DD223497A5 - METHOD AND DEVICE FOR EXECUTING A WORK WITH A WORKING MEDIUM - Google Patents
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Abstract
Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausfuehrung einer Arbeit mit einem Arbeitsmedium zur Verfuegung zu stellen. Das Arbeitsmedium mit einer Temperatur T K und einem Druck P bar wird in dem Verfahren bei einer Temperatur, die geringer ist als T K und einem Druck, der geringer ist als P bar, einem Sorptionsmittel ausgesetzt, beispielsweise einem dehydratisierten Zeolith, der spaeter mit dem Arbeitsmedium bei nahezu konstantem Volumen erhitzt wird, um den Arbeitsmedium eine Temperatur T K und einen Druck P bar zu erteilen. Das Verfahren kann zyklisch wiederholt werden. Das Arbeitsmedium wird zum Antreiben einer Turbine fuer die Elektrizitaetserzeugung verwendet. Fig. 1The aim and the object of the invention are to provide a method and a device for carrying out a work with a working medium. The working fluid having a temperature TK and a pressure P bar is exposed to a sorbent, such as a dehydrated zeolite, later with the working fluid in the process at a temperature lower than TK and a pressure lower than P bar is heated to a constant volume to give the working fluid a temperature TK and a pressure P bar. The process can be repeated cyclically. The working medium is used to drive a turbine for the production of electricity. Fig. 1
Description
O Oo β 9 O0OOOOO Oo β 9 O 0 OOOO
O O Οι Ο' O O ΛOO Οι Ο 'O O Λ
Berlin^ den 31.10.1984 64 340/13Berlin ^ 31.10.1984 64 340/13
Verfahren und Vorrichtung zur Ausführung einer Arbeit mit einem ArbeitsmediumMethod and device for carrying out work with a working medium
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schaffung einer Arbeit aueführenden Vorrichtung mit einem Arbeits-( medium und insbesondere mit einem gasförmigen Arbeitsmedium, beispielsweise einem Medium mit einer Temperatur und einem Druck« die zum Antrieb einer Turbine für die Elektrizitätserzeugung geeignet ist, oder für die Bewegung von Flüssigkeiten oder Feststoffen durch Mitführung oder Verstärkung der ölfeldaufbereitung durch Aufpumpen oder unter Druck setzen mit Flüssigkeiten«The present invention relates to a method of providing a work-carrying apparatus having a working (medium and in particular a gaseous working medium, for example a medium with a temperature and a pressure which is suitable for driving a turbine for the generation of electricity, or for the movement of liquids or solids by entrainment or enhancement of oil field treatment by pumping up or pressurizing with liquids «
In der vorliegenden Erfindungsbeschreibung wird der Ausdruck Sorptionsmittel verwendet, um den Bereich von Materialien zu beschreiben, die noch dazu als Adsorptionsmittel oder v_, Persorptionsmittel beschrieben sein können* Beispiele dieser Materialien und die Art und Weise, wie sie sich verhalten, sind in der US-PS 4 327 553 beschrieben·In the present invention description, the term sorbent is used to describe the range of materials that may additionally be described as adsorbents or v_, sorbents * Examples of these materials and the manner in which they behave are described in the US Pat. PS 4 327 553.
Ziel der Erfindung ist es, Nachteile des Standes der Technik zu vermelden«The aim of the invention is to report disadvantages of the prior art «
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung einer Arbeit mit einem Arbeitsmedium zur Verfügung zu stellen· Das Arbeitsmedium mit einer Temperatur T0K und einem Druck P bar wird in dem Verfahren bei einer Temperatur,, die geringer ist als T K und einem Druck, der geringer ist als P bar, einem Sorptionsmittel ausgesetzt, das spater mit dem Arbeitsmedium bei nahezu konstantem Volumen erhitzt wird, um dem Arbeitsmedium eine Temperatur T0K und einen Druck P bar zu erteilen· Der Ausdruck "Arbeit ausführende Einrichtung" umfaßt Vorrichtungen^ die den Druck eines Bereiches oder einer Hülle mittels eines Mediums erweitern oder vergrößern.The invention has for its object to provide a method and an apparatus for performing a work with a working medium · The working fluid with a temperature T 0 K and a pressure P bar is in the process at a temperature, which is less than TK and a pressure lower than P bar, exposed to a sorbent, which is later heated with the working medium at a nearly constant volume to give the working medium a temperature T 0 K and a pressure P bar · The term "Work performing device "includes devices which increase or increase the pressure of a region or envelope by means of a medium.
