RU2125688C1 - Osmotic absorption heat machine - Google Patents

Osmotic absorption heat machine Download PDF

Info

Publication number
RU2125688C1
RU2125688C1 RU95122515A RU95122515A RU2125688C1 RU 2125688 C1 RU2125688 C1 RU 2125688C1 RU 95122515 A RU95122515 A RU 95122515A RU 95122515 A RU95122515 A RU 95122515A RU 2125688 C1 RU2125688 C1 RU 2125688C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
absorber
refrigerant
generator
absorbent
solution
Prior art date
Application number
RU95122515A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95122515A (en
Inventor
Вадим Александрович Юркин
Original Assignee
Вадим Александрович Юркин
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 Вадим Александрович Юркин filed Critical Вадим Александрович Юркин
Priority to RU95122515A priority Critical patent/RU2125688C1/en
Publication of RU95122515A publication Critical patent/RU95122515A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2125688C1 publication Critical patent/RU2125688C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

FIELD: refrigerating engineering. SUBSTANCE: spaces of generator and absorber communicate through semipermeable partition made of heat insulating material. Use of proposed invention makes it possible to increase efficiency and reduce power losses for recirculation of cooling agent with absorbent between absorber and generator and dispense with recirculation pumps. EFFECT: reduced noise, simplified design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к холодильным машинам. Известны абсорбционные холодильные машины, содержащие генератор, конденсатор, испаритель, абсорбер, трубопроводную арматуру, насосы, объединенные между собой трубопроводами в единый агрегат. /1. УДК 621.56 Доссат Рой Дж. Основы холодильной техники. Пер. с англ. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с. 466. The invention relates to mechanical engineering, namely to refrigeration machines. Known absorption chillers containing a generator, condenser, evaporator, absorber, pipe fittings, pumps, interconnected by pipelines in a single unit. /1. UDC 621.56 Dossat Roy J. Fundamentals of refrigeration. Per. from English M .: Light and food industry, 1984, p. 466.

2. УДК 620.92 Твайделл Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии. Пер. с анг.-М.: Энергоатомиздат, 1990, с. 125. 2. UDC 620.92 Twidell J., Weir A. Renewable energy sources. Per. from Eng.-M .: Energoatomizdat, 1990, p. 125.

3. УДК 536.7, 621.036 Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. Учебное пособие для неэнергетических специальностей ВУЗов.-М.: "Высшая школа", 1975, с.303. 3. UDC 536.7, 621.036 Nashchokin V.V. Technical thermodynamics and heat transfer. Textbook for non-energy specialties of universities.-M .: "Higher School", 1975, p.303.

4. УДК 621.1 Теплотехнический справочник. Изд. 2-е, перераб. Под ред. В. Н.Юренева и П.Д. Лебедева. Т.1-М. "Энергия", 1975, с. 286. 4. UDC 621.1 Thermal Engineering Reference. Ed. 2nd, rev. Ed. V.N. Yureneva and P.D. Lebedev. T.1-M. "Energy", 1975, p. 286.

5. Заявка РСТ N 89/11071, Кл. F 25 B 15/14, 1989. Осмотический тепловой двигатель./
В этих холодильных машинах используется свойство некоторых жидкостей /абсорбентов/ абсорбировать другие жидкости /хладагенты/, сравнительно легкокипящие.
5. PCT Application N 89/11071, Cl. F 25 B 15/14, 1989. Osmotic heat engine. /
These chillers use the property of certain liquids / absorbents / to absorb other liquids / refrigerants /, which are relatively low boiling.

К недостаткам устройства относятся: невысокий КПД, наличие механических трущихся частей, а именно в насосах рециркуляции раствора хладагента с абсорбентом между абсорбером и генератором, сложность устройства и регулирования, наличие некоторого, хотя и небольшого по сравнению с компрессорными холодильными машинами шума. The disadvantages of the device include: low efficiency, the presence of mechanical rubbing parts, namely in pumps for recirculating a refrigerant solution with an absorbent between the absorber and the generator, the complexity of the device and regulation, and the presence of some noise, albeit small compared to compressor refrigeration machines.

