FR2557963A1

FR2557963A1 - Trithermal heat pump operating according to an absorption-resorption cycle.

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Publication number: FR2557963A1
Application number: FR8400132A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-01-05
Filing date: 1984-01-05
Publication date: 1985-07-12
Also published as: FR2557963B1

Abstract

Improved method for producing absorption heat pumps, and in which method the gaseous fluid is condensed over a temperature range, a portion of the heat being exchanged with the evaporator whose pressure is at least slightly different from that of condensation. Device for implementing the said method.

Description

Dans les systèmes thermodynamiques dénommés "Pompes à Chaleur" au sens le plus large, c'est-à-dire dans lesquels un apport extérieur d'énergie est utilisé pour relever un niveau de température, on distingue les cas d'un apport d'énergie sous forme mécanique ou sous forme thermique; dans ce dernier cas nous considèrerons les systèmes ditstrithermes,c'est-à-dire a trois niveaux différents de température. Dans ce contexte la machine frigorifique est incluse dans la définition de la pompe à chaleur (PAC en abrégé dans la suite du texte).In thermodynamic systems called "Heat Pumps" in the broadest sense, that is to say in which an external supply of energy is used to raise a temperature level, we distinguish the cases of a supply of energy in mechanical or thermal form; in the latter case we will consider the ditstritherm systems, that is to say at three different temperature levels. In this context, the refrigerating machine is included in the definition of the heat pump (PAC abbreviated below).

Une PAC à absorption sera ainsi un système tritherme dans lequel un apport extérieur d'énergie -Lhermigue va permettre de vaporiser un soluté contenu dans un solvant dans lequel il avait au préalable été dissous à pression inférieure, donc à température inférieure,/ utilisant la croissance de la solubilite avec la pression et en fonction inver- se de la température. Un système dit à "Résorption" fonctionne selon les mêmes lois mais avec des niveaux de pression inversés.An absorption heat pump will thus be a tritherm system in which an external supply of energy - Lhermigue will make it possible to vaporize a solute contained in a solvent in which it had previously been dissolved at lower pressure, therefore at lower temperature, / using growth. of solubility with pressure and in inverse function of temperature. A "resorption" system works according to the same laws but with reversed pressure levels.

Un handicap majeur des PAC à absorption provient des irréversibilités engendrées par les écarts élevés entre les deux niveaux de pression. Dans de tels cycles ces niveaux de pression sont imposés, respectivement, par la température du fluide de refroidissement pour la pression de condensation et par la température du fluide à refroidir pour la pression d'évaporation; le désorbeur, ou générateur, aura une pression peu différente de celle de condensation et l'absorbeur fonctionnera à une pression proche de celle d'évaporation. La plage de variation de concentration de la solution est alors délimitée par les températures du fluide de chauffage d'une part, et de celui de refroidissement de l'autre.Dans un cycle a absorption associé de façon classique à un cycle a résorption, les échangeurs de ce dernier remplaçant le condenseur et l'évaporateur, les niveaux de pressions et plages de concentration sont fixés de façon tout aussi rigide.A major handicap of absorption PACs comes from the irreversibilities generated by the high differences between the two pressure levels. In such cycles these pressure levels are imposed, respectively, by the temperature of the cooling fluid for the condensing pressure and by the temperature of the fluid to be cooled for the evaporation pressure; the desorber, or generator, will have a pressure little different from that of condensation and the absorber will operate at a pressure close to that of evaporation. The range of concentration variation of the solution is then delimited by the temperatures of the heating fluid on the one hand, and that of the cooling fluid on the other. In an absorption cycle conventionally associated with a resorption cycle, the exchangers of the latter replacing the condenser and the evaporator, the pressure levels and concentration ranges are fixed in an equally rigid manner.

Le but de la présente invention est de réaliser un cycle à absorption ayant un écart entre la pression d'absorption et celle de désorption aussi faible que possible.The object of the present invention is to provide an absorption cycle with as little difference between the absorption pressure and the desorption pressure.

Ce but est atteint, selon l'invention, en rendant la pression de condensation indépendante des conditions de température du fluide de refroidissement, selon le procédé et à l'aide du dispositif décrit dans la suite du texte; d'autres avantages découlant de ce procédé apparaitront dans la description ci-après. This object is achieved, according to the invention, by making the condensation pressure independent of the temperature conditions of the coolant, according to the method and using the device described in the following text; other advantages arising from this process will appear in the description below.

