NL8403281A - Absorptiewarmtepomp met geintegreerde generator en rectificator. - Google Patents

Description

~ * * * / .............................

ΡΗΝ 11.188 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

itfDsorptdewarmtepcmp net geïntegreerde generator en rectificator.

De uitvinding heeft betrekking op een absarptiewarmteponp net een in een eerste kring voor een oplossing van werkmedium en oplosmiddel opgestelde generator en absorber en een in een tweede kring voor het werkmedium opgestelde condensor en verdamper, waarbij een uitgang 5 van de generator is aangesloten op de condensor en een uitgang van de verdamper is aangesloten op de absorber die via een uitgang is aangesloten op een ingang van de generator, terwijl een in een houder van de generator stekende, verticaal opgestelde eerste metalen pijp die aan zijn bovenzijde is gesloten aan zijn onderzijde is aangesloten qp een 10 buiten de houder geplaatst, tot de generator behorend vat waarin zich een verdanpings- respectievelijk condensatiemedium bevindt, waarbij de ruimte tussen de houder en de genoemde eerste pijp is aangesloten qp een toevoer voor de oplossing en qp een afvoer voor gasvormig werkmedium.

Bij een reeds voorgestelde absarptiewarmteponp van de in de aan-15 hef genoemde soort (in de niet vóórgepubliceerde Europese octrooiaanvrage 84200976.3) wordt het in de houder gevormde gasvormige werkmedium direct naar de condensor geleid. Een bezwaar hiervan is dat met bet gasvormig werkmedium ook gasvormig oplosmiddel in de condensor terecht kant en vandaar in vloeibare toestand naar de verdamper wordt gevoerd.

20 De werking van de verdamper wordt hierdoor nadelig beïnvloed. Dit is in het bijzonder het geval wanneer ammoniak als werkmedium wordt gebruikt en water als oplosmiddel. Uit onder andere het boek "Handbuch der Kaltetechnik”, deel VII p.338 tot en met 340 van R. Plank (uitgegeven in 1959) is het overigens bekend een zogenaamde rectificator toe te 25 passen voor het verwijderen van de waterdamp uit bet gasmengsel van ammoniak en water. In een uit twee gescheiden deel-constructies bestaande rectificator wordt daarbij het hete gasmengsel geleid door de relatief koude vloeibare oplossing van ammoniak en water die afkomstig is van de absorber. De rectificator constructie is gecompliceerd van optouw 30 en leidt tot een relatief dure absortiewarmtepomp die vrij moeilijk toegankelijk is bij onderhoudswerkzaamheden.

Het doel van de uitvinding is een absorptiewarmtepanp te verschaffen waarbij de genoemde bezwaren zijn vermeden.

8403281 * - EHN 11.188 2

De uitvinding heeft daartoe tot kenmerk, dat de eerste pijp in een bovenste, rectificerende sectie is gevuld met een thermisch isolerend gas en in een onderste, op de bovenste sectie aansluitende, genererende sectie aan zijn binnenwand is bevochtigd met condenserend 5 werkmedium, terwijl de pijp zowel in de bovenste als de onderste sectie is voorzien van. ten minste een aan de buitenwand van de pijp bevestigde vin die vrij ligt van. de binnenwand van. de houder.

Doordat het bovenste deel van de eerste pijp thermisch gescheiden is van het onderste deel functioneert het bovenste deel automatisch 10 als rectificator, terwijl het onderste deel functioneert als generator.

De integratie van rectificator en generator in één pijplichaam leidt tot een zeer eenvoudige constructie die in massafabricage goedkoop kan worden, vervaardigd.

Opgemerkt wordt, dat uit het tijdschrift "Journal of Heat 15 ‘Transfer" van februari 1973, p. 93-100 een zogenaamde warmtepijp bekend is waarin een niet-condenseerbaar inert gas wordt toegepast voor het constant houden, van de temperatuur aan de verdamper zijde van de pijp . Het inerte gas vormt een buffer die wordt gecomprimeerd bij een stijging van de verdanper temperatuur en die expandeert bij een daling van de 20 verdanper temperatuur. Het effectieve condensor oppervlak wordt daardoor vergroot respectievelijk verkleind zodat meer respectievelijk minder warmte wordt af gevoerd in afhankelijkheid van de verdanper temperatuur.