Наиболее близким по технической сущности является осмотический тепловой двигатель, содержащий абсорбер, генератор, конденсатор, дроссельное устройство, испаритель и полупроницаемую перегородку, пропускающую пары хладагента и задерживающую абсорбент и расположенную между испарителем и абсорбером, причем все устройства связаны между собой трубопроводами, в которых циркулируют хладагент, абсорбент или их раствор /Заявка РСТ N89/11071, кл. F 25 B 15/14, 1989. Осмотический тепловой двигатель/. The closest in technical essence is an osmotic heat engine containing an absorber, generator, condenser, a throttle device, an evaporator and a semi-permeable baffle that passes refrigerant vapor and traps absorbent and located between the evaporator and the absorber, all devices are interconnected by pipelines in which the refrigerant circulates , absorbent or their solution / PCT Application N89 / 11071, cl. F 25 B 15/14, 1989. Osmotic heat engine.

Однако, этот тепловой двигатель по принципу действия мало отличается от обычных абсорбционных и в нем, как и во всех абсорбционных машинах, используется бароградиентная диффузия, вызванная градиентом давления насыщенных паров хладагента над чистым жидким хладагентом /испаритель/ и над раствором его в абсорбенте /абсорбер/. В данном случае полупроницаемая перегородка лишь позволяет расположить абсорбер над испарителем. However, this heat engine, by the principle of operation, differs little from conventional absorption machines and, like all absorption machines, uses bar-gradient diffusion caused by the pressure gradient of the saturated vapor of the refrigerant over the pure liquid refrigerant / evaporator / and over its solution in the absorbent / absorber / . In this case, the semi-permeable partition only allows the absorber to be positioned above the evaporator.

Вместо же обычно применяемого насоса рециркуляции раствора хладагента и абсорбента между абсорбером и генератором использован гравитационный принцип циркуляции за счет разности плотностей слабого и концентрированного раствора. Это является недостатком известного двигателя, так как он не может работать при отсутствии гравитации, например в космосе. Instead of the commonly used pump for recirculating the refrigerant and absorbent solution between the absorber and the generator, the gravitational circulation principle is used due to the difference in densities of the weak and concentrated solution. This is a disadvantage of the known engine, since it cannot work in the absence of gravity, for example in space.

Кроме того, указанный двигатель, называясь осмотическим, по сути таковым не является, исходя из определения процесса осмоса. In addition, the specified engine, called osmotic, in fact is not, based on the definition of the osmosis process.

Цель изобретения - увеличение коэффициента полезного действия и уменьшение потерь энергии на рециркуляцию раствора хладагента с абсорбентом между абсорбером и генератором, исключение механических трущихся частей и насосов рециркуляции, снижение шума, упрощение конструкции, отказ от использования электроэнергии. The purpose of the invention is to increase the efficiency and reduce energy losses for recirculation of the refrigerant solution with the absorbent between the absorber and the generator, the exclusion of mechanical rubbing parts and recirculation pumps, noise reduction, simplification of design, the rejection of the use of electricity.

Цель достигается тем, что внутренние полости генератора и абсорбера выполняются сообщающимися между собой, но при этом разделены полупроницаемой, теплоизолирующей перегородкой /мембраной, полыми волокнами и т.п./, пропускающей хладагент и задерживающий абсорбент. The goal is achieved in that the internal cavities of the generator and the absorber are made communicating with each other, but at the same time they are separated by a semi-permeable, heat-insulating partition / membrane, hollow fibers, etc. /, which allows the refrigerant to pass through and retain the absorbent.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен схематично общий вид холодильной машины. The invention is illustrated in the drawing, which shows schematically a General view of the refrigeration machine.