Dans la demande de brevet français nO 82 07323 il est indiqué une possibilité de réduire l'écart des pressions dans un cycle à résorption en utilisant les échanges internes pour accroître la plage de variation de concentration de la solution. Lorsqu'un tel cycle est associé, pour élever la pression du gaz désorbé, à un cycle à absorption, celui-ci peut, puisque l'écart des pressions le permet, utiliser les échanges internes selon le procédé décrit par
Altenkirch entre 1910 et 1920. Dans ce cas les domaines de concentration dans lesquels se situent les solutions des deux circuits, deviennent adjacents et ne sont plus disjoints comme dans un cycle à absorption- résorption usuel.In French patent application No. 82 07323, it is indicated a possibility of reducing the pressure difference in a resorption cycle by using internal exchanges to increase the range of variation in concentration of the solution. When such a cycle is associated, in order to raise the pressure of the desorbed gas, with an absorption cycle, this can, since the difference in pressures allows it, use internal exchanges according to the process described by
Altenkirch between 1910 and 1920. In this case the concentration domains in which the solutions of the two circuits are located, become adjacent and are no longer disjoint as in a usual absorption-resorption cycle.

Or il est apparu depuis, et c'est l'objet de la présente invention, que la délimitation du cycle à résorption, c'est-à-dire les domaines de pressions et concentrations, était indépendante du débit de solvant utilisé en associatiùn avec le soluté; (on suppose evidemment les conditions de températures imposées) ce débit, pouvant etre choisi arbitrairement, pourra donc par exemple entre identiquement nul, c'est-à-dire que la phase vapeur sortant du désorbeur sera condensée seule puis totalement revaporisée à pression différente. De la sorte le "deuxième" circuit de solution caractéristique des cycles à absorptionrésorption, peut être supprimé.Les avantages du procédé selon l'invention apparaitront par la suite dans la description.However, it has since appeared, and this is the object of the present invention, that the delimitation of the resorption cycle, that is to say the domains of pressures and concentrations, is independent of the flow of solvent used in association with the solute; (we obviously assume the temperature conditions imposed) this flow rate, which can be chosen arbitrarily, can therefore for example be between identically zero, that is to say that the vapor phase leaving the desorber will be condensed alone and then completely vaporized at different pressure. In this way the "second" solution circuit characteristic of absorption-absorption cycles can be eliminated. The advantages of the method according to the invention will appear later on in the description.

Dans un cycle decrit selon l'invention, le soluté gazeux quittant le désor- beur à une concentration proche de l'équilibre avec celle de la solution riche y entrant (cet-objectif étant atteint aussi bien par des moyens connus que selon une disposition préférée qui sera décrite par la suite), est alors con densé sur un intervalle de température correspondant à la condensation d'un mélange non azéotropique. La vapeur condensée sera alors détendue au niveau de pression inférieur selon un processus le plus souvent adiabatique, la vaporisation partielle entrainant un refroidissement de la solution dont l'amplitude dépend de l'écart des pressions. Il sera alors possible de revaporiser ce liquide en échangeant avec la source extérieure sur un intervalle de tempe rature inférieur au précédent.La fin de la vaporisation sera obtenue sur l'intervalle de température correspondant à la condensation, au pincement près requis, par échange thermique avec le condenseur. On obtiendra ainsi température supérieure de cet intervalle un fluide vaporisé de concentration très proche de celle du fluide avant condensation, mais à pression inférieure. In a cycle described according to the invention, the gaseous solute leaving the desorber at a concentration close to equilibrium with that of the rich solution entering it (this objective being achieved both by known means and by a preferred arrangement which will be described below), is then condensed over a temperature interval corresponding to the condensation of a non-azeotropic mixture. The condensed vapor will then be expanded to the lower pressure level according to a process, most often adiabatic, the partial vaporization causing the solution to cool, the amplitude of which depends on the difference in pressures. It will then be possible to evaporate this liquid by exchanging with the external source over a temperature interval lower than the previous one. The end of vaporization will be obtained over the temperature interval corresponding to condensation, to the nearest pinch required, by heat exchange with the condenser. A higher vaporized fluid with a concentration very close to that of the fluid before condensation, but at a lower pressure, will thus be obtained at this upper temperature.

