ITMI971285A1 - Metodo ed apparecchiatura per il raffreddamento ad assorbimento di un fluido - Google Patents
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Description
Descrizione dell ' invenzione industriale avente per titolo:
"METODO ED APPARECCHIATURA PER IL RAFFREDDAMENTO AD ASSORBIMENTO DI UN FLUIDO"
La presente invenzione ha per oggetto un' apparecchiatura per il raffreddamento di un fluido, in particolare dell' aria.
Il raffreddamento dell' aria , noto comunemente come condizionamento dell' aria, viene attuato mediante due diversi sistemi.
Un primo sistema, largamente diffuso per il condizionamento dell' aria sia nelle costruzioni civili che nei veicoli, utilizza compressori funzionanti con clorofluorocarburi ed azionati da motori elettrici o dai motori dei veicoli.
Un secondò<' >sistema , così detto ad assorbimento , funzionante normalmente con soluzioni saline o ad acqua ed ammoniaca , incontra delle difficoltà ad una sua diffusione capillare in quanto , pur necessitando di una potenza elettrica assai ridotta , richiede di essere corredato di ingombranti torri evaporative per lo smaltimento del calore prodotto. I condizionatori tradizionali a compressore necessitano di una notevole potenza elettrica installata , ed inoltre i condizionatori di questo tipo sono soggetti nel loro funzionamento alla variazione del numero di giri del motore nel caso di loro installazione sugli autoveicoli.
E' anche da rilevare che l' utilizzo dei clorofluorocarburi costituisce una significativa fonte di danno ecologico come è ormai ampiamente noto.
La macchine di condizionamento ad assorbimento presentano indubbiamente dei vantaggi rispetto ai condizionatori dotati di compressore sia dal punto di vista della potenza elettrica richiesta , assai modesta , sia dal punto di vista ecologico , poiché le soluzioni saline di cui generalmente fanno uso non comportano alcun danno nel caso di una loro diffusione all' esterno degli apparecchi.
Tuttavia, tali condizionatori ad assorbimento producono una quantità di calore da smaltire di rilevante entità , circa doppia di quella prodotta dai condizionatori a compressore di pari potenzialità.
Tale calore deve essere smaltito , almeno in parte , da una soluzione acquosa salina , generalmente di litio bromuro , che presenta una temperatura di circa 40 C°. a fronte di una produzione di acqua gelida di circa 4°C. , utilizzabile per il raffreddamento dell' aria da condizionare.
Tale temperatura di 40°C. è assai prossima alle temperature raggiunte nei mesi estivi in molti paesi anche a clima temperato e risulta spesso inferiore alle temperature raggiunte dall' aria nei paesi caldi a clima equatoriale.
Non è perciò possibile ipotizzare l' utilizzo dell' aria come mezzo di raffreddamento della soluzione salina, ed infatti i condizionatori ad assorbimento a bromuro di litio presenti sul mercato prevedono generalmente circuiti di raffreddamento ad acqua , essendo tale acqua a sua volta raffreddata in torri evaporative , rendendo perciò impossibile il loro impié’go sugli àutovèicoli e nelle piccole utenze. Come è noto ai tecnici del ramo , la temperatura di 40°C. della soluzione salina è strettamente correlata alla tensione di vapore dell' acqua gelida e alla concentrazione della soluzione.
Unty- eventuale significativo incremento di tale temperatura potrebbe essere realizzato ipoteticamente soltanto con un aumento della concentrazione salina , ma ciò non è possibile , nelle normali condizioni di lavoro , in quanto la concentrazione del sale è già assai prossima alla curva di cristallizazione e la formazione di cristalli è ovviamente assolutamente da evitare. Nel precedente brevetto europeo n. 911112305.7 nel corrispondente brevetto statunitense US-A-5.177.979 e nei brevetti US-A-3.483.710 US-A-4.667.485 e US-A4.732.008 vengono descritte macchine ad assorbimento a cascata che comprendono almeno due circuiti o dispositivi di assorbimento separati che interagiscono , utilizzando il secondo dispositivo come mezzo di raffreddamento del liquido assorbente del primo dispositivo la cui concentrazione avviene per ebollizione ottenuta mediante la condensazione del vapore prodotto dalla concentrazione per ebollizione del liquido assorbente del secondo dispositivo ed il calore necessario a quest' ultima concentrazione, viene fornita da una sorgente esterna alla macchina ( bruciatore o altro ).
