RU2439449C1 - Multiple heat pipe steam ejector refrigerating machine - Google Patents
Multiple heat pipe steam ejector refrigerating machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2439449C1 RU2439449C1 RU2010121095/06A RU2010121095A RU2439449C1 RU 2439449 C1 RU2439449 C1 RU 2439449C1 RU 2010121095/06 A RU2010121095/06 A RU 2010121095/06A RU 2010121095 A RU2010121095 A RU 2010121095A RU 2439449 C1 RU2439449 C1 RU 2439449C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- evaporation
- wick
- covered
- condensation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано для утилизации вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно для получения холода.The present invention relates to power engineering and can be used for the disposal of secondary thermal energy and low potential thermal energy of natural sources, namely to obtain cold.
Известна пароэжекторная холодильная машина, которая содержит кипятильник (испарительная камера высокого давления) высококипящего компонента, соединенный с сопловым вводом эжектора, приемная камера которого подсоединена к испарителю низкокипящего компонента (испарительная камера низкого давления), конденсатор, размещенный на выходе из эжектора и выполненный из капиллярно-пористых структур (фитиля), позволяющий за счет капиллярного потенциала транспортировать конденсат из секции низкого давления в секцию высокого давления (кипятильник) [А.с. СССР №№1537979, М. Кл. F25B 1/06, 1990].Known steam ejector chiller, which contains a boiler (high pressure evaporation chamber) of a high-boiling component connected to the nozzle inlet of the ejector, a receiving chamber of which is connected to the low-boiling component evaporator (low pressure evaporation chamber), a condenser located at the outlet of the ejector and made of capillary porous structures (wick), which allows, due to the capillary potential, to transport condensate from the low pressure section to the high pressure section (boiling water hic) [A. USSR No. 1537979, M. Cl. F25B 1/06, 1990].
Основными недостатками известной пароэжекторной холодильной машины являются невозможность утилизации низкопотенциальных вторичных тепловых энергоресурсов и тепловых ресурсов природных источников, использование в качестве рабочего тела двух реагентов, что усложняет эксплуатацию и снижает ее эффективность.The main disadvantages of the known steam-ejector refrigeration machine are the inability to utilize low-potential secondary heat and natural resources, the use of two reagents as a working fluid, which complicates the operation and reduces its effectiveness.
Более близким к предлагаемому изобретению является теплотрубная пароэжекторная холодильная машина, которая содержит помещенные в одном корпусе испарительные камеры высокого и низкого давления с каплеотбойником, конденсационные камеры, частично заполненные легкокипящей (рабочей) жидкостью, причем испарительные камеры высокого и низкого давления помещены коаксиально, их боковые стенки покрыты изнутри фитилями, покрытыми в свою очередь кожухами, внутренняя поверхность торцов которых покрыта полосами капиллярного материала, соединенными с фитилями испарительных камер, разделенных между собой по пару горизонтальной перегородкой, после которой в корпусе сбоку устроены вертикальные перегородки, за которыми помещены конденсационные камеры, покрытые изнутри своими фитилями, покрытые кожухами и разделенными между собой перегородкой на сегменты высокого и низкого давления, внутренняя поверхность которых покрыта полосами капиллярного материала, соединенными с фитилями своих конденсационных камер, в вертикальные перегородки конденсационных камер вмонтированы эжекторы, в которых сопловые вводы соединены с испарительной камерой высокого давления, приемные камеры с испарительной камерой низкого давления, диффузоры с конденсационными камерами [Заявка РФ №2008142979, М. Кл. F25B 1/06, 2008].Closer to the present invention is a heat pipe steam ejector chiller, which contains high and low pressure evaporation chambers with a drop eliminator located in one housing, condensation chambers partially filled with low boiling (working) liquid, the high and low pressure evaporating chambers being placed coaxially, their side walls covered from the inside with wicks, covered in turn with casings, the inner surface of the ends of which are covered with strips of capillary material, is connected with wicks of the evaporation chambers, separated by a pair of horizontal baffles, after which vertical partitions are arranged in the side of the housing, behind which condensation chambers are placed, covered with wicks from the inside, covered with casings and divided by a baffle into high and low pressure segments, inner surface which are covered with strips of capillary material connected to the wicks of their condensation chambers, an ejector is mounted in the vertical walls of the condensation chambers s, in which the nozzle inlets are connected to a high-pressure evaporation chamber, receiving chambers with a low-pressure evaporation chamber, diffusers with condensation chambers [RF Application No. 2008142979, M. Kl. F25B 1/06, 2008].
Основными недостатками известной теплотрубной пароэжекторной холодильной машины являются незначительная площадь контакта с горячей и холодной средами, обусловленная этим малая мощность (меньше 1 кВт) и установка испарительных и конденсационных камер в одном корпусе, делающая невозможным размещения их на удалении друг от друга, что ограничивает область ее применения при утилизации низкопотенциального тепла вторичных и природных источников в промышленных масштабах и, в конечном итоге, снижает ее эффективность.The main disadvantages of the well-known heat pipe steam ejector chiller are the small contact area with hot and cold media, the resulting low power (less than 1 kW) and the installation of evaporation and condensation chambers in one housing, making it impossible to place them at a distance from each other, which limits its area the use in the utilization of low-grade heat secondary and natural sources on an industrial scale and, ultimately, reduces its effectiveness.
Техническим результатом, на решение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение эффективности мультитеплотрубной пароэжекторной холодильной машины.The technical result, the solution of which the present invention is directed, is to increase the efficiency of a multi-pipe-tube steam ejector refrigeration machine.