Cette vapeur pourra alors être absorbée de façon connue, selon le cycle à absorption décrit par la solution; le faible écart de pression qu'il est possible ainsi d'obtenir, permettra le plus souvent d'effectuer un échange thermique entre désorbeur et absorbeur selon le procédé décrit par Altenkirch.This vapor can then be absorbed in a known manner, according to the absorption cycle described by the solution; the small pressure difference which it is thus possible to obtain, will most often make it possible to carry out a heat exchange between desorber and absorber according to the process described by Altenkirch.

Sans que ce procédé soit limité au couple solvant/soluté: eau/ammoniac, on peut citer à titre d'exemple les caractéristiques d'un cycle décrit par ce couple selon l'invention:
Une solution à 30% d'ammoniac à 2 bar et 460C est en équilibre avec de la vapeur à 378. Celle-ci est totalement condensée si l'on abaisse sa température jusqu'à -180C. Une détente de ce liquide jusqu'à 1 bar conduit à une température de -33 C. La vaporisation partielle se produit alors jusqu'à une température de -230C correspondant à une solution à 68%. La chaleur correspondante sera alors empruntée à une source extérieure (Source Froide).Without this process being limited to the solvent / solute: water / ammonia pair, the characteristics of a cycle described by this pair according to the invention can be cited as an example:
A 30% solution of ammonia at 2 bar and 460C is in equilibrium with steam at 378. This is completely condensed if the temperature is lowered to -180C. An expansion of this liquid to 1 bar leads to a temperature of -33 C. The partial vaporization then occurs up to a temperature of -230C corresponding to a 68% solution. The corresponding heat will then be borrowed from an external source (Cold Source).

La solution continuera alors à être vaporisée en échangeant de la chaleur avec le condenseur jusqu'à ce que la vaporisation soit totale, ce qui correspondra à une température de 33"C environ. Ce gaz pourra alors être absorbé par la solution dont la concentration varie de 8% à 28%. L'apport thermique requis par la désorption s'effectuera entre 700C et 900C, l'évacuation de chaleur entre 46 et 330C. Sur ce même intervalle la chaleur de condensation du gaz aura été aussi évacuée à l'extérieur
A titre de comparaison, un cycle classique dans lequel la chaleur de condensation aurait entièrement été évacuée à l'extérieur, aurait eu une pression de condensation de 13 bar, soit une différentielle de 12 bar au lieu de 1 bar selon l'invention. Par ailleurs l'apport thermique requis pour la désorption aurait dû être effectué à 1700C environ au lieu de 900C.Ce sont ces amélioratons importantes du niveau de température de l'apport thermique et de l'écart de pression qui constituent un des avantages essentiels du cycle selon l'invention. D'autres avantages apparaitront dans la description ci-après.The solution will then continue to be vaporized by exchanging heat with the condenser until the vaporization is complete, which will correspond to a temperature of approximately 33 "C. This gas can then be absorbed by the solution whose concentration varies from 8% to 28% The heat input required for the desorption will take place between 700C and 900C, the heat evacuation between 46 and 330C During this same interval the heat of condensation of the gas will also have been evacuated outside
For comparison, a conventional cycle in which the heat of condensation would have been entirely evacuated outside, would have had a condensation pressure of 13 bar, that is to say a differential of 12 bar instead of 1 bar according to the invention. Furthermore, the heat input required for desorption should have been made at around 1700C instead of 900C. It is these significant improvements in the temperature level of the heat input and the pressure difference which constitute one of the essential advantages of cycle according to the invention. Other advantages will appear in the description below.

Il est connu que le gaz désorbé peut être amené à une concentration en équilibre avec celle de la solution riche entrant au désorbeur, par contre-courant avec celle-ci, effectué dans une colonne de rectification, une telle disposition présente néanmoins l'inconvénient de nécessiter que la totalité de la chaleur soit apportée au niveau le plus élevé. Cette astreinte est bien souvent gênante et, d'autre part incompatible avec la disposition d'Altenkirch pour les échanges internes entre absorbeur et désorbeur. It is known that the desorbed gas can be brought to a concentration in equilibrium with that of the rich solution entering the desorber, by counter-current with the latter, carried out in a rectification column, such an arrangement nevertheless has the drawback of require that all of the heat be brought to the highest level. This obligation is very often troublesome and, on the other hand, incompatible with Altenkirch's provision for internal exchanges between absorber and desorber.