Der Ausdruck "Arbeitsmedium", der in der zugehörigen Beschreibung der Erfindung verwendet wird, beinhaltet Medien, die ein Potential zur Arbeitsdurchführung innehaben, beispielsweise Medien, die eine Temperatur und/oder einen Druck aufweisen, und dadurch eine Energiepotentialquelle sind, die zur Arbeitsausführung ausgenutzt werden kann«The term "working medium" used in the pertinent description of the invention includes media having potential to perform work, such as media having a temperature and / or pressure, and thereby being an energy potential source utilized for work execution can "
An geeigneten Arbeitsmedien können erwähnt werden Kohlendioxid (CO«), Wasserstoff, Ammoniak, organische Kohlenwasserstoffe, halogenierte Kohlenwasserstoffe und mehrfach halogenierte Kohlenwasserstoffe (FREONS) und dergleichen, von denen Kohlendioxid in einem Temperaturbereich von 600 0K bis 200 0K bevorzugt wird·At suitable working fluids (freon) and the like, of which carbon dioxide is preferably in a temperature range of 600 0 K and 200 0 K may be mentioned carbon dioxide (CO "), hydrogen, ammonia, organic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons and polyhalogenated hydrocarbons ·
ο ο ο ο ο οο ο ο ο ο ο
P bar freigegeben, um Arbeit zu verrichten· Während der Desorption wird dem Sorptionsmittel bei einer Temperatur von T0K isotherm Wärme zugeführt» sobald der Druck von dem Druck P bar abfällt· Das Sorptionsmittel wird nach Freigabe des Mediums gekühlt· Das Verfahren ist zyklisch wiederholbar. Die Aussetzung des Sorptionsmittels bezüglich des Arbeitsmediums erfolgt ununterbrochen, bis ein Zustand nahe dem Gleichgewicht erreicht ist« Das Arbeitsmedium enthält Γ ein solches Medium, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Kohlendioxid, Wasserdampf, Ammoniak, organischen Kohlenwasserstoffen, halogenieren Kohlenwasserstoffen und mehrfach halogenieren Kohlenwasserstoffen besteht« Das Sorptionsmittel enthält ein solches Sorptionsmittel, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus dehydratisieren Zeolith und einem dehydratisieren kristallinen Natrium-Alumosilikat besteht·P bar released to perform work · During desorption, isothermal heat is supplied to the sorbent at a temperature of T 0 K »as soon as the pressure drops from the pressure P bar · The sorbent is cooled after release of the medium · The process is cyclically repeatable , The exposure of the sorbent to the working medium is uninterrupted until a state near equilibrium is reached. The working medium contains Γ such a medium selected from the group consisting of carbon dioxide, water vapor, ammonia, organic hydrocarbons, halogenated hydrocarbons, and polyhalogenated The sorbent contains such a sorbent selected from the group consisting of dehydrating zeolite and a dehydrated crystalline sodium aluminosilicate.
Die Vorrichtung zur Versorgung einer Arbeit ausführenden Einrichtung mit einem Medium von erhöhter Temperatur und Druck enthält eine Mediumquelle, eine Kammer mit einem Sorptionsmittel für das Medium und ein Wärmemittel zur Erwärmung des Kammerinhaltes sowie Steuermittel· Die Steuermittel sind angeordnet, um das Medium aus der Quelle in die Kammer zur Sorption durch das Sorptionsmittel zu leiten, das Medium und das Sorptionsmittel in der Kammer zurückzuhalten und zu bewirken, daß die Wärmemittel sowohl das Medium als auch das Sorptionsmittel erwärmen, während sich diese darin befinden,- um dadurch das Medium auf einen erhöhten Druck und Temperatur zu bringen und das Medium bei seiner erhöhten Temperatur und erhöhtem Druck aus der KammerThe device for supplying a work-performing device with a medium of elevated temperature and pressure contains a medium source, a chamber with a sorbent for the medium and a heating means for heating the chamber contents and control means. The control means are arranged to move the medium from the source into passing the chamber through the sorbent for sorption, retaining the medium and sorbent in the chamber, and causing the heating means to heat both the medium and the sorbent while in it, thereby increasing the medium to an elevated pressure and bring temperature and the medium at its elevated temperature and increased pressure from the chamber