Essendo i due dispositivi interagenti ma separati, ne consegue che il quantitativo di vapore prodotto dalla concentrazione della soluzione assorbente del secondo dispositivo deve cedere per condensazione alla soluzione assorbente del primo dispositivo l' esatto quantitativo di calore necessario alla sua concentrazione.
Tutto ciò rappresenta un vincolo che rende difficoltosa la realizzazione pratica della macchina in quanto è già presente un altro vincolo, rappresentato dal fatto che la soluzione assorbente del secondo dispositivo deve assorbire tutto il vapore prodotto dal raffreddamento della soluzione assorbente del primo dispositivo.
Cioè nella rigenerazione della soluzione assorbente del secondo dispositivo è necessario per il primo vincolo produrre il quantitativo di vapore esattamente richiesto dalla rigenerazione della soluzione assorbente del primo dispositivo e per il secondo vincolo ottenere una soluzione concentrata che possa assorbire tutto e solo il vapore prodotto dal raffreddamento della soluzione assorbente del primo dispositivo.
Inoltre nei brevetti precedentemente citati viene utilizzato come mezzo evaporante acqua pura fatto questo che limita la temperatura di evaporazione ad alcuni gradi sopra zero al fine di evitare il raggiungimento del punto di congelamento.
Scopi principali della presente invenzione, che la differenzia in modo sostanziale dal precedente brevetto europeo n. 911112305.7 e dal corrispondente brevetto statunitense US-A-5.177.979, sono quelli di realizzare un' apparecchiatura per il condizionamento dell' aria a doppio stadio che elimini il doppio vincolo sopra citato, consenta di effettuare il raffreddamento dell' apparecchiatura sia utilizzando aria che acqua proveniente da torre evaporativa oppure riscaldando acqua proveniente da rete idrica a fini igenici, industriali o di riscaldamento e che questo raffreddamento possa essere effettuato sia mediante la condensazione del vapore prodotto dalla concentrazione della soluzione diluita del primo dispositivo sia asportando calore dalla soluzione assorbente , realizzando la possibilità di asportare calore in tutto o in parte sia dalla soluzione assorbente del primo dispositivo che dalla soluzione assorbente del secondo dispositivo, ottenendo con ciò un c.O.P. variabile da un minimo di circa 0.6 , qualora il calore venga sottratto solamente dalla soluzione assorbente del secondo dispositivo , ed un massimo di circa 1.2 qualora il calore venga sottratto totalmente dalla soluzione assorbente del primo dispositivo , ed un C.O.P. intermedio tra questi due valori limite qualora il calore venga sottratto in parte dal primo e in parte dal secondo dispositivo, essendo il valore del C.O.P. legato ad un criterio di proporzionalità con il rapporto tra il calore smaltito dal primo dispositivo e quello smaltito dal secondo dispositivo.
Quanto prima descritto è reso possibile dal fatto che, asportando calore dalla soluzione assorbente del primo dispositivo, si rende inoperante 1· assorbitore del secondo dispositivo e 1' apparecchiatura si comporta come un assorbitore a doppio stadio di tipo tradizionale costituito da un evaporatore un assorbitore e due generatori essendo le macchine di questo tipo , come è noto ai tecnici del ramo , caratterizate dal fatto di avere un C.O.P. di circa 1.2 .
Quésto aspettò dell'apparecchiatura si estende anche a quegli utilizzi in cui solo una parte del calore viene sottratto dalla soluzione assorbente del primo dispositivo, come può avvenire per esempio durante l' utilzzo dell'apparecchiatura per il condizionamento dell' aria alla massima potenzialità disponibile con una modesta richiesta di acqua calda a fini igenici.
In questo caso il C.O.P. assumerà un valore intermedio tra il massimo e il minimo proporzionalmente al quantitativo di calore sottratto dalla soluzione assorbente del primo dispositivo rispetto al quantitativo di calore totale da asportare dall' assorbitore.
