnekový kompresor. Kompresor izoentropicky stlačí chladicí médium a odvede jej ve směru 16 oběhu stlačeného chladicího média do turbíny 18 s generátorem elektrické energie, kde je chladicí médium škrceno a dochází zde k odvodu tepla do okolí a ochlazení chladicího média, jak naznačuje směr 15 tepelného proudění z chladicího média. Z turbíny 18 s generátorem elektrické energie chladicí $ médium pokračuje dále ve směru 17 oběhu expandovaného chladicího média do výparníku 13 pro přívod tepla do chladicího média, kde dochází k přenosu tepla z okolí do chladicího média, jak naznačuje směr 14 toku tepla do chladicího média. Výparník 13 pro přívod tepla do chladicího média je spojen s kompresorem 9, kde se celý cyklus oběhu chladicího média začíná opakovat.
Turbína 18 s generátorem elektrické energie v příkladném provedení může být uspořádána, jak je schematicky znázorněno na obr. 4. Turbína 18 s generátorem je z obou stran připojena do okruhu pomocí vysokopevnostních trubek 12, kde vnitřní plocha 1 vysokopevnostní trubky navazuje na vnitřní plochu těla turbíny s integrovaným statorem 2. Alternativně lze použít namísto vysokopevnostní trubky 12 pancéřované hadice. Rotační člen turbíny 18 s generátorem je rotačně uložen pomocí magnetických ložisek 3. Provedení rotačního členu turbíny 18 s generátorem je v tomto příkladném provedení řešeno umístěním kontinuální lopatky 5 ve tvaru spirály na nosnou osu 4 rotačního členu turbíny 18 s rotorem generátorem. Odborníkovi znalému této oblasti • · · « · « · ···· » ···· ·· ♦ tea» • · · · · * · · « · * » · · · tat ··*··· « · « J 9 t * » techniky jsou zřejmá další volitelná alternativní provedení lopatek rotačního členu turbíny 18 s generátorem, uložení nosné osy a tvaru těla turbíny. Na obr. 4 je dále naznačen vývod 6 pro odběr elektrické energie generované turbínou 18 s generátorem. Dále je na obrázku vyznačen směr 7 přívodu chladicího média a směr 8 odvodu chladicího média v turbíně 18 s generátorem. Tělo turbíny 18 s generátorem je dále uzpůsobeno k odvodu tepla z chladicího okruhu. Oborníkovi znalému této oblasti techniky je jasné, že uzpůsobení těla turbíny k odvodu tepla lze provést mnoha variantami zvětšení teplosměnného povrchu, například žebrováním, vhodně tvarovanými plochami a také vhodnou volbou materiálu těla turbíny 18 s generátorem. / Generátor elektrické energie je elektricky spojen s pohonem kompresoru 9 a umožňuje přenést část energie získané při škrcení zpět do kompresoru 9. Tím je dosaženo vyšší účinnosti oběhu, jelikož kompresor odebírá z externího zdroje méně elektrické energie. Chladicí médium je ochlazeno na lopatkách 5 turbíny, což umožňuje vynechat v chladicím okruhu standardně používaný tepelný výměník 10. Energie chladicího média je z generátoru elektrické energie předávána ve formě elektrické energie kompresoru 9.
Další příkladné provedení vynálezu chladicího okruhu pro oběh chladicího média je popsáno níže a schematicky znázorněno na obr. 3. Vysokotlaký chladicí okruh dle tohoto provedení sestává z kompresoru 9, tepelného výměníku 10, turbíny 18 s generátorem elektrické energie a výparníku 13 pro přívod tepla do chladicího média. Příkladné provedení je uspořádáno tak, že jednotlivé komponenty jsou spolu spojeny například běžně používanými vysokopevnostními trubkami 1_2, pancéřovanými hadicemi, nebo vysoko pevnostními trubkami 12 v kombinaci s pancéřovanými hadicemi. Kompresor 9 je svým výstupem mechanicky spojen se vstupem tepelného / výměníku W, tepelný výměník 10 je dále svým výstupem spojen se vstupem turbíny .18 s generátorem elektrické energie, a ta je dále spojena svým výstupem se vstupem výparníku 1_3 pro odvod tepla z chladicího média, který je dále svým výstupem spojen se vstupem kompresoru 9. I v tomto případě je generátor elektrické energie elektricky spojen s elektromotorem pohánějícím kompresor 9, což umožňuje převést část energie získané při škrcení zpět pro napájení elektromotoru kompresoru 9. Alespoň pro svůj rozběh je elektromotor kompresoru 9 dále spojen elektrickým vodičem 19 s externím zdrojem elektrické energie, po rozběhu je pak elektromotor kompresoru 9 napájen generátorem elektrické energie. Chladicím médiem může být například CO2 nebo jiný *7
plyn s dostatečným tlakovým spádem. Jako kompresor 9 může být použit například pístový nebo šnekový kompresor. Ten izoentropicky stlačí chladicí médium a odvede jej do tepelného výměníku 10. Zde probíhá izobarické ochlazování chladicího média. Chladicí médium dále postupuje do turbíny 18 s generátorem a skrze turbínu 18 s generátorem do výparníku 13 pro přívod tepla do chladicího média. Výparník 13 pro přívod tepla do chladicího média je spojen s kompresorem 9, kde se celý cyklus oběhu chladicího média začíná opakovat.