freizugeben und dieses der Einrichtung zur Arbeitsausführung zuzuführen·to release it to the work execution facility ·
Die Vorrichtung zur Mediumzuführung bei einem erhöhten Druck und einer erhöhten Temperatur in einen Auslaß umfaßt eine Vielzahl von Kammern mit jeweils einem Sorptionsmittelmedium» einer Mediumversorgungseinrichtung für die Zuführung des Mediums in jede Kammer« Wärmeeinrichtungen zur Erwärmung des Inhalts jeder Kammer und Steuereinrichtungen zur Steuerung der Mediumzuführung aus der Mediumvereorgungseinrichtung in jede Kammer, die Zuführung des Mediums aus der Kammer zu dem Auslaß und die Wärmeeinrichtungen· Das erfolgt in einer solchen Art und Weise« daß jede Kammer einer Vielzahl von Zyklen ausgesetzt ist, wobei jeder Zyklus die Reihenfolge der Mediumzuführung von der Mediumversorgungseinrichtung zur Kammer für die Sorption durch das darin befindliche Sorptionsmittel, und die Erwärmung der Kammer, des Mediums und des darin zurückgehaltenen Sorptionsmittels umfaßt, um dadurch die Temperatur und den Druck des Mediums innerhalb der Kammer zu erhöhen und das Medium bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck von der Kammer zum Auslaß freizugeben·The apparatus for supplying medium at an elevated pressure and temperature into an outlet comprises a plurality of chambers each having a sorbent medium "medium supply means for supplying the medium to each chamber" heating means for heating the contents of each chamber and control means for controlling the medium supply This is done in such a manner that each chamber is subjected to a plurality of cycles, each cycle representing the order of the medium supply from the medium supply means to the medium supply device in each chamber Chamber for the sorption by the sorbent therein, and the heating of the chamber, the medium and the sorbent retained therein to thereby increase the temperature and the pressure of the medium within the chamber and the Mediu m at elevated temperature and pressure to release from the chamber to the outlet ·
Diese Vorrichtung enthält.Mittel zur isothermen Wärmezuführung zum Sorptionsmittel während der Desorption bei erhöhter Temperatur, sobald der Druck von dem erhöhten Druck abfällt· Ea sind Mittel zum Kühlen jeder Kammer zwischen den aufeinanderfolgenden Zyklen vorgesehen« Die genannte Wärmevorrichtung enthält mindestens teilweise ein Klimatisierungssystem· Das genannte Sorptionsmittel enthält einen dehydratisieren Zeolith, und das genannte Medium enthält Kohlendioxid·This apparatus contains means for isothermal supply of heat to the sorbent during desorption at elevated temperature as the pressure drops from the increased pressure. Ea means are provided for cooling each chamber between successive cycles. Said heating device at least partially incorporates an air conditioning system Sorbent contains a dehydrated zeolite, and said medium contains carbon dioxide ·
ο " ο ο "ο
In der vorliegenden Erfindungsausführung werden die Persorptionstnittel im allgemeinen bevorzugt« und speziell dabei können dehydratisierte Zeolithe und auftretende Adsorptionsmittel erwähnt werden«In the present invention embodiment, the sorption agents are generally preferred, and specifically, dehydrated zeolites and adsorbents may be mentioned. "
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann in einem Zyklus von Ereignissen wie folgt ausgenutzt werden» Ein Arbeitsmedium wird beispielsweise bei Umgebungstemperatur und -druck einem Sorptionsmittel ausgesetzt» ebenfalls bei Um-The process of the present invention may be exploited in one cycle of events as follows: "For example, a working fluid is exposed to a sorbent at ambient temperature and pressure."