Realizzare una macchina che consenta di avere delle temperature all* evaporatore del primo dispositivo inferiori allo 0°C. così da consentire il recupero di calore dall’ aria esterna durante la stagione invernale permettendo l' impiego dell’ apparecchiatura come pompa di calore .
Questi ed altri scopi vengono ottenuti con un' apparecchiatura ad assorbimento per il raffreddamento di un fluido , in particolare dell* aria , comprendente due distinti dispositivi di raffreddamento ad assorbimento , tra loro interagenti e comunicanti , ciascuno avente un evaporatore un assorbitore e un generatore , in cui nell’ evaporatore e nell' assorbitore viene mantenuta una pressione sensibilmente inferiore alla pressione atmosferica, nell' evaporatore è presente un liquido evaporante che vien prelevato per essere ri-immesso nell' evaporatore stesso dopo essere stato fatto passare in uno scambiatore di calore attraverso il quale il liquido assorbe calore da un fluido esterno , nell' assorbitore è presente un liquido assorbente del vapor d' acqua il quale viene prelevato per essere ri-immesso nell' assorbitore , dopo essere stato fatto passare almeno in parte in un generatore in cui la pressione è superiore a quella esistente nel corrispondente evaporatore ed assorbitore ed ove è previsto un elemento riscaldante che provoca 1' ebollizzione del suddetto liquido assorbente , con formazione di vapore acqueo che viene prelevato e quindi condensato in uno scambiatore di calore condensatore del vapore e ri-immesso in detto evaporatore , con conseguente formazione di un liquido assorbente concentrato che viene ri-immesso nell· assorbitore dopo essere stato fatto passare in uno scambiatore di calore dove esso cede calore al liquido diluito ( da concentrare ) proveniente dall’ assorbitore , nell' assorbitore essendo previsto uno scambiatore di calore per il raffreddamento del liquido assorbente , che nel primo dispositivo costistuisce lo scambiatore di calore in cui l'evaporatore del secondo dispositivo assorbe calore , mentre l' evaporatore del primo dispositivo assorbe calore da un fluido esterno all' apparecchiatura , generalmente dall' acqua gelida proveniente dai fan-coil.
Nell' assorbitore del secondo dispositivo è previsto uno scambiatore di calore che cede calore ad un fluido esterno all' apparecchiatura .
Inoltre il liquido assorbente del primo dispositivo prima di essere ri-immesso nell' assorbitore viene fatto . passare in uno scambiatore di calore in cui può cedere calore ad un fluido esterno all' apparecchiatura , vantaggiosamente detto fluido esterno può scambiare calore direttamente con il liquido assorbente del primo dispositivo o indirettamente scambiando calore con il liquido evaporante del secondo dispositivo in uno scambiatore di calore in cui il liquido evaporante del secondo dispositivo viene fatto passare prima di essere ri-mmesso nell' evaporatore.
Il fluido assorbente diluito in uscita dagli assorbitori dei due dispositivi viene miscelato ed , almeno in parte , inviato nel primo generatore ove esiste un elemento riscaldante esterno , per esempio , un bruciatore e che la soluzione parzialmente concentrata in uscita dal suddetto primo generatore venga inviata ad un secondo generatore dopo essere passata in uno scambiatore di calore in cede calore alla soluzione debole ( da concentrare ) e che l' elemento riscaldante di questo secondo generatore sia costituito dallo scambiatore di calore condensatore di vapore prodotto dalla parziale concentrazione avvenuta nel primo generatore , e che la pressione e quindi la tempèratura nell' evaporatore e nell' assorbitore del primo dispositivo siano inferiori a quelle esistenti nei corrispondenti elementi del secondo dispositivo.
Il fluido concentrato in uscita da questo secondo generatore , prima di essere miscelato con la soluzione debole per formare la soluzione assorbente da ri-immettere negli assorbitori dei due dispositivi viene fatto passare in un altro scambiatore di calore in cui scambia calore con la soluzione da inviare alla concentrazione.
Vantaggiosamente l' apparecchiatura , secondo la presente invenzione, viene utilizzata per la simultanea generazione di calore che può essere utilizzato per riscaldare l' acqua impiegabile direttamente come acqua igenica o indirettamente per riscaldamento , tale caratteristica permette di considerare l'apparecchiatura come una vera pompa di calore ad alto rendimento.