Холодильная машина содержит следующие основные компоненты: на стороне высокого давления - генератор 1, компенсатор 2; на стороне низкого давления - испаритель 3, абсорбер 4, соединенные трубопроводами 5, полупроницаемую перегородку 6, разделяющую внутренние полости генератора 1 и абсорбера 4, при этом генератор 1 и абсорбер 4 сообщены между собой через эту перегородку 6, а также трубопроводы теплоносителя и охлаждающей воды /на схеме условно не показаны/. Перегородка 6 имеет свойство пропускать хладагент и задерживать абсорбент, при этом она обладает также теплоизоляционными свойствами. The chiller contains the following main components: on the high pressure side - generator 1, compensator 2; on the low pressure side, an evaporator 3, an absorber 4 connected by pipelines 5, a semi-permeable partition 6 separating the internal cavities of the generator 1 and absorber 4, while the generator 1 and the absorber 4 are interconnected through this partition 6, as well as coolant and cooling water pipelines / conventionally not shown in the diagram /. The partition 6 has the ability to pass the refrigerant and retain the absorbent, while it also has thermal insulation properties.

Рабочим веществом для осуществления холодильного цикла абсорбционной машины является раствор, состоящий из двух компонентов с разными температурами кипения при одинаковом давлении. Один из них с более низкой температурой кипения служит в качестве хладагента, а другой - абсорбентом. The working substance for the implementation of the refrigeration cycle of the absorption machine is a solution consisting of two components with different boiling points at the same pressure. One of them with a lower boiling point serves as a refrigerant, and the other as an absorbent.

Хладагент проходит из конденсатора 2 в испаритель 3, абсорбер 4, генератор 1 и возвращается в конденсатор 2, а абсорбент, в отличие от обычной абсорбционной холодильной машины, не циркулирует из абсорбера 4 в генератор 1 и обратно, а постоянно находится в генераторе 1 и абсорбере 4, но в разных концентрациях в растворе с хладагентом. The refrigerant flows from condenser 2 to evaporator 3, absorber 4, generator 1 and returns to condenser 2, and the absorbent, unlike a conventional absorption chiller, does not circulate from absorber 4 to generator 1 and vice versa, but is constantly located in generator 1 and absorber 4, but in different concentrations in solution with a refrigerant.

Циркуляция хладагента осуществляется, в отличие от традиционной абсорбционной холодильной машины, за счет использования эффекта осмоса. Осмос - самопроизвольный процесс перехода растворителя через полупроницаемую мембрану в раствор. Если чистый растворитель и раствор какого-либо вещества в этом растворителе или два раствора разной концентрации поместить в два отсека, по обе стороны полупроницаемой перегородки, способной пропускать только молекулы растворителя, то в такой системе будет наблюдаться следующее. Из-за разности давления /концентрации/ молекул растворителя в разных отсеках осуществляется переход молекул растворителя в объем с их меньшей концентрацией, т.е. в отсек концентрированного раствора. The circulation of the refrigerant is carried out, in contrast to the traditional absorption refrigeration machine, through the use of the effect of osmosis. Osmosis is a spontaneous process of transition of a solvent through a semipermeable membrane into a solution. If a pure solvent and a solution of a substance in this solvent or two solutions of different concentrations are placed in two compartments, on both sides of a semipermeable partition capable of passing only solvent molecules, the following will be observed in such a system. Due to the difference in pressure / concentration / solvent molecules in different compartments, the transition of the solvent molecules into the volume with their lower concentration, i.e. into the concentrated solution compartment.

Последовательность цикла работы абсорбционной осмотической машины следующая. Жидкий хладагент /высокого давления/ подается из конденсатора 2 в испаритель 3, при этом за счет потерь давления при движении его по трубопроводу 5 /либо в дроссельном клапане/ снижается давление хладагента. The sequence of the operation of the absorption osmotic machine is as follows. Liquid refrigerant / high pressure / is supplied from the condenser 2 to the evaporator 3, while due to pressure losses during its movement through the pipe 5 / or in the butterfly valve / the pressure of the refrigerant decreases.

Жидкий хладагент в испарителе 3 превращается в пар, отбирая тепло от охлаждаемой среды. Образовавшийся пар низкого давления поступает по трубопроводу 5 из испарителя 3 в абсорбер 4, где этот пар поглощается абсорбентом. The liquid refrigerant in the evaporator 3 turns into steam, taking heat from the medium to be cooled. The resulting low-pressure steam is piped 5 from the evaporator 3 to the absorber 4, where this vapor is absorbed by the absorbent.