Une disposition connue, présentée en particulier en 1953 à Londres lors de la session de l'institut du Froid, consiste- à prélever avant chauf-fage une par tie de la solution riche qui servira à rectifier, par contre-courant, le gaz qui a été désorbé sur l'intervalle de température correspondant au doraine.de variation de la concentration du liquide; mais ce dispositif nécessite une. A known arrangement, presented in particular in 1953 in London during the session of the Institute of Refrigeration, consists in taking before heating a portion of the rich solution which will be used to rectify, by counter-current, the gas which was desorbed over the temperature interval corresponding to the doraine.de variation in the concentration of the liquid; but this device requires one.

régulation délicate et les échanges sont déséquilibrés lorsque l'unité ònc- tionne à charge partielle.delicate regulation and exchanges are unbalanced when the unit operates at partial load.

Selon un développement préféré de la présente invention, le gaz désorbé, qui se trouve proche de l'équilibre en température et concentration avec la solution pauvre et chaude, sera refroidi dans- un circuit sépare, en échangeant de la chaleur sur le même intervalle de température que. celui sur lequel la désorption a été réalisée.Après ce refroidissement, les condensats seront séparés de la vapeur et réunis à la solution devant être désorbée, quir sa trouve dans des conditoions voisines de température et concentratibn Il y aura donc de la sorte, en parcourant l'intervalle total de température. sur lequel s'effectue la désorption, dans le sens des températures croisanteS et successivement:
-Une zone de séparation liquide-vapeur où l'équilibre est pratiquement
réalisé aux conditions d'entrée dans le désorbeur.According to a preferred development of the present invention, the desorbed gas, which is close to the equilibrium in temperature and concentration with the lean and hot solution, will be cooled in a separate circuit, by exchanging heat over the same interval of temperature that. the one on which the desorption was carried out. After this cooling, the condensates will be separated from the vapor and combined with the solution to be desorbed, which will be found in neighboring conditions of temperature and concentratibn. the total temperature range. on which the desorption takes place, in the direction of increasing temperatures S and successively:
-A liquid-vapor separation zone where the balance is practically
performed under conditions of entry into the desorber.

-Une zone d'échange thermique sur un intervalle de température croissant. -A heat exchange zone over an increasing temperature range.

-Une zone de séparation liquide-vapeur ou règnent des conditions voisines
de l'équilibre avec la solution pauvre.-A liquid-vapor separation zone where similar conditions prevail
balance with the poor solution.

Il va de soi que la zone d'échange thermique peut être tronçonnée en plusieurs sections échangeant avec un ou plusieurs circuits indépendants et réunies par des zones de séparation, ce qui permet un recyclage partiel ou bien des soutirages et/ou appoints permettant de faire varier le débit traité tout au long de l'intervalle de température.It goes without saying that the heat exchange zone can be cut into several sections exchanging with one or more independent circuits and joined together by separation zones, which allows partial recycling or else withdrawals and / or additions making it possible to vary the flow treated throughout the temperature interval.

Ces zones d'échange et de séparation peuvent, sans sortir dru cadre de la pré- sente invention être realisées selon le dispositif connu des colonnes à plateaux chauffés (ou refroidis) ou, au contraire suivant une disposition préférée constituée par l'échangeur d'architecture spécifique représente en figure 1: la solution riche entrant par le conduit 1 et sortant, appauvrie, par le conduit 2. le fluide caloporteur entrant par le conduit 3 et sortant par 4 après circulation canalisee par des chicanes. Dans le compartiment 5 la vapeur désorbée est reprise pour traverser la section d'échange 6 et se retrouver dans le compartiment d'entrée 7 où les condensats rejoignent la solution alors que le gaz est extrait par le conduit 8.These exchange and separation zones can, without departing from the scope of the present invention, be produced according to the known device of columns with heated (or cooled) trays or, on the contrary according to a preferred arrangement constituted by the heat exchanger. specific architecture represents in figure 1: the rich solution entering by the conduit 1 and leaving, depleted, by the conduit 2. the heat transfer fluid entering by the conduit 3 and leaving by 4 after circulation channeled by baffles. In compartment 5 the desorbed vapor is taken up to pass through the exchange section 6 and end up in the inlet compartment 7 where the condensates join the solution while the gas is extracted through the conduit 8.