Infatti il calore ceduto sul lato caldo della macchina è pari al calore fornito dal bruciatore pi— quello assorbito dall' evaporatore del primo dispositivo.
Al fine di rendere pi— chiara la comprensione della struttura e delle caratteristiche dell* apparecchiatura secondo la presente invenzione, ne sarà ora descritta una realizzazione semplificata data a titolo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento all' unito disegno in cui l' unica figura rappresenta schematicamente una apparecchiatura per il raffreddamento ad assorbimento dell* aria.
L' apparecchiatura per il raffreddamento ad assorbimento dell' aria schematizzata nel disegno comprende due distinti dispositivi di raffreddaménto ad assorbimento dell' aria tra loro collegati ed interagenti.
I due dispositivi ad assorbimento singolarmente considerati sono di struttura e funzionamento tradizionali e ben noti e quindi una loro descrizione dettagliata verrà omessa essendo sufficiente la spiegazione che segue per la loro comprensione:
I due dispositivi comprendono ciascuno un' evaporatore (1 , 1A ) ed un assorbitore ( 2, 2A ) tra loro comunicanti, sia l' evaporatore con il rispettivo assorbitore che l' evaporatore ( 1 ) con l' evaporatore ( 1A ) e 1* assorbitore ( 2 ) con l' assorbitore ( 2A ) , la comunicazione tra gli evaporatori dei due dispositivi e tra gli assorbitori è una comunicazione lato liquido e viene effettuata per mezzo di sifoni così da consentire il trasferimento di liquidi e non dei vapori e permettere il mantenimento di differenti pressioni nei due dispositivi; mentre la comunicazione tra gli evaporatori e i corrispondenti assorbitori è una comunicazione lato vapore.
Negli evaporatori e negli assorbitori viene mantenuta -una pressione sensibilmente inferiore alla pressione atmosferica. Gli assorbitori sono inoltre connessi con i generatori ( 3, 3A ) .
Negli evaporatori ( 1, 1A ) è presente un liquido evaporante, generalmente una soluzione salina di bromuro di litio a bassa concentrazione , 20% in peso circa, che presenta un punto di congelamento inferiore a -15°C. ed in cui la presenza di sale causa un innalzamento della temperatura di saturazione alla pressione di esercizio di circa 3°C . valore questo ininfluente agli effetti del funzionamento della macchina.
In detti evaporatori la soluzione evaporante viene prelevata per essere ri-immessa alla sommità degli stessi, dopo essere stata fatta passare attraverso un condotto ( 4 , 4A } , una pompa ( P5, P7 ) .
La pompa ( P7 ) spinge il liquido evaporante del secondo dispositivo attraverso gli scambiatori ( E13, 5A ) e i condotti ( 4A ) e ( 4B ) , nello scambiatore ( E13 ) il liquido evaporante del secondo dispositivo può cedere calore, ad un fluido esterno per esempio acqua igenica, che viene fatta passare attraverso i condotti di ingresso e di uscita (22, 22/1 ) , nello scambiatore ( SA ) assorbe calore dal liquido assorbente del primo disposi-tivo ( 2 ) ; l' acqua igenica preriscaldata nello scambiatore ( E13 ) viene inviata tramite il condotto 22/1 allo scambiatore ( E14 ) ove raggiunge la sua temperatura di utilizzo scambiando calore con il fluido di raffreddamento dell' assorbitore del secondo dispositivo, come in seguito descritto.
La pompa { P5 ) preleva e ri-immette la soluzione evaporante del primo disposito nell'evaporatore attraverso la valvola ( FV09 ) e i condotti (4, 6 ).
Nell' evaporatore ( 1 ) è previsto uno scambiatore di calore { 5/1 ) attraverso il quale il fluido evaporante del primo dispositivo assorbe calore da un fluido esterno all' apparecchiatura che viene poi generalmente utilizzato per raffreddare 1' aria.