( gebungstemperatur, und befindet sich damit im Gleichgewicht. In dieser Beschreibung bedeutet der Ausdruck "ausgesetzt" ein Zusammenbringen derart« daß eine Verbindung zwischen dem genannten Arbeitsmedium und dem genannten Sorptionsmittel ermöglicht wird* Wenn notwendig, kann der Druck des Arbeitsmediums während der Sorption vergrößert werden« um den Betrag des "Aufnehraens1* durch das Sorptionsmittel zu erhöhen« Unter diesen Umständen kann eine beträchtliche Menge des Arbeitsmediums sorbiert werden« Die Temperatur des Sorptionsmittels zusammen mit dem Arbeitsmedium wird dann bei nahezu konstantem Volumen (d« h«, während das Sorptionsmittel und die Arbeitsflüssigkeit in einer geschlossenen Hülle gehalten werden) erhöht« Sobald die Temperatur an-In this description, the term "exposed" means bringing together so as to allow communication between said working medium and said sorbent. * If necessary, the pressure of the working medium during sorption can be increased "by the amount of" Aufnehraens 1 * to increase by the sorbent "Under these circumstances, a substantial amount of the working fluid are sorbed" the temperature of the sorbent together with the working medium is then at almost constant volume (d "h", while the sorbent and the working fluid is kept in a closed sheath) increases «As soon as the temperature reaches
^- steigt, desorbiert das Sorptionsmittel immer mehr, um so einen Teil von dem Arbeitsmedium freizugeben, und der Druck des Arbeitsmediums in dem System steigt«an. Daher wird das System zu einer Energiepotentialquelle durch die Anwesenheit eines heißen, unter Druck stehenden Arbeitsmediums· Durch Wählen der Endtemperatur und des Druckes des Arbeitsmediums kann dieses direkt zu einer Turbine für die Elektrizitätserzeugung geleitet werden« Bei der Arbeitsausführung fallen Temperatur und Druck des Arbeitsmediuras, aber der ZyklusAs the sorbent rises, more and more desorbs to release a portion of the working fluid, and the pressure of the working fluid in the system rises. Therefore, the system becomes an energy potential source through the presence of a hot, pressurized working medium. By selecting the final temperature and pressure of the working fluid, it can be routed directly to a turbine for electricity generation. "During operation, the temperature and pressure of the working fluid fall the cycle
kann dadurch wiederholt werden, daß das Arbeitsmedium einem weiteren Sorptionsmittel ausgesetzt wird·can be repeated by exposing the working medium to another sorbent.
Es ist offensichtlich, daß das ganze Verfahren in einen Temperaturbereich reduziert werden kann, beispielsweise durch Einschließen der Hauptgeräte des Systems in einer Kammer, die (a) nahezu von der Umgebung isoliert ist (abgesehen von einer notwendigen Wärmeversorgung aus der Umgebung oder einer Zurückweisung an die Umgebung), und (b) einer beginnenden Kühlung der wichtigen Teile innerhalb der Kammer an die gewünschte, unterhalb der Umgebung liegende Temperatur« Es ist offensichtlich, daß die beginnende Kühlung, die nur beim Nachfüllen notwendig ist, relativ selten ist, und vom Mangel des Erholungsprozesses abhängt« der in Fig« 2 und in dem damit verbundenen Text beschrieben ist♦ In einem derart niedrigen Temperaturbereich würde natürlich versucht werden, ein Arbeitsmedium mit einer bestimmten tieferen, kritischen Temperatur zu verwenden, das beispielsweise aus der Gruppe mit Stickstoff, Helium, Neon, Argon, Krypton^ Xenon und anderen ähnlichen, vorzugsweise inerten, sogenannten "permanenten* Gasen ausgewählt wird«It is obvious that the whole process can be reduced to a temperature range, for example by enclosing the main equipment of the system in a chamber which (a) is almost isolated from the environment (apart from a necessary heat supply from or rejection of the environment Environment), and (b) initial cooling of the important parts within the chamber to the desired sub - ambient temperature. It is obvious that incipient cooling, which is only necessary when refilling, is relatively rare, and the lack of In such a low temperature range, it would of course be attempted to use a working medium having a certain lower, critical temperature, for example from the group consisting of nitrogen, helium, neon , Argon, krypton, xenon and other similar, preferably inert , so-called "permanent * gases are selected"
In einer Reihe von Fällen kann die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durch Vergleich mit den beigefügten Zeichnungen näher beschrieben werden» Darin stellt Fig« I diagrammatisch einen Temperatur (T)/Entropie (S)-Verlauf für ein Arbeitsmedium, beispielsweise CO«, dar.In a number of cases, the embodiment of the present invention may be further described by comparison with the accompanying drawings. Therein, FIG. 1 diagrammatically illustrates a temperature (T) / entropy (S) run for a working medium, for example, C0.