Au lieu de circuler comme représenté à titre d'exemple dans des tubes, le fluide caloporteur circulant côté calandre, il aurait eté possible de faire circuler solution et vapeur côté calandre, le fluide caloporteur étant confiné dans des tubes en serpentin ou accordéon, ou entre plusieurs plaques. La disposition horizontale représente permet le recyclage simple des condensats, ce qui n'exclut pas de réaliser ce dispositif verticalement, la circulation étant soit forcée, soit assurée par difference de masse volumique assurant des différentielles de pression hydrostatique selon des procédés connus.Instead of circulating as shown by way of example in tubes, the heat transfer fluid circulating on the shell side, it would have been possible to circulate solution and vapor on the shell side, the heat transfer fluid being confined in serpentine or accordion tubes, or between several plates. The horizontal arrangement represents allows simple recycling of the condensates, which does not exclude making this device vertically, the circulation being either forced, or ensured by density difference ensuring hydrostatic pressure differentials according to known methods.

En appelant:"module" une section d'échange encadrée de deux zones de separa- tion, il apparait que la juxtaposition en série de plusieurs modules permettra de varier les circuits de caloporteurs assurant les échanges sur les divers intervalles, et aussi de varier l'architecture des circuits. Par exemple (fig.2):
-Sur l'intervalle de température commun au desorbeur et à l'absorbeur, la
solution à désorber circulera à l'intérieur d'une surface d'echange
(tubes,plaques ou autres moyens connus) située dans l'enceinte de l'ab
sorbeur, et à la surface de laquelle ruissellera la solution absorbant
ainsi le gaz en présence duquel elle se trouve.On pourra aussi, ce qui
est représenté sur la figure, utiliser un fluide intermédiaire: le module
de désorption 21 contient un circuit interne dans lequel (22) circule un
caloporteur qui sera réchauffe en 23 dans l'enceinte 24 de l'absorbeur.By calling: "module" an exchange section framed by two separation zones, it appears that the juxtaposition in series of several modules will make it possible to vary the heat transfer circuits ensuring exchanges over the various intervals, and also to vary the architecture of circuits. For example (fig. 2):
-On the temperature range common to the desorber and the absorber, the
solution to be desorbed will circulate inside an exchange surface
(tubes, plates or other known means) located within the enclosure of the ab
sorbent, and on the surface of which the absorbent solution will flow
thus the gas in the presence of which it is. We can also, which
is shown in the figure, use an intermediate fluid: the module
desorption 21 contains an internal circuit in which (22) circulates a
coolant which will be heated in 23 in the enclosure 24 of the absorber.

-Sur l'intervalle supérieur de température correspondant aux échanges
avec la source de chauffage, l'apport thermique pourra être effectué par
un caloporteur circulant dans un circuit étanche 25, l'alimentation en
solution s'effectuant par l'ajutage 26 au sommet de l'enceinte 27 à
contre-courant du gaz désorbé qui, ainsi rectifié, sera prélevé par le
conduit 28.-On the upper temperature interval corresponding to the exchanges
with the heating source, the thermal contribution can be made by
a coolant circulating in a sealed circuit 25, the supply of
solution carried out by the nozzle 26 at the top of the enclosure 27 at
counter-current of the desorbed gas which, thus rectified, will be withdrawn by the
conduit 28.

-Le gaz désorbé dans l'enceinte 27 sera ramené par 28 à la zone de sépara-
tion chaude du module 21. Après avoir traversé la section d'echange il
sera conduit, en phase sèche au condenseur 29 puis par l'organe de déten
te 201 à l'évaporateur 202. La fin de vaporisation est obtenue par échan
ge avec le condenseur, dans le circuit d'échange 203. -The gas desorbed in enclosure 27 will be brought by 28 to the separation zone
module 21 hot after crossing the exchange section it
will be led, in the dry phase to the condenser 29 then by the deten
te 201 to the evaporator 202. The end of vaporization is obtained by exchange
ge with the condenser, in the exchange circuit 203.

La simplicité et facilité de régulation d'un tel ensemble apparait ainsi clairement.The simplicity and ease of regulation of such an assembly thus appears clearly.