Turbína má v sobě zakombinován generátor elektrické energie a může být uspořádána stejně nebo obdobně jako v přecházejícím provedení a jak je znázorněno 1^ na obr. 4. Odvedení části energie chladicího média turbínou 18 s generátorem elektrické energie umožňuje dále snížit rozměry tepelného výměníku 10, jelikož je část tohoto tepla přeměněna na elektrickou energii. Část energie se ztrácí a je převedena na teplo odváděné z turbíny do okolí. Zmenšení rozměrů tepelného výměníku 10 přináší několik výhod, především nižší výrobní náklady, ale také úspornější zástavbové prostory.
Dalším příkladným provedením je využití řešení pro zvýšení účinnosti stávajících chladicích systémů. Do stávajícího chladicího okruhu pro oběh chladicího média je přidána turbína 18 s generátorem namísto stávajícího škrticího prostředku 11 a generátor je elektricky spojen s pohonem kompresoru 9. Toto vylepšené řešení zvyšuje účinnost stávajícího chladicího systému.
Dalším příkladným provedením je repasování stávajícího chladicího okruhu pro oběh chladicího média, kdy je z okruhu odstraněn tepelný výměník. Do stávajícího chladicího okruhu je dále přidána škrticí turbína 18 s generátorem elektricky spojeným M s pohonem kompresoru 9 namísto stávajícího škrticího prostředku. U některých chladicích okruhů je z důvodu použití vyšších tlaků nutno vyměnit také část spojovacích částí. Funkce a uspořádání jednotlivých komponent jsou stejné jako v příkladných provedeních výše.
Výše uvedená příkladná provedení lze s výhodou doplnit o ventilátory umístěné v prostoru výparníku £3, v prostoru u turbíny 18 s generátorem elektrické energie nebo
’ 8
v obou uvedených prostorech. V případě, kdy je chladicí okruh opatřen tepelným výměníkem 10 může být umístěn ventilátor i v prostoru u tepelného výměníku 10. Zvýšením cirkulace vzduchu pomocí ventilátorů lze docílit dalšího zvýšení chladicího faktoru.
Příkladem použití vynálezu může být například venkovní klimatizační jednotka pro klimatizace vnitřního prostotu obytné budovy. V příkladném provedení je využito pouze horké páry a chladicí okruh je opatřen tepelným výměníkem 10.
Příkladné návrhové parametry chladicího okruhu pro oběh chladicího média v klimatizační jednotce vnitřního prostoru obytné budovy jsou uvedeny v tabulce 1. Tabulka 1 níže představuje hodnoty klimatizační jednotky s chladicím okruhem, kde chladicím médiem je ΟΟ2, a chladicí okruh sestává z kompresoru 9, tepelného výměníku 10, výparníku 13 a škrticího prostředku bez možnosti generování elektrické energie.
Tabulka 1: Chladicí výkon 9,4 kW při vypařovací teplotě -10 °C, chladicí faktor v rozmezí 1,64.
| Parametr | Značka | Hodnota | Jednotka |
| Tlakový spád | Δρ | 100-75 | [bar] |
| Chladicí výkon | Qod | 9,2 | [kW] |
| Příkon | W | 5,61 | [kW] |
| Chladicí faktor | f | 1,64 | [-] |
| Hmotnostní tok | qm | 171 | [kg/hod] |
| Energie pro tlakový spád | Em'1 | 10 | [kJ/kg] |
Hodnoty uvedené v tabulce 1 jsou vstupními hodnotami pro výpočet chladicího faktoru a chladicího výkonu klimatizační jednotky s chladicím okruhem, kde chladicím médiem je CO2, a chladicí okruh sestává z kompresoru 9, tepelného výměníku 10, výparníku 13 a škrticí turbíny 18 s generátorem.