kristallines Natrium~Alumosilikat in Form dicht verpackter Pellets oder als Granulat, das einer Reihe miteinander verbundener Röhrenwärmeaustauscher zugeführt wird, wird gasförmigem CO2 bei einer Temperatur von 273 °Ka das sich auch bei 273 K DefindetV ausgesetzt» während der Druck des CO2 erhöht wird, beispielsweise mit einer herkömmlichen Einrichtung von 1,1 (Punkt f) auf 60 bar (Punkt b)# Das Verhältnis des Sorptionsmittels zu CO2 kann gewichtsmäßig praktisch 5 : 1 sein« Das CO- wird schnell sorbiert, bis das Gleichgewicht erreicht ist> mit einem entsprechenden Absinken in der Entropie des CO2 und einem Anstieg der Temperatur des Persorptionsmittels auf annähernd 300 0K (Punkt b). In diesem Beispiel kann der Wert des CO0, das sorbiert wird, 0,5 g CO2 pro cm des Persorptionsmittels streichen. Wenn dann die Temperatur des Persorptionsmittels erhöht wird, beispielsweise infolge Erwärmung durch herkömmliche oder sich ergebende Mittel mit einem Wärmeübertragungsmedium, während das Persorptionsmittel und das CO2 auf einem nahezu konstanten Volumen gehalten werden (d* h« innerhalb einer geschlossenen Umgebung), wird daa CO2 aus dem Persorptionsmittel getrieben, und der Druck steigt beis auf eine Temperatur von beispielsweise 450 0K; der Druck des CO2 erreicht ungefähr 230 bis 400 bar (Punkt C), Auf diese Weise wird heißes» unter Druck stehendes CO2 als Arbeitsmedium verfügbar, und wenn es von einem Drucksteuerventil bei einem Druck von beispielsweise 90 bis 100 bar freigegeben wird (Punkt d), ist es imstande, eine Arbeit auszuführen, beispielsweise den Antrieb der Turbinenschaufeln zur Elektrizitätserzeugung« Das CO2 kann ununterbrochen Arbeit ausführen, und zwar durch Expansion sowohl bei Temperatur- alsCrystalline sodium aluminosilicate in the form of tightly packed pellets or as granules, which is fed to a series of interconnected tubular heat exchangers, is exposed to gaseous CO 2 at a temperature of 273 ° K a which is also increased at 273 K DefindetV as the CO 2 pressure increases For example, with a conventional set-up of 1.1 (point f) to 60 bar (point b) # The ratio of sorbent to CO 2 can be practically 5: 1 by weight. "The CO is rapidly sorbed until equilibrium is reached > with a corresponding decrease in the entropy of CO 2 and a rise in the temperature of the sorbent to approximately 300 0 K (point b). In this example, the value of CO 0 that is sorbed can subtract 0.5 g of CO 2 per cm of the sorbent. Then, when the temperature of the persorbent is increased, for example as a result of heating by conventional or resultant means with a heat transfer medium, while the sorbent and CO 2 are maintained at a nearly constant volume (d * h "within a closed environment), then CO becomes 2 driven from the Persorptionsmittel, and the pressure rises to a temperature of for example 450 0 K; the CO 2 pressure reaches about 230 to 400 bar (point C), thus hot pressurized CO 2 becomes available as a working fluid and when released from a pressure control valve at a pressure of, for example, 90 to 100 bar (item d), it is capable of carrying out a work, such as driving the turbine blades to generate electricity. "The CO 2 can continuously carry out work, by expansion in both temperature and temperature
ο ο ο ο ο ο „ο ο ο ο ο ο "
auch Druckabfall bis zum Zyklusstartpunkt f (273 0K, z« B, 1,1 bar), wenn der Zyklus wiederholt werden kann, oder bis etwa zum Punkt E, unterhalb von 273 0K (z« B, 200 0K bei 1,3 bar mittels einer Turbine mit höherer isentropischer Wirksamkeit), wenn der ganze Zyklus (ebcd) wiederholt werden kann, ausgehend von einer niederen Temperatur,, oder es kann, was besonders vorteilhaft ist, noch dazu eine Klimatisierungsstufe (ef) arbeiten« Wenn ein Klimatisierungszyklus abläuft, wird das (kalte) CO2 dazu verwendet* die Umgebungsluft zu kühlen, und demzufolge steigt die Temperatur des CO2 an (bei im wesentlichen konstantem Druck), bis sich die Temperatur entweder derUngebungsluft annähert oder sich von dem Klimatisierungszyklus (bedefb, Punkt f) entfernt, wenn es in den Persorptionsmittelzyklus zurückgeführt werden kann* Die Kombination von Persorptionsmittel und Klimatisierungszyklen kann besonders wertvoll sein, beispielsweise in einem Amtsgebäude, das sowohl Elektrizität als auch ein Klimatisierungssystem erfordert* In einem solchen Beispiel würde die Persorption normalerweise während der Nacht stattfinden, beginnend mit der Desorption z« B# um 7 Uhr, wenn die Elektrizität ein Erwärmen oder Abkühlen zusammen oder einzeln erforderlich macht·also