Хладагент перетекает из испарителя 3 в абсорбер 4, так как давление его паров над раствором в последнем несколько ниже. The refrigerant flows from the evaporator 3 to the absorber 4, since the vapor pressure above the solution in the latter is somewhat lower.

Давление раствора в абсорбере 4 определяет давление и, следовательно, температуру кипения хладагента в испарителе 3. The pressure of the solution in the absorber 4 determines the pressure and, therefore, the boiling point of the refrigerant in the evaporator 3.

В свою очередь давление раствора зависит от свойств абсорбента, его температуры и концентрации. In turn, the pressure of the solution depends on the properties of the absorbent, its temperature and concentration.

При поглощении абсорбентом пара хладагента, поступающего из испарителя 3, объем хладагента уменьшается и высвобождается теплота абсорбции. When the absorbent absorbs vapor of the refrigerant coming from the evaporator 3, the volume of the refrigerant decreases and the heat of absorption is released.

Для поддержания температуры и давления раствора на заданном уровне теплота, выделяемая в абсорбере 4 /равна сумме скрытой теплоты парообразования и теплоты растворения хладагента в абсорбенте/, отводится в окружающую среду в конденсаторе 2. Этот процесс осуществляется следующим образом. To maintain the temperature and pressure of the solution at a given level, the heat released in the absorber 4 / is equal to the sum of the latent heat of vaporization and the heat of dissolution of the refrigerant in the absorbent /, is removed to the environment in the condenser 2. This process is carried out as follows.

Пар хладагента, поглощаемый абсорбентом, повышает давление раствора в абсорбенте 4. Поэтому необходимо непрерывно увеличивать концентрацию абсорбента в растворе для поддержания его давления на достаточно низком уровне по отношению к давлению в генераторе 1. Это необходимо для обеспечения заданного давления и температуры в испарителе 3. Увеличение концентрации абсорбента в растворе, находящемся в абсорбере 4, осуществляется посредством протекания хладагента через полупроницаемую перегородку 6 под действием осмотического давления из абсорбера 4 в генератор 1. Повышение концентрации абсорбента в растворе, находящемся в генераторе 1, обеспечивается за счет выкипания большей части хладагента при нагреве. The refrigerant vapor absorbed by the absorbent increases the pressure of the solution in the absorbent 4. Therefore, it is necessary to continuously increase the concentration of the absorbent in the solution to maintain its pressure at a sufficiently low level with respect to the pressure in the generator 1. This is necessary to ensure a given pressure and temperature in the evaporator 3. Increase the concentration of absorbent in the solution located in the absorber 4, is carried out by the flow of refrigerant through a semi-permeable partition 6 under the action of osmotic pressure from ab sorber 4 to the generator 1. An increase in the concentration of absorbent in the solution located in the generator 1 is provided by boiling off most of the refrigerant when heated.

Хладагент, постоянно поступающий вследствие разности концентрации из абсорбера 4 через перегородку 6, понижает концентрацию абсорбента, а следовательно повышает давление в растворе, находящемся в генераторе 1. The refrigerant, constantly flowing due to the difference in concentration from the absorber 4 through the partition 6, lowers the concentration of the absorbent, and therefore increases the pressure in the solution located in the generator 1.

Процесс происходит без сжатия хладагента. The process takes place without refrigerant compression.

Хладагент отделяется в генераторе 1 от абсорбента при нагреве раствора и выкипает. Образующийся пар высокого давления поступает в конденсатор 2, где сжижается, отдавая скрытую теплоту парообразования окружающей среде. Затем цикл повторяется снова. The refrigerant is separated in the generator 1 from the absorbent when the solution is heated and boils away. The resulting high pressure steam enters the condenser 2, where it is liquefied, giving the latent heat of vaporization to the environment. Then the cycle repeats again.