De buffer van inert gas wordt echter niet benut voor het verkrijgen van een adiabatische zone in de pijp die als rectificator functioneert 25 in een absorptiewarmtepomp.

Een voorkeursuitvoeringsvorm van de absorptiewarmtepomp waarin ook een zogenaamde dephlegmator met aan de rectificator en generator analoge constructie kenmerken in de houder is aangebracht heeft verder tot kenmerk dat de houder is voorzien van een met de eerste pijp coaxiale 30 gevinde tweede metalen pijp die boven de eerste pijp is opgesteld en aan zijn naar de eerste pijp toegekeerde uiteinde is gesloten, welke tweede pijp een coaxiale derde pijp omringt die aan zijn open onderzijde in verbinding staat met een toevoer voor een koelmedium en aan zijn door het gesloten bovenste uiteinde van de tweede pijp heen stekende, 35 open bovenste uiteinde is aangesloten op een af voer voor het koelmedium, terwijl de ruimte tussen de houder en de tweede pijp nabij het bovenste uiteinde van de houder is aangesloten op de condensor.

Een bijzondere uitvoeringsvorm van de absorptiewarmtepomp met 8403281 i * PHN 11.188 3 een optimale warmteoverdracht tussen het condenserende, medium in de eerste pijp en de rijke oplossing in de ruimte tussen de eerste pijp en de houder heeft tot kenmerk dat de aan de eerste pijp bevestigde metalen vin bestaat uit een aantal met elkaar verbonden lamellen die 5 schroeflijnvormig om de eerste pijp zijn gewikkeld.

Een zeer bijzondere uitvoeringsvorm van de absorptiewanntepamp die behalve een optimale warmteoverdracht ook een optimale stofover-dracht geeft heeft verder tot kenmerk dat de lamellen zijn voorzien van capillaire dcorstroamopeningen, waarbij de nabij elkaar gelegen 10 lamellen van opeenvolgende windingen van de gevormde schroeflijn elkaar in cmtreksrichting van de eerste pijp gezien gedeeltelijk overlappen en de capillaire doorstrodiopening die boven het vlak van een onderliggende lamel is gelegen zich in een verschoven positie bevindt ten opzichte van de capillaire doorstroomopening van de genoemde onder-15 liggende lamel.

De uitvinding zal nader vonden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin : figuur 1 schematisch een voorkeursuitvoeringsvorm toont van een absorptiewarmteparp volgens de uitvinding, 20 figuur 2 een gevinde pijp toont die wordt toegepast als geïntegreerde generator/rectificator in de absorptie-wamteparp volgens f iguur 1, figuur 3 een straningsbeeld van een lamel toont van de als generator functionerende sectie van de geïntegreerde 25 generator/rectificator volgens figuur 2, gezien in een eerste richting, figuur 4 een straningsbeeld van een lamel toont van de als generator functionerende sectie van de geïntegreerde generator/rectificator volgens figuur 2 gezien in 30 een tweede richting, figuur 5 het temperatuurverloop geeft in de vloeistoffilm op een lamel in de generatorsectie van de geïntegreerde generator/rectificator volgens figuur 2.