Una pompa ( P2 ) preleva detto fluido dallo scambiatore di calore ( 5/1 ) attraverso il condotto ( 4/1 ) e lo invia allo scambiatore di calore ( 5 ) , esterno all' apparecchiatura ove detto fluido generalmente scambia calore con l'aria da condizionare per poi rinviarlo allo scambiatore ( 5/1 ) attraverso il condotto ( 6/1 ).
Negli assorbitori (2, 2A ) è presente un liquido ( preféribiliniente una soluzione acquosa di bromuro di litio assorbente del vapor d' acqua generato nell* adiacente evaporatore , tale liquido essendo prelevato attraverso un condotto ( 7 ,7A ) per mezzo della pompa { P4 ) per essere ricircolato alla sommità dell' assorbitore attraverso un condotto di ricircolo ( 8 ,8A ).
Detto liquido , prelevato dai due assorbitori ( 2, 2A ) prima di essere ri-immesso alla sommità degli assorbitori viene miscelato così da garantire che la soluzione assorbente ricircolata alla sommità dei due assorbitori ( 2, 2A ), abbia la stessa concentrazione anche nel caso in cui nell' assorbitore del secondo stadio ( 2A ) non sia stato assorbito vapore acqueo o ne sia stata assorbita solo una parte di quello normalmente assorbito , a causa di un assorbimento di calore da parte di un fluido esterno , per esempio acqua igenica , dall' evaporatore del secondo stadio.
Una parte del liquido uscente dall* assorbitore del primo dispositivo viene prelevato attraverso il condotto ( 9 ) e la pompa ( PI ) ed inviato allo scambiatore di calore ( 10 ) in cui assorbe calore raffreddando il liquido di ritorno preveniente dal generatore ( 3 ) attraverso il condotto ( 17B ) il fluido concentrato in uscita dallo scambiatore ( 10 ) viene fatto passare in:un dispositivo ( 17A ) di separazione liquido vapore di tipo noto ed attraverso il condotto ( 16 ) miscelato con la soluzione debole , formando una soluzione assorbente che viene ri-immessa negli assorbitori dei due dispositivi attraverso i condotti ( 8, 8A ). La soluzione diluita in uscita dallo scambiatore ( 10 ) viene inviata attraverso il condotto ( 9A ) in un successivo scambiatore di calore ( 10A ) in cui viene riscaldata raffreddando la soluzione di ritorno, che utilizza il condotto ( 13A ), dal generatore ( 3A ) , questa soluzione parzialmente concentrata viene inviata attraverso un separatore di liquido ( 17 ) ed un condotto ( .13B ) al generatore (3 ) , il vapore prodotto nel generatore ( 3A) viene inviato attraverso il condotto ( 12A ) allo scambiatore di calore condensatore del vapore ( 11 ) che è 1" elemento viene fornita energia termica al generatore ( 3 ), il vapore condensato in uscita da detto scambiatore attraverso il condotto ( 14A ) viene fatto confluire , dopo essere passato in un separatore liquido vapore ( 15A ) nel condotto ( 12 ) ove passa il vapore in uscita dal generatore ( 3 ).
Il vapore che condensa nel condensatore ( 11 ) ha una pressione di saturazione maggiore rispetto a quello prodotto nel generatore ( 3 ) per cui in uscita dal separatore ( 15A ) in parte rievapora e insieme al condensato e al vapore prodotto nel generatore ( 3 ) viene inviato tramite i condotti ( 12,12B ) agli scambiatori di calore ( 13, E15 ) dove il vapore condensa e il liquido viene sottoraffreddato. Il vapore condensato in uscita dagli scambiatori ( 13, E15 ) attraverso i condotti ( 14,14/1) giunge ad un separatore liquido vapore ( 15 } e tramite il condotto { 14/2 ) la valvola ( FV03 ) e il condotto ( 14/3 ) all' evaporatore del secondo dispositivo ( 1A ) e a quello del primo dispositivo ( 1 ) essendo i due evaporatori in comunicazione tra loro tramite il condotto ( 6A ) . Il liquido prelevato dall' assorbitore del secondo dispositivo viene , nella stagione estiva, inviato attraverso la valvola a tre vie ( FV05 ) e il condotto ( 7B ) , ad uno scambiatore di calore ( 21 ) dove cede calore ad un fluido esterno all' apparecchiatura, generalmente aria e un condotto di ritorno ( 7C ), per poi essere miscelato con il corrispondente fluido proveniente dal primo dispositivo , l' eventuale richiesta di acqua calda igenica in questa configurazione causa la partenza automatica della pompa ( P6 ) così che l'acqua igenica proveniente dal condotto ( 22 ) viene prima preriscaldata nello scambiatore ( E13 ) raffreddando il liquido evaporante del secondo dispositivo ( 1A ) spinto dalla pompa ( P7 ) tramite il condotto ( 4A ) e sucessivamente portata alla temperatura di utilizzo nello scambiatore di calore ( E14 ) ove viene riscaldata dal fluido di raf fredamento dell' assorbitore del secondo dispositivo ( 2A ) spinto dalla pompa ( P6 ) attraverso il condotto ( 20A ).