pressure drop up to the cycle start point f (273 0 K, z «B, 1,1 bar), if the cycle can be repeated, or until about the point E, below 273 0 K (z« B, 200 0 K at 1 , 3 bar by means of a turbine with higher isentropic efficiency), if the whole cycle (ebcd) can be repeated, starting from a low temperature, or it can, what is particularly advantageous, even to operate an air conditioning stage (ef) Cooling cycle, the (cold) CO 2 is used to cool the ambient air and consequently the temperature of the CO 2 rises (at substantially constant pressure) until either the temperature approaches the ambient air or the air conditioning cycle (bedefb, Point f) if it can be recycled to the sorbent cycle * The combination of sorbent and climate cycles can be particularly valuable, for example, in an office building that uses both electricity and gas also an air conditioning system requires * In such an example, the persorption would normally take place during the night, starting with the desorption z «B # at 7 am, when the electricity heating or cooling, together or individually required makes ·
Es wird abgeschätzt, daß,«wenn die vorliegende Erfindung ökonomisch verwertet werden kann, die Wärme, die in dem desorbierten Sorptionsmittel vorhanden ist, in dem System zurückgehalten werden muß und vorzugsweise dazu benutzt wird, die Temperatur des frischen sorbierten Materials zu erhöhen« Dies kann mittels des in Fig« 2 der beigefügten Zeichnungen dargestellten Erholungsmechanxsmus erreicht werden«It is estimated that "if the present invention can be utilized economically, the heat present in the desorbed sorbent must be retained in the system and is preferably used to raise the temperature of the fresh sorbed material." This may be achieved by means of the recovery mechanism shown in Fig. 2 of the accompanying drawings.
Wie oben beschrieben, kann das Persorptionsmittel nach der Zuführung in eine Reihe von Röhrenwärmeaustauschern dem ausgesetzt und somit erhitzt werden« Die Temperatur desAs described above, after being fed into a series of tubular heat exchangers, the persorbent can be exposed to and thus heated
Persorptionsmittels kann vor dem Aussetzen typisch 273 0K (Einheiten 1 bis 6) betragen« In ähnlicher Welse kann nach der Desorption des CO2 die Temperatur des verbleibenden Sorptionsmittels 433 K (Einheiten A bis F) betragen« Daher können die Austauscher 1 bis'6 durch eine geeignete Wärmeübertragungsanordnung auf eine Temperatur annähernd ( 433 °K mit dem Aufwand der Austauscher A bis F gebracht werden« Beispielsweise sei eine Wärmeübertragungsverbindung zwischen dem Mantel der Einheit 1 und dem Mantel der Einheit A betrachtet, wobei ein herkömmliches Wärmeübertragungsgas oder -flüssigkeit verwendet wird« Bei Erreichen des Gleichgewichts (um der mathematischen Bequemlichkeit willen) hat jede Einheit annähernd die arithmetische mittlere Temperatur von 353 °K« Gleichfalls seien ähnliche Verbindungen zwischen der Einheit 1 und den Einheiten B, C, D, E und F betrachtet« Diese werden der Reihe nach und aufeinanderfolgend die Gleichgewichtstemperaturen einnehmen, so für Einheit 1 von annähernd 393 0K, 413 0K, 423 0K, 428 0K und 430,5 °K# Wenn dieses Verfahren dann für die Einheiten 2 bis 6 wiederholt wird, wird es möglich sein, die meiste Wärme des desorbierten Materials auf das frische sorbierte Material effektiv zu übertragen (vermutlich 95 „ bis 98 %).Persorptionsmittels can before exposure typically 273 0 C (units 1 to 6) are "Similarly catfish the temperature of the remaining sorbent may according to the desorption of CO 2 433K (units A through F) are" Therefore, the exchanger can 1 bis'6 are brought by a suitable heat transfer assembly to a temperature of approximately (433 ° K with the effort of the exchanger a to F "for example, consider a heat transfer connection between the casing of the unit 1 and the shell of the unit a observed, using a conventional heat transfer gas, or is used -flüssigkeit "When equilibrium is reached (for the sake of mathematical convenience) each unit has approximately the arithmetic mean temperature of 353 ° K." Similarly, similar connections between unit 1 and units B, C, D, E, and F are considered Successively and successively take the equilibrium temperatures, so f r unit 1 of approximately 393 0 K, 413 K 0, K 423 0, 428 0 K and 430.5 ° K # When this process is then repeated for the units 2 to 6, it will be possible, most of the heat of the desorbed Effectively transfer material to the fresh sorbed material (presumably 95 "to 98%).