De met figuur 1 geïllustreerde voorkeursuitvoeringsvorm van 35 een absorptiewarmtepomp bezit een eerste kring voor een oplossing van verkmedium en oplosmiddel waarin een generator 1 en een absorber 3 zijn opgesteld en een tweede kring voor het werkmedium waarin een condensor 5 en een verdamper 7 zijn opgesteld. Als oplossing wordt bijvoorbeeld een 8403281 PHN 11.188 4 , « mengsel van ammoniak (wertanedium) en water (oplosmiddel) toegepast. Een eerste uitgang 9 van de generator 1 is door middel van een leiding 11 aan-gesloten, op een ingang 13 van de condensor 5, terwijl een uitgang 15 van de verdamper 7 via een leiding 17 is aangesloten qp een eerste in -5 gang 19 van de absorber 3. De condensor 5 bezit een uitgang 21 die door middel van een leiding 23 is aangesloten op een. ingang 25 van de verdamper 7. Een uitgang 27 van de absorber 3 is door middel van een serie leidingen 29 uiteindelijk aangesloten op. een ingang 31 van de generator 1, terwijl een tweede uitgang 33 van de generator 1 door een leiding 35 is 10 verbonden met een tweede ingang 37 van de absorber 3. In de leidingen 23 respectievelijk 35 bevinden zich een expansieventiel 39 en een expansieventiel 41. De warmtepomp is voorzien van een transportleiding 43 voor een verwarmingsvloeistof, bijvoorbeeld water. Het water wordt rondgepcmpt in de transportleiding. 43 door middel van een pomp 45.

15 Gezien vanaf de pomp 45 in de stromingsrichting van het water wordt dit achtereenvolgens getransporteerd naar een verwarmingslichaam 47 voor ruimteverwarming, een in de condensor 5 opgestelde warmtewisselaar 49, een in de absorber opgestelde warmte-stof-wisselaar 51 en vandaar weer naar de pomp 45. De leidingen 17 en 23 lopen in tegenstroom door een warmte-20 wisselaar 53, terwijl de. leidingen 29 en 35 in tegenstroom door een warmtewisselaar 55 zijn gevoerd.

De generator 1 bezit een verticaal· opgestelde, cirkelcylin-driscbe houder 57 waarin een coaxiale,ronde, eerste metalen pijp 59 is geplaatst. De eerste pijp 59 is gesloten aan zijn bovenzijde en steekt 25 nabij zijn onderzijde door de bodem van de houder 59 naar buiten. Een vat 61 is aangesloten qp de onderzijde van de eerste pijp 59. Onder het vat 61 is een gasbrander 63 qpgesteld. Aan de eerste pijp 59 is een metalen vin gelast die bestaat uit een aantal met elkaar verbonden, schroeflijnvormig om de eerste pijp 59 gewikkelde rechthoekige lamellen 30 65. De nabij elkaar gelegen lamellen 65 van opeenvolgende windingen van de gevormde schroeflijn overlappen elkaar gedeeltelijk, gezien in cmfcreksrichting (tangentieel) van de eerste pijp 59 (zie ook figuren 2 en 3). In elk van de lamellen 65 bevindt zich een capillaire doorstroomr opening 67, waarbij een doorstroomopening die boven het vlak van een 35 onderliggende lamel 65 is gelegen zich in een verschoven positie bevindt ten opzichte van de doorstrocmopening van de onderliggende lamel.

De houder 57 is voorzien van een met de eerste pijp 59 coaxiale gevinde tweede metalen pijp 69 die boven de eerste pijp 59 is opgesteld en aan 8403281 ft % EHN 11.188 5 zijn naar de eerste pijp 59 toegekeerde onderste uiteinde is gesloten.

De ronde tweede metalen pijp 69 omringt een coaxiale, ronde derde pijp 71 die aan zijn open onderzijde in verbinding staat met een toevoer 73 voor een koelmedium (oplossing) en aan zijn door bet gesloten bovenste uiteinde 5 van de tweede metalen pijp 69 been stekende uiteinde op een afvoer 75 voor het koelmedium die is aangesloten op de leiding 29. De tweede pijp 69 steekt door het gesloten bovenste uiteinde van de houder 57. Bij voorkeur is de derde pijp 71 thermisch geïsoleerd of van thermisch isolerend materiaal vervaardigd (niet aangegeven). In de ruimte tussen 10 de houder 57 en de twaede pijp 69 bevindt zich een metalen vin die bestaat uit een aantal met elkaar verbonden schroeflijnvormig cm de tweede pijp 69 heen liggende rechthoekige lamellen 77. De door de lamellen 77 gevormde schroeflijnvonnge vin wordt bij voorkeur in zijn geheel in de ruimte tussen de houder 57 en de tweede pijp 69 geperst, waarbij een 15 binnenrand van de vin aanligt tegen het buitenoppervlak van de tweede pijp 69 en een buitenrand van de vin tegen het binnenoppervlak van de houder 57. De lamellen 65 van de om de eerste pijp 59 gewikkelde vin liggen geheel vrij van de binnenwand van de houder 57. De lanellenconfigu-ratie van de cm de tweede pijp 69 gewikkelde vin is geheel identiek aan 20 die van de cm de eerste pijp 59 gewikkelde vin, uitgezonderd het feit dat de lamellen 77 van de cm de tweede pijp 69 gewikkelde vin geen capillaire docrstrocmopeningen bezitten. Dit kan echter wel als het toegepaste stoffenpaar daartoe aanleiding geeft.

De houder 57 bezit drie secties, te weten : een eerste sectie 79 25 die functioneert als generator, een sectie 81 die functioneert als recti-ficator en een sectie 83 die functioneert als een zogenaamde dephlegmator. Gemakshalve is de caribinatie van de drie secties 79, 81 en 83 als generator 1 aangeduid. In feite is de generator 1 dus een generator waarin een rectificator en dephlegmator zijn geïntegreerd. Hoewel de aanwezigheid 30 van de als dephlegmator functionerende derde sectie 83 de voorkeur geniet kan in een aantal gevallen ook worden af gezien van deze sectie.

In het vat 61 bevindt zich een vloeibaar verdampings- respectievelijk condensatiemedium 85, zoals bijvoorbeeld water. Bovenin de eerste pijp 59 is een hoeveelheid niet-condenserend gas 87 gebracht waarmee de 35 rectificator werking van sectie 81 wordt bewerkstelligd. Het gas 87 kan bijvoorbeeld stikstof gas zijn. Onderin de houder 57 bevindt zich een hoeveelheid vloeibare oplossing 89 van bijvoorbeeld ammoniak (werkmedium) en water (oplosmiddel). Door verhitting met de gasbrander 63 verdampt een 8403281 EHN 11.188 6 « y -j hoeveelheid water in het vat 61. De gevormde waterdamp stijgt op in de eerste pijp 59 en vormt op de relatief koude binnenwand van deze pijp een condensaatfilm 91 die zich uitstrekt tot aan de rectificatie sectie 81.. Door de zwaartekracht stroomt het condensaat naar beneden 5 en verzamelt zich veer in. het vat 61. Aldus ontstaat een continue kringloop van verdamping en condensatie. De combinatie van generator sectie 79 en het vat 61 vormt een zogenaamde thermo syphon (een bijzondere vorm van een warmfepijp). Door de wand. van de eerste pijp wordt middels de condensaatfilm 91 in de generator sectie 79 warmte overgedragen aan de 10 lamellen 65. Op deze lamellen 65 bevindt zich een. film 93 (zie figuren 3, 4 en 5) van aanvankelijk relatief koude, rijke oplossing van anmoniak en water. Deze oplossing stroomt in de generator via de ingang 31 en is afkomstig van de absorber 3.. Door middel van een pomp 95 wordt in de absorber 3 relatief rijke koude oplossing 97 continue naar de generator 15 1 geponpt via de serie leidingen 29. In eerste instantie komt deze oplossing terecht in de dephlegmator sectie 83 en wordt via de derde pijp 71 die deel uitmaakt van de serie leidingen 29 vervolgens naar de warmtewisselaar 55 gevoerd en aldaar reeds voorverwarmd door in de leiding 35 stromende relatief hete, arme oplossing.. De voor verwarmde, 20 rijke oplossing die via de ingang 31 de houder 57 binrenstrocmt valt allereerst qp de lamellen 65 van de rectificator sectie 81, vervolgens op de lamellen 65 van de generator sectie 79 en verzamelt zich in verarmde toestand onderin de houder 57 als relatief hete, arme oplossing 89. Duidelijkheidshalve wordt nu eerst de werking van de generator sectie 79 25 bespraken en vervolgens de werking van de rectificator sectie 81 en de dephlegmator sectie 83.

Door de naar bereden stromende relatief koude, rijke oplossing wordt op elk van de lamellen 65 reeds vermelde film 93 gevormd die als het ware is opgetouwd uit een relatief hete onderlaag 97 en een koude 30 bovenlaag 99 (zie figuur 5). Gezien over de dikte van de vloeistoffilm 93 op de lamel 65 neemt de temperatuur toe zoals aangegeven is met een pijl 101. De lamellen 65 zijn met hun vrije uiteinden enigszins naar bereden gericht (radiale richting) cm te verhinderen dat teveel oplossing langs de buitenwand van de eerste pijp 59 stroomt. Door de 35 schrceflijnvorm zijn de lamellen €5 ook met een langsrand enigszins naar bereden gericht (tangentiële richting). Deze oriëntatie van de lamellen 65 is goed zichtbaar in de figuren 3 tot en met 5. Onder de lamellen 65 vormen zich vallende druppels 103 die aan de hand van een 840 32 8 1 ‘ t *· i * EHN 11.188 7 viertal lamellen 65 in figuur 3 in verschillende stadia zijn aangegeven.

De druppels 103 vallen steeds op de film 93 van een onderliggende lamel 65 naast de capillaire doorstroamopening 67 van de onderliggende lamel. In figuur 3 is dit met een druppel 105 qp de onderste lamel 65 5 aangegeven. Door de vallende druppels 103 wordt een intensieve menging verkregen van de rijkere/ relatief koude bovenlaag 99 in de film 93 met de reeds verarmde, relatief hete onderlaag 97, zodat de temperatuur over de gehele dikte van de film 93 gelijkmatiger toeneemt en de concentratie aan werkmedium in de film 93 homogeen wordt verdeeld. Qp 10 deze wijze wordt zoveel mogelijk ammoniakgas vrij gemaakt uit de naar beneden stromende oplossing. Juist vóór het vrije uiteinde en de naar beneden gericht langsrand van de lamellen 65 vormen zich druppels 107 die qp de film 93 van onderliggende lamellen vallen. Tijdens het vallen van de druppels 103 en 107 worden deze amstrocmd door reeds gevormd, in 15 de houder 57 opstijgend heet ammoniakgas, waardoor een extra hoeveel-heid ammoniakgas wordt vrij gemaakt uit de vallende druppels. In de rectificator sectie 81 kant het opstijgende hete ammoniakgas in contact met de nog relatief koude film op de lanellen 65 van deze sectie en de in deze sectie naar teneden vallende druppels. Daardoor wordt niet 20 alleen een extra hoeveelheid ammoniakgas vrij gemaakt, maar wordt tevens de nog aanwezige waterdamp in het ammoniakgas voor een belangrijk deel gecondenseerd. Het gecondenseerde water verzamelt zich onderin de houder 57 en wordt daar gemengd met de verarmde oplossing 89.

De rectificator sectie is nagenoeg adiabatisch omdat van buitenaf geen 25 warmte wordt toe- of af gevoerd. De houder 57 wordt daartoe omhuld met een isolatiemantel (niet aangegeven in figuur 1). Het stikstof gas 87 in de rectificator sectie 81 bezit eenzelfde druk als de waterdamp bovenin de generator sectie 79. De waterdamp bovenin de generator sectie 79 is vrij scherp gescheiden van het stikstofgas in de rectificator sectie 30 81. Het stikstofgas 87 gedraagt zich als een isolator zodat de sectie 81 eigenlijk automatisch functioneert als rectificator (adiabatisch). Bij voorkeur wordt in de rectificator sectie 81 een niet-cordenseerbaar gas gebruikt met een relatief kleine diffusiecoëfficient om warmte- en massa-diffusie in het overgangsgebied tussen damp en inert gas te minimaliseren 35 en een zo klein mogelijk overgangsgebied te doen ontstaan. Een groot overgangsgebied verlaagt namelijk de condensatietenperatuur en dus ook de warmteoverdracht in de generator sectie 79, terwijl tevens een kleiner deel van de sectie 81 als adiabatisch rectificator werkt.

8403281 PHN 11.188 8 i I b

N

In het onderhavige geval bezitten de rechthoekige lairellen 65 een lengte van 30 nm, een breedte van 9 mm en een dikte van bijvoorbeeld 1 mm. De gemiddelde diameters van de pijp 59 en de houder 57 bedragen respectievelijk 60 mm en 125 mm,, terwijl de wanddikten 2,5 mm en 2,5 mm 5 bedragen. Door de spoedhoek (0,05 radialen) van de gevormde schroeflijn zijn de lamellen 65 over hun breedte gezien (tangentiële richting) naar beneden gericht, (zie figuur 3). Ook in radiale richting gezien zijn de vrije uiteinden van de lairellen 65 enigszins naar beneden gericht (hoek van 0,05 radialen) zoals getoond in figuur 4. De verticale afstand 10 tussen twee nabij elkaar liggende lamellen bedraagt ongeveer 9 mm. De capillaire, doorstroomopeningen 67 bevinden, zich ongeveer in het midden (tangentiële richting) in het voorste deel (radiale richting) van de lamellen 65 en bezitten een diameter van 2 mm.

Het opstijgende,· in de rectificator. sectie 81 reeds af gekoelde aro-15 moniakgas is meestal nog niet geheel bevrijd van waterdamp. Daarom wordt het ammoniakgas bij. voorkeur nog door een dephlegmator gevoerd die in het onderhavige geval wordt gevormd door de dephlegmator sectie 83·. De temperatuur in de dephlegmator sectie 83 is lager dan de temperatuur in. de rectificator sectie 81 omdat de door de toevoer 73 in de 20 tweede pijp 69 en de derde pijp 71 stromende rijke oplossing nog niet is voorverhit in de warmtewisselaar 55. De oplossing in de dephlegmator sectie. 83 dient als koelmedium dat warmte onttrekt aan het langs de lamellen 77 stromende relatief hete ammoniakgas. Nagenoeg alle waterdamp in het ammoniakgas wordt daardoor uitgecondenseerd. Het con-25 densaat verzamelt zich onderin de houder 57 en vermengt zich met de verarmde oplossing 89. In de dephlegmator sectie 83 is het contact met de lamellen 77 optimaal omdat deze zowel aanliggen tegen de binnenwand van de houder 57 als tegen de buitenwand van de tweede pijp 69.

De lamellen 77 zijn dus langer dan de lamellen 65. Het is essentieel 30 dat de lamellen 65 van de generator sectie 79 en de rectificator sectie 81 vrij liggen van de binnenwand van de houder 57 en dat de lamellen 77 van de dephlegmator sectie 83 aanliggen tegen de binnenwand van de houder 57. De generator sectie 79 en de rectificator sectie 81 functioneren als warmte-stof-wisselaar, terwijl de dephlegmator sectie 35 83 als warmtewisselaar functioneert. In de dephlegmator sectie 83 vindt geen stofcontact plaats tussen twee verschillende media. Bij voorkeur wordt de derde pijp 71 in de dephlegmator sectie 83 uitgevoerd als een thermisch geïsoleerde pijp (in figuur 1 niet aangegeven).

8403281 ΕΗΝ 11.188 9

Het vrijwel geheel van waterdamp ontdane hete ammoniakgas randt via de eerste uitgang 9 van de houder 57 en de leiding 11 naar de condensor 5 gevoerd en aldaar gecondenseerd onder afgifte van warmte aan de verwarmingsvloeistof in de warmtewisselaar 49. Onderin de conden-5 sor 5 verzamelt zich vloeibare ammoniak 109 die via de uitgang 21 en de leiding 23 naar de verdamper 7 wordt gevoerd na te zijn geëxpandeerd in het expansieventiel 39. In (te verdamper 7 wordt door middel van een warmtewisselaar 111 warmte toegevoerd aan het vloeibare ammoniak dat daardoor verdampt. Het in de verdamper 7 gevormde ammoniakgas wordt via 10 de uitgang 15 en de leiding 17 naar de eerste ingang 19 van de absorber 3 geleid. On de verdamping in de verdamper 7 optimaal te laten verlopen wordt de uit de condensor 5 afkomstige relatief hete vloeibare ammoniak reeds voorgekoeld in de warmtewisselaar 53 door middel van het relatief koude ammoniakgas uit de verdamper 7. In de absorber 3 wordt 15 de tijdens het absorptieproces vrij komende warmte door middel van de warmtewisselaar 51 toegevoerd aan de veo^mingsvloeistof in de transportleiding 43. De via de tweede uitgang 33 uit de houder 57 afgevoerde relatief hete verarmde oplossing wordt door de pijp 35 naar de warmtewisselaar 55 gevoerd en. staat daar warmte af aan de relatief 20 koude uit de absorber 3 afkomstige rijke oplossing. Na de warmtewisselaar 55 is de verarmde oplossing in de pijp 35 dus reeds voorgekoeld zodat hst absorptieproces optimaal kan verlopen. In het expansieventiel 41 wordt de druk van de arme oplossing verlaagd en vervolgens door de tweede ingang 37 naar de absorber gevoerd. De arme oplossing vormt een 25 vloeistof film cp de buitenzijde van de warmtewisselaar 51 en absorbeert het door de eerste ingang 19 toegevoerde ammoniakgas. Opgemerkt wordt dat de warmte-stof-wisselaar 51 in de absorber 3 kan worden vervangen door een gevinde pijp als getoond in figuur 2. De warmte-' en stof overdracht die met een dergelijke pijp wordt verkregen is relatief hoog en 30 berust opeen soortgelijk mengingsprooes als beschreven aan de hand van de generator sectie 79 net dit verschil dat de temperatuurgradient over de vloeistoffilm op een lamel een tegengestelde richting bezit.

Opgemerkt wordt dat het in de rectificator sectie 81 gebruikte stikstofgas kan warden vervangen door andere gassen, zoals bijvoorbeeld 35 waterstofgas, argongas of. haliumgas. Het toegepaste gas mag niet corrosief zijn in relatie met het verdampingscondensatiemedium in bet vat 61 en met de materialen van het vat 61 en de eerste pijp 59. Bovendien mag het gas niet condenseren bij de in de pijp 59 heersende druk en 8403281 4 * .

* EHN 11.188 10 temperatuur. Zoals vermeld wordt bij voorkeur een gas gebruikt met een relatief lage diffusiecoëfficient.

Van het gebruik van de beschreven dephlegmator sectie 83 kan warden afgezien als. een geringe hoeveelheid waterdamp in het ammoniak-5 gas aanvaardbaar wordt geacht.

Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van een oplossing van ammoniak en water kunnen ook andere, bij absorptiewanrrtepoirpen gebruikelijke oplossingen worden toegepast. De verhitting van het vat 61 kan geschieden met een gasbrander of oliebrander. Elektrische verhitting 10 of verhitting met rookgassen is echter ook mogelijk. In het vat 61 kan bijvoorbeeld een warmtewisselaar worden opgesteld waarin rookgassen warden geleid.

Een bijzonder voordeel van de uitvinding is gelegen in het feit dat voor de fabricage van generator, rectificator en dephlegmator soort-15 gelijke technologiën kunnen warden toegepast. De fabricage van de uit lamellen bestaande vinnen is namelijk in hoge mate standaardiseer baar en in massafabricage eenvoudig en goedkoop.

De uitvinding is beschreven aan de hand van gevinde pijpen waarbij een belangrijke druppelvorming plaats vindt, nabij de vrije uiteinden 20 en de naar beneden gerichte langsranden van de lamellen,maar is daartoe niet beperkt. De mate waarin de genoemde, druppelvorming optreedt hangt af van een groot aantal parameters. Belangrijke parameters in dit verband zijn : - het te verwerken vloeistof debiet, 25 - het toegepaste stoffenpaar (oppervlaktespanning/mate van bevochtiging), - de scherpte van de randen aan de lamellen, - de grootte van de hoek waaronder de vrije uiteinden van de lamellen naar beneden, zijn gericht, - de grootte van de spoedhoek van de schroeflijn, 30 - de diameter van de capillaire doorstroorropeningen.

In bijvoorbeeld het geval van scherpe randen aan de lamellen en vrijwel horizontale lamellen zullen relatief weinig druppels worden gevormd nabij de vrije uiteinden en de langsranden van de lamellen. De druppelvorming vindt dan in hoofdzaak plaats onder de capillaire 35 doorstroomopeningen die nagenoeg alle vloeistof verwerken. In het geval van sterk afhangende lamellen treden beide vormen van druppelvorming qp. De onder de capillaire doorstroomopeningen gevormde druppels glijden dan langs de onderkant van de lamellen enigszins naar de vrije 840 32 8 1 * % * w PHN 11.188 11 uiteinden en de langsranden toe. In de praktijk zal exrpirisch moeten warden vastgesteld welke combinatie van parameters de voorkeur verdient.

Hoewel de uitvinding is beschreven aan de hand van lamellen 65 die zijn voorzien van capillaire doorstrocmopeningen 67 voor een 5 optimaal mengingsproces kan in een aantal gevallen warden volstaan met lamellen zonder capilalire doorstrocmopeningen. Ook in die gevallen wordt door de cascade van lamellen reeds een zodanige stofuitwisseling verkregen dat de ahsorptiewarmtepcmp een relatief hoge efficiëntie bezit.

10 15 20 25 30 35 8403281

Claims (5)

1. Absorptiewarmtepomp met een in een eerste kring voor een op lossing van werJonsdium en oplosmiddel opgestelde generator en absorber en een in een tweede kring voor bet werkmedium· opgestelde condensor en verdamper, waarbij een uitgang van de generator is aangesloten op de con-5 densor en een uitgang van de verdamper is aangesloten op de absorber die via een uitgang is aangesloten qp een ingang van de generator, terwijl een in een houder van de generator stekende, verticaal opgestelde eerste metalen pijp die aan zijn bovenzijde is gesloten aan zijn onderzijde is aangesloten qp een buiten de houder geplaatst, tot de generator behorend 10 vat waarin zich een verdampings- respectievelijk condensatieiredium bevindt, waarbij de ruimte tussen de houder en de genoemde eerste pijp is aangesloten op een toevoer voor de oplossing en op een af voer voor gas vormig werkmedium, met het kenmerk, dat de eerste pijp in een bovenste, rectificerende sectie is gevuld met een thermisch isolerend gas en in een 15 onderste, op de bovenste sectie aansluitende, genererende sectie aan zijn binnenwand is bevochtigd met condenserend werkmedium, terwijl de pijp zovel in de bovenste als de onderste sectie is voorzien van ten minste een aan de buitenwand van de pijp bevestigde vin die vrij ligt van de binnenwand van de houder.

2. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de houder is voorzien van een met de eerste pijp coaxiale gevinde tweede metalen pijp die boven de eerste pijp is opgesteld en aan zijn naar de eerste pijp toegekeerde uiteinde is gesloten, welke tweede pijp een coaxiale derde pijp omringt die aan zijn open onderzijde in verbin-25 ding staat met een toevoer voor een koelmedium en aan zijn door het gesloten bovenste uiteinde van de twaede pijp heen stekende, open bovenste uiteinde is aangesloten op een af voer voor het koelmedium, terwijl de ruimte tussen de houder en de tweede pijp nabij het bovenste uiteinde van de houder is aangesloten op de condensor.

3. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de aan de eerste pijp bevestigde metalen vin bestaat uit een aantal met elkaar verbonden lamellen die schroeflijnvormig om de eerste pijp zijn gewikkeld.

4. Absorptiewarmtepomp volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de 35 lamellen zijn voorzien van capillaire doorstroomopeningen, waarbij de nabij elkaar gelegen lamellen van opeenvolgende windingen van de gevormde schroeflijn elkaar in cmtreksrichting van de eerste pijp gezien gedeeltelijk overlappen en de capillaire doorstroomopening die boven het 8403281 » « PHN 11.188 13 vlak van een onderliggende lamel is gelegen zich in een verschoven positie bevindt ten opzichte van de capillaire doorstrocmopening van de genoemde onderliggende lamel.

5 10 15 20 25 30 35 8403281