Dans une autre disposition préférée de l'invention il est proposé de prélever de la solution pauvre dans l'absorbeur alors qu'elle vient d'être pratiquement sature par absorption adiabatique, préalablement à tout refroidissement.In another preferred arrangement of the invention it is proposed to take lean solution from the absorber when it has just been practically saturated by adiabatic absorption, prior to any cooling.

On dispose de la sorte d'un liquide qui pourra servir de caloporteur pour tous les échanges avec l'extérieur, à l'exception de l'apport thermique de désorp- tion, sans aucun risque de vaporisation pui.qu'en tout point la température sera inférieure a la température de saturation. On pourra ainsi éviter la pénétration d'un fluide étranger à l'intérieur de l'unité, tous les échanges internes étant assurés par circulation de solution non saturée, donc sans risque de contamination et sous très faible écart de pression rendant la réalisation des surfaces d'échange bien moins couteuse. Par ailleurs l'évacuation de la chaleur se faisant dans un échangeur externe, sur air ou sur eau, celui-ci pourra aisément être isolable de l'unité et conçu pour pouvoir être nettoyé.Il est à noter que pour tous les niveaux d'échanges thermiques avec l'extérieur il est possible, sans sortir du cadre de la présente invention de faire circuler vapeur et solution côté enceinte ou, au contraire, à l'intérieur d'un circuit d'échange rendant ainsi possible d'adapter la morphologie de la surface d'échange à toutes astreintes telles que non contamination par exemple.In this way, a liquid is available which can be used as a coolant for all exchanges with the outside, with the exception of the thermal contribution of desorption, without any risk of vaporization since at any point the temperature will be below the saturation temperature. This will prevent the penetration of a foreign fluid inside the unit, all internal exchanges being ensured by circulation of unsaturated solution, therefore without risk of contamination and under very small pressure difference making the realization of surfaces much cheaper exchange. In addition, the heat is evacuated in an external exchanger, on air or on water, which can easily be isolated from the unit and designed to be able to be cleaned. It should be noted that for all levels of heat exchanges with the outside it is possible, without departing from the scope of the present invention, to circulate vapor and solution on the enclosure side or, on the contrary, inside an exchange circuit thus making it possible to adapt the morphology from the exchange surface to any strain, such as non-contamination for example.

Il est aussi possible, en utilisant la disposition en modules déja décrite, d'élargir l'intervalle de température sur lequel la PAC échange avec l'extérieur, sans pour autant accroitre l'écart de pression.Par exemple pour doubler l'intervalle de température de l'apport thermique, on peut soutirer de la solution appauvrie à une température correspondant au milieu de l'intervalle et l'envoyer à l'absorbeur; les différences de débit ainsi réalisées entre les sections permettent d'échanger avec l'extérieur le complément de chaleur; cela suppose que la variation de température de lasolution entre les deux niveaux de pression soit de préférence obtenue suivant un processus adiabatique. Le même raisonnement s'applique aux échanges avec la source froide.It is also possible, using the module arrangement already described, to widen the temperature range over which the heat pump exchanges with the outside, without increasing the pressure difference, for example to double the range of temperature of the heat input, one can withdraw from the depleted solution at a temperature corresponding to the middle of the interval and send it to the absorber; the differences in flow rate thus produced between the sections allow the additional heat to be exchanged with the outside; this supposes that the temperature variation of the solution between the two pressure levels is preferably obtained according to an adiabatic process. The same reasoning applies to exchanges with the cold source.

Un avantage important du cycle décrit selon l'invention apparait lorsque l'on compare ce cycle à celui des systèmes dits "Multiétagés". En effet, non seulement, il est ici aussi possible de rendre dissymétriques les deux écarts de température entre les trois niveaux d'échanges avec l'extérieur, faisant varier en proportion les quantités de chaleur échangées avec les sources selon le Principe de Carnot, mais il est surtout possible, ce qui ne l'est pas autrement, de faire varier le niveau médian, les extrêmes étant fixes, et cela meme en cours de fonctionnement et de façon continue, par la seule variation de débit de solution du cycle à absorption, pour une charge donnée.An important advantage of the cycle described according to the invention appears when this cycle is compared to that of so-called "multi-stage" systems. Indeed, not only, it is also possible here to make asymmetric the two temperature differences between the three levels of exchanges with the outside, varying in proportion the amounts of heat exchanged with the sources according to the Carnot Principle, but it is especially possible, which is not otherwise, to vary the median level, the extremes being fixed, and this even during operation and continuously, by the only variation of solution flow rate of the absorption cycle , for a given charge.