Die Verbindung zwischen den Wärmeaustauschern der gleichen Serien^Lst thermisch geringfügig und enthält eine geeignete Ventilanordnung zur Isolation jedes Austauschers« WennThe connection between the heat exchangers of the same series ^ Insulates thermally slightly and contains a suitable valve arrangement for the isolation of each exchanger
daher der Zyklus einmal begonnen hat, sollte es möglich sein, den Zyklus im Betrieb aufrechtzuerhalten mit einer sehr kleinen zusätzlichen Erwärmung des sorbierten Materials oder Kühlung des desorbierten Materials, abgesehen natürlich davon, daß ein anderer zusätzlicher isothermer Wärmeeingang in den Stufen c bis d in Fig* 1 erforderlich ist.therefore, once the cycle has begun, it should be possible to maintain the cycle in operation with very little additional heating of the sorbed material or cooling of the desorbed material, except, of course, that another additional isothermal heat input in stages c to d in FIG * 1 is required.
Es können andere Erholungsverfahren angewendet werden, beispielsweise solche, wo die Wärmeaustauscher in einem ununterbrochenen Kreis angeordnet sind«Other recovery methods may be used, for example those where the heat exchangers are arranged in a continuous circle «
Daher schafft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Wärmeübertragung von dem Material mit einer Anfangstemperatur TV# die in einer Anzahl von miteinander verbundenen Wärmeaustauschern in einer ersten Anordnung gehalten wird, zu einem Material mit einer Anfangstemperatur T2> die in einer Anzahl von miteinander verbundenen Wärmeaustauschern in einer zweiten Anordnung gehalten wird,; bei dem durch Wärmeübertragungsmittel zwischen jedem der einzelnen Wärmeaustauscher in der genannten ersten Anordnung und abwechselnd mit jedem der einzelnen Wärmeaustauscher in der genannten zweiten Anordnung Wärme in diskreten Stufen von dem Material mit der Anfängstemperatur T1 zu dem Material mit der Anfangstemperatur T2 übertragen werden kann, so daß die Endtemperatur des Materials in der ersten Anordnung nahezu annähernd T2 und die Endtemperatur in der zweiten Anordnung nahezu annähernd T1 ist·Therefore, the present invention also provides a method of heat transfer from the material having an initial temperature TV # held in a number of interconnected heat exchangers in a first arrangement to a material having an initial temperature T 2> in a number of interconnected heat exchangers is held in a second arrangement; wherein heat can be transferred in discrete steps from the material having the initial temperature T 1 to the material having the initial temperature T 2 by heat transfer means between each of the individual heat exchangers in said first arrangement and alternately with each of the individual heat exchangers in said second arrangement, such that the final temperature of the material in the first arrangement is almost approximately T 2 and the final temperature in the second arrangement is approximately approximately T 1 .
Insbesondere schafft die Erfindung ein Verfahren, bei dem die Wärmeübertragungsmittel zwischen den Austauschern in jeder der Anordnungen so angeordnet sind, daß jeder der Aus-In particular, the invention provides a method in which the heat transfer means are arranged between the exchangers in each of the assemblies so that each of the components
tauscher abwechselnd und in einer ersten festgelegten Reihenfolge in der ersten Anordnung eine Gleichgewichtstemperatur erreicht, und zwar der Reihe nach mit jedem der Austauscher, und in einer zweiten festgelegten Reihenfolge in der zweiten Anordnung. Auf diese Weise wird der größte Teil der Wärme von dem Material, das in der ersten Anordnung der Austauscher aufgenommen ist» auf das Material, das in der zweiten Anordnung der Austauscher in den diskreten Stufen aufgenommen :6t, übertragen.exchanger alternately and in a first fixed order in the first arrangement reaches an equilibrium temperature, in turn with each of the exchangers, and in a second fixed order in the second arrangement. In this way, most of the heat is transferred from the material accommodated in the first exchanger arrangement to the material accommodated in the second exchanger assembly in the discrete stages: 6t.