Таким образом обеспечивается цикл холодильной машины, которая для осуществления этого цикла может использовать низкопотенциальное тепло вентвыбросов, продувок котлов, солнечную энергию и т.п. без использования электроэнергии. This ensures a cycle of the refrigeration machine, which for the implementation of this cycle can use low-grade heat of ventilation exhausts, blowing boilers, solar energy, etc. without the use of electricity.

Claims (1)

Абсорбционная тепловая машина, содержащая абсорбер, генератор, конденсатор, дроссельное устройство, испаритель и полупроницаемую перегородку, пропускающую хладагент и задерживающую абсорбент, причем все устройства связаны между собой трубопроводами, в которых циркулируют хладагент, абсорбент или их раствор, отличающаяся тем, что полости генератора и абсорбера сообщаются через полупроницаемую перегородку, выполненную из теплоизоляционного материала. An absorption heat engine comprising an absorber, a generator, a condenser, a throttle device, an evaporator and a semi-permeable baffle that allows refrigerant to pass through and traps absorbent material, all devices being connected by pipelines in which refrigerant, absorbent or their solution circulate, characterized in that the cavity of the generator and the absorber communicate through a semi-permeable partition made of heat-insulating material.
RU95122515A 1995-12-28 1995-12-28 Osmotic absorption heat machine RU2125688C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95122515A RU2125688C1 (en) 1995-12-28 1995-12-28 Osmotic absorption heat machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95122515A RU2125688C1 (en) 1995-12-28 1995-12-28 Osmotic absorption heat machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95122515A RU95122515A (en) 1998-02-20
RU2125688C1 true RU2125688C1 (en) 1999-01-27

Family

ID=20175318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95122515A RU2125688C1 (en) 1995-12-28 1995-12-28 Osmotic absorption heat machine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2125688C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009002200A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-31 Vladimir Pavlovich Beljaev Method for producing cold and thermal energy and an absorption-membrane plant for carrying out said method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PCT (WO) 89/11071, 16.11.89. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009002200A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-31 Vladimir Pavlovich Beljaev Method for producing cold and thermal energy and an absorption-membrane plant for carrying out said method
EA013715B1 (en) * 2007-06-18 2010-06-30 Владимир Павлович Беляев Method for producing cold and thermal energy and an absorption-membrane plant for carrying out said method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4337625A (en) Waste heat driven absorption refrigeration process and system
CA2013680C (en) Absorption refrigeration method and apparatus
PT97981A (en) MECHANICAL REFRIGERATION AND COOLING APPARATUS AND COMBINED ABSORPTION COOLING
Crepinsek et al. Comparison of the performances of absorption refrigeration cycles
RU2125688C1 (en) Osmotic absorption heat machine
Ghodeshwar et al. Thermodynamic analysis of lithium bromide-water (LiBr-H2O) vapor absorption refrigeration system based on solar energy
Herold et al. Advanced energy systems: absorption heat pumps
Bangotra et al. Design Analysis of 3 TR Aqua Ammonia Vapour Absorption Refrigeration System
JP5389366B2 (en) Steam compression / absorption hybrid refrigerator
CN110926052B (en) Absorption refrigeration system based on differential pressure driving and circulation method thereof
Wijaksana et al. The investigation of influence ammonia concentration variations to the performance of a pump less ammonia-water absorption refrigeration system with water flooding evaporator
KR20120128512A (en) Rankine cycle system and ship with the same
US1369366A (en) Refrigerating apparatus
SU1068671A1 (en) Absorption lithium-bromide refrigerating plant
Ahlby et al. Compression-absorption heat pumps
JPH05280825A (en) Absorption heat pump
CN110234941A (en) Absorption refrigerating machine
RU2044966C1 (en) Refrigerating unit
US20230235927A1 (en) Integrated Hybrid Solar Absorption Cooling System
KR100827569B1 (en) Absorption refrigerating apparatus with heat pump
RU2344357C1 (en) Absorption/compression refrigeration unit
KR920007601B1 (en) Absorption type refrigerator
SU1079975A1 (en) Absorption bromine-lithium refrigerating plant
SU918728A1 (en) Absorption bromine-lithium refrigerating plant
JPS5899661A (en) Engine waste-heat recovery absorption type cold and hot water machine