Par exemple pour des niveaux de température de 180/35/250C le coefficient de performance théorique atteindra 10,5 ce qui conduit a des performances au moins égales à celles d'une installation d'evaporation multiples effets utilisée pour concentrer un produit à 250C, et ce avec un investissement moindre et une plus basse température du produit à traiter.For example for temperature levels of 180/35 / 250C the theoretical coefficient of performance will reach 10.5 which leads to performance at least equal to that of a multiple effects evaporation installation used to concentrate a product at 250C, and this with a lower investment and a lower temperature of the product to be treated.

Il faut aussi noter que le cycle, selon l'invention, peut être décrit en inversant les niveaux de pression. De la sorte le cycle à absorption sera décrit en sens inverse (cycle dit à résorption), la condensation s'effectuera à pression plus basse que la vaporisation. On obtiendra ainsi un système dénommé: "Thermotransformateur", c' est-à-dire ou une partie de la chaleur reçue sera dégradée à un niveau inférieur pour revaloriser le restant à niveau plus élevé. Tous les avantages du cycle d'absorption décrit selon l'invention, subsistent dans ce cas et en particulier la possibilité de faire varier a volonté, de façon continue le niveau médian de température par rapport aux deux niveaux extrêmes.It should also be noted that the cycle according to the invention can be described by reversing the pressure levels. In this way the absorption cycle will be described in reverse (said absorption cycle), the condensation will be carried out at a lower pressure than the vaporization. This will give a system called: "Thermotransformer", that is to say where part of the heat received will be degraded to a lower level to revalorize the remainder at a higher level. All the advantages of the absorption cycle described according to the invention remain in this case and in particular the possibility of varying at will, continuously, the median temperature level with respect to the two extreme levels.

Les descriptions précédentes sont données à titre d'exemple de réalisation du procédé selon l'invention. D'autres realisations peuvent être envisagées selon des dispositifs connus d'échange thermique et de circulation de fluide, sans sortir du cadre de la présente invention. On peut en particulier utiliser des thermosyphons et aussi adjoindre un gaz incondensable pour abaisser la pression partielle de la phase vapeur dans la partie du cycle dite "basse pression. The preceding descriptions are given by way of example of embodiment of the method according to the invention. Other embodiments can be envisaged according to known devices for heat exchange and fluid circulation, without departing from the scope of the present invention. One can in particular use thermosyphons and also add an incondensable gas to lower the partial pressure of the vapor phase in the part of the cycle called "low pressure".

Claims

1- Improved process for the production of a Tritherme heat pump describing a cycle during which a gaseous solute is absorbed in a liquid solvent and then is desorbed at a pressure at least equal to the previous one and characterized in that the gas desorbed having a concentration and a temperature close to equilibrium with those of the rich solution entering the desorber, is condensed over a decreasing temperature interval by heat exchange successively with an external source then with the evaporator, the said gas thus having summer condensed is then after expansion introduced into the evaporator or the vaporization begins by exchange with an external source then is completed by heat exchange with the condenser above.

2- A method according to claim (1) characterized in that the gas is (a) desorbed over a temperature range and then (b) separated from the lean solution then (c) cooled, without mass transfer. With the current (a ) before being (d) separated from the condensates (e) which will be recycled with (a), the gaseous phase alone then being extracted.

3- A method according to claim (1) or (2) characterized in that the lean solution introduced into the absorber first undergoes adiabatic absorption bringing it close to saturation, this solution then being taken in a separate circuit to serve as heat transfer fluid in various exchanges, except desorption.

4- Method according to one of claims (1) to (3) characterized in that the desorption pressure is at most equal to the absorption pressure, the condensation pressure thus becoming at most equal to the evaporation pressure .

5- Combined heat and mass transfer device characterized in that it comprises at least (A) a liquid / gas separation compartment in which the conditions are close to equilibrium with the rich solution, (B) a compartment of liquidigas separation in which the conditions are close to equilibrium with the lean solution and (C) a heat exchange compartment connecting (A) to (B) and in which the solution circulates from (A) to (B) in being heated and the gas from (B) to (A) being cooled, a sealed circuit through which a heat transfer fluid allows the heat exchange between said comr> artiment you outside.