Il calore prodotto nell' assorbitore del secondo dispositivo { 2A ) viene contemporaneamente smaltito sia dallo scambiatore di calore ( 21 ) che dallo scambiatore di calore ( 20 ) e la regolazione automatica dell' apparecchiatura provoca in questo caso una diminuzione del numero di giri del ventilatore ( VI ) così da diminuire la potenzialità termica degli scambiatori di calore ( 21, 13 ) a vantaggio degli scambiatori ( E14, E15 ) ·
Nella stagione invernale la valvola ( FV05 ) impedisce il passaggio del liquido assorbente del secondo dispositivo attraverso lo scambiatore ( 21 ). Ed il raffreddamento dell' assorbitore del sécohdo dispositivo ( 2A ) avviene mediante lo scambiatore di calore ( 20 ) , il condotto di mandata ( 20A ) e quello di ritorno { 20B ) e la pompa ( P6 ) ; nello scambiatore di calore ( 20 ) il liquido assorbente del secondo dispositivo scambia calore con un fluido esterno all' apparecchiatura generalmente l' acqua inviata ai fan- coil per il riscaldamento degli ambienti. Questa acqua di raffreddamento della soluzione assorbente del secondo dispositivo spinta dalla pompa ( P6 ) viene fatta passare nei due scambiatori di calore { E14, E15 ) , nello scambiatore di calore ( E14 ) cede calore all' acqua igenica eventualmente richiesta mentre nello scambiatore di calore condensatore di vapore ( E15 ) assorbe calore condensando il vapore proveniente dal generatore -( 3 ) .La valvola a tre vie manuale ( FV04 ) permette di inviare l' acqua calda ai fancoil nella stagione invernale, mentre nella stagione estiva ne permette 1' esclusione. Inoltre , sempre nella stagione invernale , nel funzionamento come pompa di calore , il liquido evaporante del primo dispositivo per mezzo del condotto ( 4 ) e spinto dalla pompa { P5 ) prima di essere ri-immesso nell' evaporatore , attraverso la valvola a tre vie ( FV09 ) il condotto ( 6/2 ) e il condotto ( 7B ) viene inviato allo scambiatore di calore ( 21 ) , ove assorbe calore dall' aria esterna coadiuvato in questa funzione dallo scambiatore ( 13 ) posto in funzionamento di appoggio allo scambiatore ( 21 ) tramite le valvole a tre vie ( FV02, FV07 ). Il liquido evaporante del primo dispositivo dopo essere passato nello scambiatore di calore ( 21 ) viene ri-immesso nell' evaporatore ( 1 ) tramite la valvola ( FV06 ) e il condotto ( 6/3 ).
Tramite la valvola a tre vie ( FV08 ) la soluzione evaporante del primo dispositivo può essere fatta passare attraverso lo scambiatore di calore ( E12 ) in cui assorbe calore dall' acqua di raffreddamento dell' assorbitore ( 2A ) del secondo dispositivo utilizzata per il riscaldamento di un fluido esterno all' apparecchiatura , per esempio aria a mezzo di fan-coil. Questo fluido spinto dalla pompa ( P6 ) utilizzando i condotti ( 20A, 20B ) , effettua, mediante l' azionamento automatico temporizzato della valvola a tre vie ( FV08 ), lo sbrinamento degli scambiatori di calore ( 21, 13 ) attraverso i quali il fluido evaporante del primo dispositivo assorbe calore dall' aria esterna.
