FI84100B - Foerfarande och anordning foer utnyttjande av vattnets frysningsvaerme som vaermekaella vid vaermepump. - Google Patents

Claims (17)

1. Förfarande för utnyttiande av frysvärme innehdllet i vatien som en värmekälla för en värmepump (3", 38, 43-47, 51), väri vatten-flödet som skall användas som värmekälla förängas vid ett sd lägt tryck att när ängan som bildas tar sitt förängningsvärme frän vattnet, fryser en del av vattnet; väri det frusna vattnet avges och väri ängan som bildas kondenseras i en värmeväxlare (17) funge-rande som förängare för värmepumpen (37, 38, 42-47, 51), med ängan avgivande värme tili värmeöverföringsmediet som användes i värmepumpen, kännetecknat av att a) kondenseringsängan bringas att frysa i värmeväxlaren (17) och den frusna ängan som säledes bildas smälts genom förandet av ett värmemedium genom värmeväxlaren (17);och b) frys- och smältprocesserna utförs samtidigt i olika sek-tioner av värmeväxlaren (17) och efter varandra i varje sektion.

2. Förfarande enligt krav 1, förodirekt användning av värme-innehället i varma förorenade och/eller korroderande vattenflöden, kännetecknat av att ett separat renare vattenflöde underkastas förängning, kondensering, frysning och smältsteg med iskristaller bildade av det renare flödet av vatten under föräng-ningssteget, eller flödet av vatten som innehäller dessa iskristaller blandas sedan med det varma vattnet, vars temperatur sedan sänks som ett resultat av säväl smältande för iskristallerna som blandande med kalit vatten.

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2,kännetecknad a v att värmeväxlarsektionerna bildas endera av separata förängare för värmepumpen (37, 38, 42-47, 51) eller av en eller flera förängare uppdelade i avdelningar.

4. Förfarande enligt nägot av föregäende krav, kännetecknat av att isen som bildas pä ängkondenseringsytorna i värmeväxlarsektionerna smälts alternerande under driften genom avstängande i sekvens, komplett eller delvis, av värmeväxlarsek-tioner frän mediets förängarkrets för värmepumpen (37, 38, 42-47, 51).

5. Förfarande i enlighet med nägot av föregäende krav, kännetecknat av att smältandet av is som bildas i värmeväxlarsektionerna ästadkommes genom införandet i varje sektion antingen ett vätskemediumflöde som är delvis förängat eller ett ängflöde vid ett tryck som är sädant att mediets ängor kondenseras i denna sektion och avger sin värme tili isen som skall smältas. 21 84100

6. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att ängflödet som skall användas för att smälta isen som bildas i värmeväxlarsektionerna genereras genom att komprimera (31) änga som bildas under förängningssteget, i synnerhet icke konden-serade ängor som kommer ut frän värmeväxlarsektionerna i vilka is just har bildats.

7. Förfarande enligt krav 3, kännetecknat av att i fall i vilka ingängstemperaturen för vattenflödet som kommer in i förängaren är relativt högt (omkring 6°C), trycket för vattnet reduceras i ett första förängningssteg för att sanka kok-punkten tili en temperatur vid vilken tillräckligt med vattenänga genereras för att smälta is som bildats i värmeväxlarsektionerna; och av att vatten sedan förängas ett efterföljande förängningssteg, med frysande av en del av vattnet, i syfte att generera vatten-änga för kondensering och frysning i nämnda värmeväxlarsektioner, vilket sker i efterföljande förängningssteg.

8. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att värmet som krävs för smältandet av isen som bildas pä värme-överföringsvtorna för värmeväxlarsektionerna genereras väsentli-gen genom utnyttjande av värmeinnehället i mediet som ätervänder frän kondensorn (45) för värmepumpen, genom att föra detta medium, eller en änga därav frigiven vid sänkandet av dess tryck, genom en ytterligare värmeväxlare (67) i värmeväxlande förhällande med * .. ett ytterligare vattenflöde (68, 69); och av att vattenflödet som uppvärmes pä detta sätt i den ytterligare värmeväxlaren förängas och tillföres tili nämnda värmeväxlarsektioner för att smälta isen.

9. Förfarande enligt krav 5, kännetecknat av att nämnda änga genereras av en värmekälla utanför systemet, an-tingen direkt eller genom utnyttjande av värmeinnehället i värme-källan.

10. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att en del av gaserna som är lösta i vattenflödet som skall användas som värmekälla avlägsnas (1) före förängningssteget; och/eller av att iskristallerna som bildas vid frysandet av vattnet under förängningssteget avlägsnas (71) frän vattenflödet som avges frän förängningssteget och innehällande dessa iskristaller, med vattnet som returneras tili förängningssteget.

11. Förfarandet enligt krav 3, kännetecknat av att fördelningen av änga in i värmeväxlarsektionerna, likaväl som isolerandet av värmeväxlarsektionerna frän värmeväxlarsektionen eller sektionerna i vilka frysning sker, ästadkommes genom ut- 22 841 00 nyttjandet av ventiler (12, 16, 26, 27), vilka bildas genom in-förandet av en tatande vätska in i ett träg för att försluta en flödespassage som definieras mellan ett väggelement som skiuter ned i träget och trägets botten.

12. Förfarande enligt krav 11,kännetecknat av att en saltlösning, en olja eller nägon annan vätska med ett lägt ängtryck för att förhindra förängning som negativt inverkar pä tätningsvätskan och systemet under driftförhällanden användes som tätnings- eller förslutningsvätska.

13. Anordning för att utföra förfarandet i enlighet med ett eller flera av föregäende krav för att utnyttja frysvärmet inne-hället i vatten som en värmekälla för en värmepump (37, 38, 42-47, 51), varvid anordningen innefattar en kristalliserare (4), in i vilken inkommande vatten förs; ett vakuumsystem (52-56, 36) för genererande av ett reducerat tryck i nämnda kristalliserare (4) för att framkalla förängning av det inkommande vattnet vid en läg temperatur för att generera vattenänga med samtidigt bildande av iskristaller; förbindelseorgan (59) för att extrahera kristal-lerna; en värmeväxlare (17) genom vilken nämnda vattenänga förs, varvid värmeväxlaren bildar förängaren för värmepumpen i vilken nämnda vattenänga kondenseras, kännetecknad av att värmeväxlaren är uppdelad i en mängfald av värmeväxlarsektioner (17); av att ventilorgan (12) är anordnade för att selektivt rikta vattenänga frän kristalliseraren (4) tili en eller flera av värmeväxlarsektionerna för kondensering och frysning för att bilda is däri; och av att ytterligare ventilorgan (16) är anordnade för att selektivt rikta ett värmemedium in i värmeväxlarsektioner-na för att smälta isen som bildats däri, varvid ventilorganen (12) och ytterligare ventilorgan (16) styrs sä att frysnings- och smältningsprocesser kan ske samtidigt i olika sektioner av värmeväxlaren (17) och efter varandra i varje sektion.

14. Anordning enligt krav 13, kännetecknad av att kristalliseraren (4) och värmeväxlarsektionerna är byggda väsentligen som en enhet inom en gemensam mantel (6).

15. Anordning i enlighet med kr.av 14, kännetecknad a v att skiljeväggar (13, 25, 40) Mr anordnade i nämnda kristalliserare ( 4) för uppdelande en Övre del och värmeväxlaren (17) därav i sektorer, med varje sektor sträckande sig frän en Övre del av kristalliseraren (4) i vilken nämnda förängning sker nedät genom en sektion av värmeväxlaren tili ett respektive kondenserad änga uppsamlande utrymme under nämnda värmeväxlarsektioner; av att 23 8 4 1 00 extra ventilorgan (26, 27) är anordnade i nämnda sektorer i nämnda änguppsamlande utrymmen; och av att organ är anordnade för att stvra ventilorganen (12), nämnda ytterligare ventilorgan (16) och nämnda extra ventilorgan (26, 27) sä att individuella sektorer innefattande värmeväxlaravsnitt i vilka frysning sker selektivt kan separeras frän en individuell sektor innefattande ett värmeväxlaravsnitt i vilket smältningen av is som redan bildats i sek-tionen sker.

16. Anordning enligt krav 14 eller 15, kännetecknad a v att värmeväxlaren (17) utgörande förängaren för värmepumpen (37, 38, 42-47, 51) är en förängare av typen fallande film anord-nad under kristalliseraren.

17. Anordning enligt nägot av kraven 13-16, kännetecknad av att ventildrganen (12), de nämnda ytterligare ventil-organen (16) och de nämnda extra ventilorganen (26, 27) innefattar en mängfald av vätsketätningar eller förslutningar bildade av ett respektive träg och ett väggelement sträckande sig in i träget för att definiera en flödespassage som selektivt kan öppnas eller stängas genom att styra päfyllandet och tömmandet av en förslutan-de eller tätande vätska in i och ut ur det tillhörande träget.