Die Erfindung schafft ebenso eine Vorrichtung zur Wärmeübertragung von dem Material mit einer Anfangstemperatur T1, die in einer Anzahl miteinander verbundener Wärmeaustauscher in einer ersten Anordnung gehalten wird, auf ein Material mit einer Anfangstemperatur T_, die in einer Anzahl miteinander verbundener Wärmeaustauscher in einer zweiten Anordnung gehalten wird. Diese Vorrichtung besteht aus WärmeübeY-tragungamitteln zwischen jedem einzelnen der Wärmeaustauscher innerhalb der genannten ersten Anordnung und der Reihe nach mit jedem einzelnen der Wärmeaustauscher in der zweiten Anordnung, damit Wärme in diskreten Stufen von dem Material mit der Anfangstemperatur T. auf das Material mit der Anfangstemperatur T2 übertragen werden kann, so daß die Endtemperatur des Materials in der ersten Anordnung nahezu die Temperatur T„ erreicht und dfe Endtemperatur des Materials in der zweiten Anordnung nahezu die Temperatur T1 erreicht*The invention also provides a device for transferring heat from the material having an initial temperature T 1 held in a number of interconnected heat exchangers in a first arrangement to a material having an initial temperature T_ that is in a number of interconnected heat exchangers in a second arrangement is held. This device consists of heat transfer means between each one of the heat exchangers within said first arrangement and in turn with each one of the heat exchangers in the second arrangement to allow heat in discrete stages from the material having the initial temperature T. to the material at the initial temperature T 2 can be transmitted, so that the final temperature of the material in the first arrangement almost reaches the temperature T "and dfe final temperature of the material in the second arrangement reaches almost the temperature T 1 *
Die Erfindung schafft insbesondere eine Vorrichtung, bei der die Wärmeübertragungsmittel zwischen den Austauschern in jeder der Anordnungen so vorgesehen sind, daß jeder der Austauscher abwechselnd und in einer ersten festgelegten Reihenfolge in der ersten Anordnung eine Gleichgewichts«In particular, the invention provides an apparatus in which the heat transfer means are provided between the exchangers in each of the assemblies so that each of the exchangers alternately and in a first predetermined order in the first assembly equilibrates.
temperatur erreicht« und zwar der Reihe nach abwechselnd mit jedem der Austauscher und in einer zweiten festgelegten Reihenfolge in der zweiten Anordnung» Auf diese Weise wird der größte Teil Wärme von dem Material, das in der ersten Anordnung der Austauscher aufgenommen ist, auf das Material übertragen, das in der zweiten Anordnung der Austauscher in den diskreten Stufen aufgenommen ist·temperature is reached "in turn alternately with each of the exchangers and in a second predetermined order in the second arrangement." In this way, most of the heat is transferred from the material received in the first arrangement of the exchangers to the material which is accommodated in the second arrangement of the exchangers in the discrete stages
Bei Verwendung eines Sorptionsmittels, wie oben beschrieben, ist es möglich, die Entropie des Arbeitsmediums ohne Kühlung zu reduzieren, die Temperatur des Arbeitsmediums bei im wesentlichen konstantem Volumen zu erhöhen, und das Sorptionsmittel isotherm zu desorbieren, und zwar durch die Bereitstellung eines großen Teils der Wärmezufuhr bei höchster Zyklustemperatur während der Desorption. Auf diese Weise wird der Zykluswirkungsgrad erhöht♦When using a sorbent as described above, it is possible to reduce the entropy of the working medium without cooling, to increase the temperature of the working medium at a substantially constant volume, and to desorb the sorbent isothermally, by providing a large part of the Heat input at maximum cycle temperature during desorption. In this way the cycle efficiency is increased ♦
Claims (8)
teilweise ein Klimatisierungssystem enthält«Device according to points 9 or 10, characterized in that said heating device is at least
partly contains an air conditioning system «
Druck und der erhöhten Temperatur angetrieben wird·Fluid turbine in connection with a device according to items 9 or 10, characterized in that the turbine is connected to said outlet and elevated from said medium with said outlet
Pressure and the elevated temperature is driven ·
wird, zu einem Material mit einer Anfangstemperatur T^t die in einer Anzahl von miteinander verbundenen Wärmeaustauschern in einer zweiten Anordnung gehalten wird, bei dem durch Wärmeübertragungsmittel zwischen jedem
der einzelnen Wärmeaustauscher in der genannten ersten Anordnung und abwechselnd mit jedem der einzelnen Wärmeaustauscher in der genannten zweiten Anordnung Wärme in diskreten Stufen von dem genannten Material mit der genannten Anfangstemperatur T1 zu dem genannten Material mit der genannten Anfangstemperatur T_ übertragen werden kann, so daß die Endtemperatur des genannten MaterialsA method of heat transfer characterized by the transfer of heat from the material having an initial temperature T 1 maintained in a number of interconnected heat exchangers in a first arrangement
to a material having an initial temperature T ^ t held in a number of interconnected heat exchangers in a second arrangement, by heat transfer means between each
the heat exchanger in the said first arrangement and alternately with each of the individual heat exchangers in the said second arrangement heat can be transferred in discrete stages from said material having said initial temperature T 1 to said material at said initial temperature T_, so that the Final temperature of said material
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