Qualora la temperatura dell' aria esterna scenda al di sotto del valore limite del funzionamento come pompa di calore, vantaggiosamente l' apparecchiatura è in grado di funzionare come una normale caldaia a gas.
Il liquido evaporante proveniente dal primo dispositivo ( 1 ) tramite il condotto ( 4 ) e la pompa ( P5 ) la valvola a tre vie ( FV09 ) e il condotto ( 6/2 ) viene inviato per un tempo controllato allo scambiatore di calore ( 13, 21 ) e attraverso la valvola a tre vie ( FV06 ) e il condotto ( 7C ) viene miscelata con la soluzione assorbente dei due dispositivi,creando una soluzione fortemente diluita, questa soluzione avente una concentrazione intermedia tra la concentrazione della soluzione in uscita dagli assorbitori e quella presente negli evaporatori, viene inviata ai generatori ( 3,3A ) tramite la pompa ( PI ), gli scambiatori ( 10, 10A ) per mezzo dei condotti precedentemente indicati.
Il vapore prodotto nel generatore ( 3 ) tramite il condotto ( 12 ) viene inviato allo scambiatore di calore condensatore del vapore ( E15 ) in cui condensa e cede calore all ’ acqua che spinta dalla pompa (P6) cede calore ad un fluido esterno all' apparecchiatura generalmente aria riscaldata a mezzo di fan-coil .
La condensa proveniente dallo scambiatore ( E15 ) passa nel condotto ( 14 ) , nel separatore liquido vapore ( 15 ) nel condotto ( 14/2 ) e tramite 1* elettrovalvola ( FV03 ) viene miscelata con la soluzione inviata ai concentratori tramite il condotto ( 8B ). Per uscire dalla Condizione " Caldaia " è sufficiente commutare le valvole (FV03) così che la condensa ripristini i corretti livelli negli evaporatori.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura ad assorbimento per il raffreddamento di un fluido , in particolare dell' aria, funzionante come pompa di calore, comprendente due distinti dispositivi di raffreddamento ad assorbimento, ciascuno avente un'evaporatore ( 1, 1A ) ed un assorbitore ( 2, 2A) tra loro comunicanti ed un generatore ( 3, 3A ) , in cui nell' evaporatore e nell' assorbitore viene mantenuta una pressione sensibilmente inferiore alila pressione atmosferica, nell' evaporatore è presente un liquido evaporante costituito da una soluzione salina a bassa concentrazione che avendo una temperatura di congelamento inferiore a -15°C. consenta il funzionamento dell' apparecchiatura come pompa di calore recuperando calore dall’ aria esterna anche con temperature della stessa di 0°C. o inferiori. Detta . soluzione evaporante viene prelevata per essere ri-immessa nell' evaporatore ove assorbe calore in uno scambiatore di calore ( 5/1, 5A ), nell' assorbitore ( 2, 2A) è presente un liquido assorbente del vapor d' acqua il quale viene prelevato per essere ri-immesso nell* assorbitore dopo essere fatto passare almeno in parte in detto generatore ( 3, 3A ) in cui la pressione è superiore a quella esistente nel corrispondente evaporatore ( 1, 1A ) ed assorbitore ( 2, 2A ) e che nei rispettivi generatori ( 3, 3A ) sia previsto un elemento riscaldante ( 11, H A ) che provoca 1* ebollizione del suddetto liquido assorbente con formazione di vapor d' acqua che viene prelevato e quindi condensato in uno scambiatore di calore condensatore del vapore ( 11, 13, E15 ) e ri-immesso in detto evaporatore , con formazione-di un liquido assorbente concentrato che viene ri-immesso nell' assorbitore dopo essere stato fatto passare in uno scambiatore di calore ( 10, 10A ), ove esso cede calore al liquido assorbente diluito proveniente dall' assorbitore , il suddetto scambiatore ( 5/1 ) del liquido evaporante del primo dispositivo è lo scambiatore che produce l' acquua gelida utilizzata nel periodo estivò per il condizionamento dell'aria, lo scambiatore ( 5A ) è lo scambiatore di calore di raffreddamento del liquido assorbente del primo dispositivo, e che gli scambiatori di calore ( 20, 21) di raffreddamento del liquido assorbente del secondo dispositivo siano scambiatori che cedono calore ad un fluido esterno all' apparecchiatura, che