• · » · · » ♦ · * ♦ ·· a 9 ··· · · w a 9» * ♦ · ♦ · ·· >·· • » · « 99 9 9 * 9 9 9 9 9 ft 4 ® » w 99 * 9 *
Při vnitřní účinnosti turbíny 18 s generátorem 80 % a výkonu turbíny (Pt) 1,4 kW se získá hodnota získané energie (Ez) dle následujícího výpočtu:
Ez=qm E m'10,8 = 171-100,8= 1368 kW a dojde v tomto příkladném provedení k navýšení chladicího výkonu o 11 %.
Chladicí faktor pro chladicí zařízení s turbínou 18 s generátorem (ftg) se vypočte dle vztahu:
ftg = Qod-1,11(W-Pt)-1 = 9,2 1,11 (5,61-1,4)-1=2,42
Navýšením chladicího výkonu a výrobou energie bude chladicí faktor navýšen o 31 %.
Příkladem použití vynálezu je dále venkovní klimatizační jednotka pro klimatizace vnitřního prostotu obytné budovy. V příkladném provedení je využito mokré páry a chladicí okruh je bez tepelného výměníku.
Příkladné návrhové parametry chladicího okruhu v klimatizační jednotce vnitřního prostoru obytné budovy jsou uvedeny v tabulce 2.
Tabulka 2:
| Parametr | Značka | Hodnota | Jednotka |
| Tlakový spád | Δρ | 100-75 | [bar] |
| Chladicí výkon | Qod | 9,2 | [kW] |
| Příkon | W | 5,61 | [kW] |
| Chladicí faktor | f | 1,64 | H |
| Hmotnostní tok | qm | 171 | [kg/hod] |
| Energie pro tlakový spád | Em'1 | 31 | [kJ/kg] |
Při vnitřní účinnosti turbíny 18 s generátorem 60 % a výkonu turbíny (Pt ) 3,18 kW se získá hodnota získané energie (Ez) dle následujícího výpočtu:
Ez= qmEm'1O,8 = 171-310,6= 3180 kW a dojde v tomto příkladném provedení k navýšení chladicího výkonu o 35 %.
Chladicí faktor pro chladicí zařízení s turbínou 18 s generátorem (ftg) se vypočte dle vztahu:
ftg = Qod-1,35-(W-Pt)-1 = 9,2· 1,35(5,61 -3,18)-1 = 5,1
Navýšením chladicího výkonu a výrobou energie bude chladicí faktor navýšen o 67 %.
Průmyslová využitelnost
Vynález lze využít v chladicích jednotkách mrazíren, mrazniček, lednic, při chlazení v průmyslové výrobě, v klimatizačních jednotkách hal, obchodních center, kancelářských, nebo obytných budov, dále v klimatizačních jednotkách dopravních prostředků, jako jsou autobusy, lodě, automobily, tramvaje, vlaky, nebo letadla.
* 4 » « · · J ·»·· ·* » » * · · «*99 • ♦ · » * · ♦ »9 j t • » · · · · « · *♦ * · · · ♦ * ·« >>···♦ i 9 9 9 4» 9 »
Seznam vztahových značek — vnitřní plocha vysokopevnostní trubky — stator — magnetické ložisko — nosná osa rotačního členu turbíny s rotorem generátoru — lopatka
- vývod pro odběr elektrické energie generované turbínou s generátorem
- směr přívodu chladicího média
- směr odvodu chladicího média
- kompresor
- tepelný výměník
- škrticí prostředek
- vyskokopevnostní trubka
- výparník pro přívod tepla do chladicího média
- směr toku tepla do chladicího média
- směr toku tepla z chladicího média
- směr proudění stlačeného chladicího média
- směr proudění expandovaného chladicího média
- turbína s generátorem
a) 19 — elektrický vodič
Claims (4)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Chladicí okruh pro oběh chladicího média|Vyznačující se tím, že sestává z kompresoru (9), který je svým výstupemjnechanipky opojen se vstupem turbíny^/^ (18) s generátorem elektrické energiejayíř je dale spojena svým výstupem še vstupem výparníku (13) pro přívod tepla do chladicího média, který je dále svým výstupem spojen se vstupem kompresoru (9).
- 2. Chladicí okruh podle nároku 1.vyznačující se tím, že mezi kompresorem (9) a turbínou (18) s generátorem elektrické energie je zapojen tepelný výměník (10).
- 3. Chladicí okruh podle kteréhokoli z předchozích nároků,vyznačující se tím, že generátor elektrické energie je spojen elektrickým vodičem (19) s elektromotorem pohánějícím kompresor (9).