Технический результат достигается тем, что мультитеплотрубная пароэжекторная холодильная машина включает в себя помещенную в первом корпусе испарительную камеру высокого давления, состоящую из вертикальных испарительных гильз, внутренняя боковая поверхность и торцы которых покрыты решеткой из полос капиллярного материала, образующей ячейки, соединенных открытыми торцами с крышкой сепарационной секции, внутренняя поверхность крышки, боковых стенок и конусного днища которой покрыты слоем фитиля, соединенным на входе в испарительные гильзы с решеткой из полос капиллярного материала, а снизу размещен каплеотбойник, под которым устроен транспортный патрубок, внутри которого помещены паровой патрубок и транспортный фитиль, соединенные с паровым пространством и фитилем испарительной камеры высокого давления; помещенные коаксиально во втором корпусе, испарительную камеру низкого давления, состоящую из вертикальных испарительных гильз, внутренняя боковая поверхность и торцы которых покрыты решеткой из полос капиллярного материала, образующей ячейки, соединенных открытыми торцами с днищем сепарационной секции, внутренняя поверхность днища, боковых стенок и конусной крышки которой покрыты слоем фитиля, соединенным на входе в испарительные гильзы с решеткой из полос капиллярного материала, а вверху размещен каплеотбойник; конденсационную камеру, состоящую из вертикальных конденсационных гильз, внутренняя боковая поверхность и торцы которых покрыты решеткой из полос капиллярного материала, образующей ячейки, соединенных открытыми торцами с днищем распределительной секции, внутренняя поверхность днища, боковых стенок и конусной крышки которой покрыты слоем фитиля, покрытого в свою очередь кожухом и соединенным на входе в конденсационные гильзы с решеткой из полос капиллярного материала; эжекторную камеру, соединенную с крышкой испарительной камеры низкого давления и днищем конденсационной камеры; покрытую изнутри фитилем-коллектором, покрытым в свою очередь своим кожухом, соединенным с кожухом конденсационной камеры, разделенную поперечной перегородкой на испарительную и конденсационную зоны, в которую вмонтирован эжектор, причем второй корпус в районе испарительной зоны снабжен своим транспортным патрубком, внутри которого помещен паровой патрубок и транспортный фитиль, соединенный с фитилем-коллектором, сопловой ввод эжектора соединен с вышеупомянутым паровым патрубком, приемная камера через испарительную зону - с испарительной камерой низкого давления, диффузор - через конденсационную зону с конденсационной камерой, соответственно, транспортные патрубки испарительных камер высокого и низкого давления соединены между собой транспортной трубой, состоящей из паровой трубы и транспортного фитиля, а все фитили и капиллярный материал решеток заполнены рабочей жидкостью.The technical result is achieved by the fact that the multi-tube steam-ejector chiller includes a high-pressure evaporation chamber placed in the first housing, consisting of vertical evaporation sleeves, the inner side surface and the ends of which are covered with a lattice of strips of capillary material forming cells connected by open ends to the separation lid sections, the inner surface of the lid, side walls and conical bottom of which is covered with a wick layer connected to the entrance to the evaporative sleeves with a grid of strips of capillary material, and a drop eliminator is placed below, under which a transport pipe is arranged, inside which a steam pipe and a transport wick are placed, connected to the steam space and the wick of the high-pressure evaporation chamber; placed coaxially in the second case, a low-pressure evaporation chamber, consisting of vertical evaporation sleeves, the inner side surface and the ends of which are covered with a lattice of strips of capillary material forming cells connected by open ends to the bottom of the separation section, the inner surface of the bottom, side walls and conical cover which are covered with a wick layer connected at the entrance to the evaporation sleeves with a lattice of strips of capillary material, and a drop eliminator is placed at the top; condensation chamber, consisting of vertical condensation sleeves, the inner side surface and the ends of which are covered with a lattice of strips of capillary material forming a cell connected by open ends to the bottom of the distribution section, the inner surface of the bottom, side walls and conical cover of which is covered with a layer of wick, covered in its turn a casing and connected at the entrance to the condensation sleeves with a lattice of strips of capillary material; an ejector chamber connected to the cover of the low-pressure evaporation chamber and the bottom of the condensation chamber; covered from the inside with a wick-collector, covered in turn by its own casing, connected to the casing of the condensation chamber, divided by a transverse partition into an evaporation and condensation zone, into which an ejector is mounted, and the second case in the region of the evaporation zone is equipped with its own transport pipe, inside which a steam pipe is placed and a transport wick connected to the collector wick, the nozzle inlet of the ejector is connected to the aforementioned steam nozzle, the receiving chamber through the evaporation zone will evaporate Flax low pressure chamber, a diffuser - via condensation zone with the condensing chamber, respectively, the transport pipes of the evaporator of high and low pressure chambers are interconnected transport pipe consisting of steam pipes and transport of the wick, and all the wicks and capillary arrays material filled with hydraulic fluid.
В основе работы предлагаемой мультитеплотрубной пароэжекторной холодильной машины лежит способность транспортировки жидкости фитилем за счет капиллярных сил из зоны пониженного давления в зону повышенного давления и высокая эффективность передачи теплоты в тепловых трубах, покрытых изнутри фитилем и частично заполненных рабочей жидкостью - переносчиком теплоты, которые делятся на три участка: зона испарения (подвода теплоты), адиабатная зона (переноса теплоты) и зона конденсации (отвода теплоты) [В.В.Харитонов и др. Вторичные теплоэнергоресурсы и охрана окружающей среды. - