RU2015156984A - Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников - Google Patents

Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников Download PDF

Info

Publication number
RU2015156984A
RU2015156984A RU2015156984A RU2015156984A RU2015156984A RU 2015156984 A RU2015156984 A RU 2015156984A RU 2015156984 A RU2015156984 A RU 2015156984A RU 2015156984 A RU2015156984 A RU 2015156984A RU 2015156984 A RU2015156984 A RU 2015156984A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
absorber
pressure
evaporation
filter elements
Prior art date
Application number
RU2015156984A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2747815C2 (ru
RU2015156984A3 (ru
Inventor
Игорь Исаакович Самхан
Original Assignee
Игорь Исаакович Самхан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Исаакович Самхан filed Critical Игорь Исаакович Самхан
Priority to RU2015156984A priority Critical patent/RU2747815C2/ru
Priority to PCT/RU2016/000231 priority patent/WO2017116276A1/ru
Priority to CA3047427A priority patent/CA3047427C/en
Priority to US15/780,531 priority patent/US10712057B2/en
Publication of RU2015156984A publication Critical patent/RU2015156984A/ru
Publication of RU2015156984A3 publication Critical patent/RU2015156984A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2747815C2 publication Critical patent/RU2747815C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/06—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids
    • F01K25/065—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using mixtures of different fluids with an absorption fluid remaining at least partly in the liquid state, e.g. water for ammonia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/006—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the sorption type system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K1/00—Steam accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
    • F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
    • F25B15/04—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being ammonia evaporated from aqueous solution
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2315/00—Sorption refrigeration cycles or details thereof
    • F25B2315/005—Regeneration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/02—Centrifugal separation of gas, liquid or oil
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
    • F25B2400/0411—Refrigeration circuit bypassing means for the expansion valve or capillary tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/14—Power generation using energy from the expansion of the refrigerant
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)

Claims (27)

1. Способ производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников, включающий
- циркуляцию раствора, состоящего из хладагента и абсорбента, при его периодическом нагревании и охлаждении,
- выпаривание раствора высокой концентрации при его нагревании с образованием потоков пара хладагента и слабого раствора повышенной температуры и давления,
- расширение (использование) образовавшегося при выпаривании потока пара хладагента в тепловом двигателе (турбине) с образованием на выходе из турбины отработанного пара пониженной температуры и давления,
- снижение температуры и давления слабого раствора,
- абсорбцию (поглощение) отработанного пара охлаждаемым слабым раствором с образованием крепкого раствора,
- повышение давления крепкого раствора и подачу раствора для выпаривания, отличающийся тем, что
крепкий раствор разделяется фильтрацией на потоки повышенной концентрации абсорбента и потоки повышенной концентрация хладагента, причем первые из которых используются в качестве слабого раствора в процессе абсорбции,
а вторые после дополнительного повышения давления и температуры используются в процессе выпаривания в качестве раствора высокой концентрации.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделение крепкого раствора на потоки с различной концентрацией осуществляется его фильтрацией с использованием полупроницаемой мембраны.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что разделение крепкого раствора на потоки с различной концентрацией осуществляется его фильтрацией с использованием электродиализа и/или шоковый электродиализа.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что давление пара хладагента в процессе абсорбции повышается за счет использованием потенциальной энергии слабого раствора в парожидкостном эжекторе.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что раствор высокой концентрации, подаваемый для выпаривания, нагревается, а слабый раствор, образующийся в процессе выпаривания, охлаждается за счет рекуперативного теплообмена между этими потоками.
6. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что для фильтрации крепкого раствора используются мембраны с селективностью не более 0,75.
7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что слабый раствор, образовавший в процессе выпаривания, после понижения его давления и температуры смешивается с раствором высокой концентрации, образующемся в процессе фильтрации.
8. Способ п. 1, отличающийся тем, что в качестве абсорбента применяются смеси компонентов, различающиеся своей способностью прохождения (проницаемостью) через полупроницаемую мембрану.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанный пар перед его абсорбцией используется для охлаждения внешних объектов.
10. Устройство для производства электрической энергии и холода, включающее
- замкнутый цикл (контур) движения раствора с расположенными в нем последовательно абсорбером, насосом, теплообменником растворов, генератором пара и сепаратором, подключенным в цикле движения раствора как к генератору пара, так и к абсорберу с терморегулирующим вентилем,
- и турбину с электрогенератором, подключенную на входе к сепаратору для подачи пара и к абсорберу на выходе из турбины,
отличающееся тем, что
- в цикле движения раствора между абсорбером и генератором пара установлены фильтрующие элементы, подключенные с одной стороны к абсорберу с возможностью подачи к фильтрующим элементам крепкого раствора и возвращения в абсорбер слабого раствора,
а с другой стороны к генератору пара с возможностью поступления в него раствора более высокой концентрации, пропускаемого фильтрующими элементами.
11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что сепаратор на выходе слабого раствора подключен с помощью регулировочного клапана и дополнительного расширительного вентиля к фильтрующим элементам для ввода в него слабого раствора.
12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что после фильтрующих элементов установлен дополнительный насос, а рекуперативный теплообменник растворов установлен между дополнительным насосом и генератором пара.
13. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что между турбиной и абсорбером установлен парожидкостный эжектор.
14. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что в качестве фильтрующих элементов используются мембраны для нанофильтрации.
RU2015156984A 2015-12-29 2015-12-29 Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников RU2747815C2 (ru)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156984A RU2747815C2 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников
PCT/RU2016/000231 WO2017116276A1 (ru) 2015-12-29 2016-04-21 Способ и устройство для производства электрической энергии и холода
CA3047427A CA3047427C (en) 2015-12-29 2016-04-21 Method and device for generating electricity and cold
US15/780,531 US10712057B2 (en) 2015-12-29 2016-04-21 Method and device for generation of electric power and cold using low-potential heat sources

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015156984A RU2747815C2 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2015156984A true RU2015156984A (ru) 2017-07-04
RU2015156984A3 RU2015156984A3 (ru) 2019-10-07
RU2747815C2 RU2747815C2 (ru) 2021-05-14

Family

ID=59225057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015156984A RU2747815C2 (ru) 2015-12-29 2015-12-29 Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10712057B2 (ru)
CA (1) CA3047427C (ru)
RU (1) RU2747815C2 (ru)
WO (1) WO2017116276A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108917224B (zh) * 2018-07-09 2023-10-13 北京科技大学 一种用于低品位热源发电的复合热力循环系统
CN112412560A (zh) * 2020-10-28 2021-02-26 北京工业大学 一种基于单螺杆膨胀机的卡琳娜循环系统
CN113149129A (zh) * 2020-11-04 2021-07-23 张学文 离心力场下渐进式约束的热驱动溶液分离方法及装置
CN113154717A (zh) * 2020-11-04 2021-07-23 张学文 无补偿吸收式制冷循环方法
CN112923596B (zh) * 2020-11-04 2023-01-13 张学文 单一热源的热机动力循环方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4691522A (en) * 1983-04-18 1987-09-08 Brown Ii William G Solar power generation
ES8607515A1 (es) * 1985-01-10 1986-06-16 Mendoza Rosado Serafin Modificaciones de un proceso termodinamico de aproximacion practica al ciclo de carnot para aplicaciones especiales
US4918937A (en) * 1989-05-30 1990-04-24 Fineblum Solomon S Hybrid thermal powered and engine powered automobile air conditioning system
US5127234A (en) * 1991-08-02 1992-07-07 Gas Research Institute Combined absorption cooling/heating
US5237839A (en) * 1992-05-22 1993-08-24 Gas Research Institute Gas absorber and refrigeration system using same
US5953918A (en) 1998-02-05 1999-09-21 Exergy, Inc. Method and apparatus of converting heat to useful energy
US7350372B2 (en) * 2003-10-27 2008-04-01 Wells David N System and method for selective heating and cooling
GB2462971A (en) * 2007-05-18 2010-03-03 Igor Isaakovich Samkhan Method and device for converting thermal energy into electricity, high-potential heat and cold
US9429046B2 (en) * 2011-03-22 2016-08-30 Climeon Ab Method for conversion of low temperature heat to electricity and cooling, and system therefore
CN102878603B (zh) * 2012-10-30 2014-10-15 哈尔滨工业大学 燃气-蒸汽循环联合双级耦合热泵供暖装置
CN103161528B (zh) * 2013-03-07 2014-12-03 中国科学院工程热物理研究所 回收工质有效成分制冷的功冷联产系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2747815C2 (ru) 2021-05-14
US20180363957A1 (en) 2018-12-20
CA3047427C (en) 2021-05-04
US10712057B2 (en) 2020-07-14
WO2017116276A1 (ru) 2017-07-06
RU2015156984A3 (ru) 2019-10-07
CA3047427A1 (en) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2015156984A (ru) Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников
KR101791621B1 (ko) 히트펌프를 이용한 막증류식 해수 담수화 및 농축추출 장치
KR101020316B1 (ko) 막증류 방식을 이용한 정삼투 담수화 장치
AU2011328535B2 (en) Forward osmosis system having solvent separation by means of membrane distillation
JP2011078879A (ja) 水浄化装置及び水浄化方法
KR101834881B1 (ko) 타임 시프팅을 적용한 히트펌프 연계형 흡착식 담수화시스템
US20130264185A1 (en) Method and Means of Production Water Desalination
RU2014139331A (ru) Высокоэффективный тепловой насос, сочетающий абсорбцию и изменение концентрации раствора
WO2016106049A1 (en) Enhanced brine concentration with osmotically driven membrane systems and processes
KR101541820B1 (ko) 미활용 에너지를 이용한 비 배출형 융복합 해수 담수화 장치
KR20170102997A (ko) 삼투 발전소를 동작시키기 위한 방법, 그리고 삼투 발전소
EP2669601A3 (en) Composite absorption type heat pump device
RU2016103736A (ru) Процесс предварительного нагревания свежей воды в паротурбинных электростанциях с отводом технологического пара
JP6655063B2 (ja) 吸収冷凍機および除湿機
KR102212585B1 (ko) 믹싱 밸브와 사이클론이 부착된 히트 펌프를 이용하는 해수 담수화 시스템 및 그의 동작 방법
KR101298724B1 (ko) 유도용액의 일부가 정삼투 분리기로 직접 재공급되는 막증류 방식의 정삼투 담수화 장치
Saad et al. Performance analysis of a vacuum desalination system
EP3797218B1 (en) Closed-cycle absorption system and method for cooling and generating power
KR20130047390A (ko) 열전소자를 이용한 정수기
JP2014144939A (ja) Ｎｍｐ精製システム
JP7473171B2 (ja) 液組成調整システム
CN102658030A (zh) 液与膜不触式筒形膜蒸馏器
KR20170025720A (ko) 복수의 막증류 모듈을 이용한 수처리장치
CN107062697B (zh) 一种膜分离与热驱动联合型吸收式热泵
JPH01219453A (ja) 吸収式冷凍機

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201230