l'elemento riscaldante del liquido assorbente nel generatore (3) è costituito dallo scambiatore (11) condensatore del vapore proveniente dal generatore ( 3A ) mentre nel generatore ( 3A ) esso è costituito da un buciatore ( H A ) , e che la pressione e quindi la temperatura nell' evaporatore e nell' assorbitore del primo dispositivo siano inferiori a quelle esistenti nei corrispondenti elementi del secondo dispositivo, caratterizzato dal fatto che nell' evaporatore del primo dispositivo viene utilizzata una soluzione evaporante di litio bromuro in acqua a bassa concentrazione che consenta di avere una temperatura di evaporazione inferiore a 0°C. mentre la temperatura a cui deve essere smaltito il calore dall'assorbitore del secondo dispositivo scambiatore di calore ( 20 ) e dallo scambiatore di calore condensatore del vapore ( E15 ) prodotto nel generatore* (<' >3 ') è tale da consentire la produzione di acqua calda utilizzabile ai fini di riscaldamento avente una temperatura di circa 60°C.
- 2. Apparecchiatura ad assorbimento come da rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che le soluzioni deboli in uscita dagli assorbitori ( 2, 2A ) del primo e del secondo dispositivo prima di essere ri-immesse negli assorbitori vengano miscelate garantendo la stessa concentrazione in ingresso agli assorbitori del primo e del secondo dispositivo anche in presenza di differenti concentrazioni in uscita, e che la comunicazione lato liquido tra gli assorbitori dei due dispositivi ( 2, 2A ) avvenga per mezzo di sifoni consentendo il travaso di liquidi tra i due dispositivi e garantendo contemporaneamente il mantenimento di differenti pressioni. Consentendo con - ciò di concentrare la soluzione nei due generatori ( 3,3A ) e di rinviare la soluzione concentrata alla miscelazione con la soluzione debole in uscita dagli assorbitori con formazione di una soluzione assorbente avente la stessa concentrazione per entrambi gli assorbitori (2,2A) e ri-immessa negli stessi, mentre la soluzione debole in uscita da detti assorbitori avrà una differente concentrazione correlata ai diversi carichi termici’;dèi due assorbitori.
- 3. Apparecchiatura ad assorbimento come da rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che consenta di asportare calore sia dall' assorbitore del primo dispositivo ( 2) sia dall' assorbitore del secondo dispositivo ( 2A ) e che il calore sottratto al primo dispositivo richieda un fluido di raffreddamento esterno all* apparecchiatura con delle temperature di circa 30°C ad esempio acqua proveniente da torri evaporative o acqua per usi igenici , mentre il calore sottratto al secondo dispositivo richieda aria come mezzo di raffreddamento e che il raffreddamento possa essere effettuato sia asportando calore totalmente dall' assorbitore del primo dispositivo che totalmente dall' assorbitore del secondo dispositivo e sia in parte dall'uno , in parte dall' altro e che abbia un C.O.P. variabile da un minimo di circa 0.6 qualora il calore venga totalmente sottratto dall' assorbitore del secondo dispositivo , ed un massimo di 1.2 qualora il calore venga sottratto completamente dall'assorbitore del primo dispositivo ed assuma un valore intermedio qualora il calore venga sottratto in parte dal primo e in parte dal secondo.
- 4. Apparecchiatura ad assorbimento com da rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto che nel funzionamento coma pompa di calore il ritorno della condensa proveniente dallo scambiatore di calore ( E15) condensatore del vapore venga inviata all' evaporatore del secondo dispositivo tramite il separatore liquido vapore ( 15 ) e i condotti ( 14,14/2,14/3 ), realizzando con ciò un recupero di calore a carico esclusivamente del secondo dispositivo e quindi uno sbilanciamento in termini di bilancio termico consentendo con ciò nel funzionamento come pompa di calore di ottenere un C.O.P., per quanto riguarda questa aliquota di calore, di circa 1.2.
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