- 4. Chladicí okruh podle kteréhokoli z předchozích nároků .vyznačující se tím, že chladicím médiem je plyn s vysokým tlakovým spádem, například CO2.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-434A CZ2016434A3 (cs) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Chladicí okruh pro oběh chladicího média |
| PCT/CZ2017/050028 WO2018010708A1 (en) | 2016-07-15 | 2017-07-14 | Cooling circuit for cooling medium circulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2016-434A CZ2016434A3 (cs) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Chladicí okruh pro oběh chladicího média |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ306829B6 CZ306829B6 (cs) | 2017-07-26 |
| CZ2016434A3 true CZ2016434A3 (cs) | 2017-07-26 |
Family
ID=59519955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2016-434A CZ2016434A3 (cs) | 2016-07-15 | 2016-07-15 | Chladicí okruh pro oběh chladicího média |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2016434A3 (cs) |
| WO (1) | WO2018010708A1 (cs) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020022997A2 (en) * | 2019-06-24 | 2020-01-30 | Ucanok Ugur | Cooling system converting air heat to electrical energy |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2611185B2 (ja) * | 1994-09-20 | 1997-05-21 | 佐賀大学長 | エネルギー変換装置 |
| US6321564B1 (en) * | 1999-03-15 | 2001-11-27 | Denso Corporation | Refrigerant cycle system with expansion energy recovery |
| DE19959439A1 (de) | 1999-12-09 | 2001-06-21 | Bosch Gmbh Robert | Klimaanlage für Kraftfahrzeuge und Verfahren zum Betreiben einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge |
| US6644062B1 (en) * | 2002-10-15 | 2003-11-11 | Energent Corporation | Transcritical turbine and method of operation |
| JP2005172336A (ja) * | 2003-12-10 | 2005-06-30 | Kansai Electric Power Co Inc:The | 自然冷媒ヒートポンプシステム |
| JP2008175402A (ja) * | 2005-04-14 | 2008-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 冷凍サイクル装置の運転方法 |
| GB2474259A (en) * | 2009-10-08 | 2011-04-13 | Ebac Ltd | Vapour compression refrigeration circuit |
| US20160197534A1 (en) * | 2015-01-05 | 2016-07-07 | Dennis Melvin WALKER | Hvac system with energy recovery mechanism |
| DE102015117492A1 (de) * | 2015-10-14 | 2016-05-19 | Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe Gmbh | Erzeugung von Prozessdampf mittels Hochtemperaturwärmepumpe |
-
2016
- 2016-07-15 CZ CZ2016-434A patent/CZ2016434A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-07-14 WO PCT/CZ2017/050028 patent/WO2018010708A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ306829B6 (cs) | 2017-07-26 |
| WO2018010708A1 (en) | 2018-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108474272B (zh) | 将热源废热转换成机械能的orc及采用orc的冷却系统 | |
| JP5898456B2 (ja) | 先進的断熱圧縮空気エネルギー貯蔵システムの圧縮空気を予熱するシステム及び方法 | |
| US7334428B2 (en) | Cooling system for a rotary screw compressor | |
| JP2011012659A (ja) | 圧縮機 | |
| JP6571491B2 (ja) | ヒートポンプ | |
| WO2016181883A1 (ja) | 圧縮空気貯蔵発電装置 | |
| US20150075210A1 (en) | Method for charging and discharging a heat accumulator and plant for storing and releasing thermal energy, suitable for this method | |
| JP2011017268A (ja) | 冷媒循環動力変換方法及びシステム | |
| WO2016203980A1 (ja) | 圧縮空気貯蔵発電装置及び圧縮空気貯蔵発電方法 | |
| WO2016181884A1 (ja) | 圧縮空気貯蔵発電装置 | |
| JP2009270745A (ja) | 冷凍システム | |
| JP2005257127A (ja) | 自然冷媒ヒートポンプシステム | |
| JP2005172336A (ja) | 自然冷媒ヒートポンプシステム | |
| WO2009107828A1 (ja) | 排熱回生システム | |
| JP2005345084A (ja) | 排熱回収冷凍空調システム | |
| EP3217116A1 (en) | Recovery of heat generated by compressor driver | |
| WO2015017873A2 (en) | Multi-cycle power generator | |
| US11274629B2 (en) | System and method for energy recovery in industrial faciliiies | |
| CZ2016434A3 (cs) | Chladicí okruh pro oběh chladicího média | |
| KR101438046B1 (ko) | 터빈 발전기를 연계한 히트펌프 냉난방 시스템 | |
| JP5747058B2 (ja) | 圧縮機 | |
| US10408092B2 (en) | Heat exchanger, energy recovery system, and vessel | |
| JP6495053B2 (ja) | 冷凍システム、冷凍システムの運転方法及び冷凍システムの設計方法 | |
| US9540961B2 (en) | Heat sources for thermal cycles | |
| JP2006200821A (ja) | 太陽光発電装置搭載冷温熱利用装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20230715 |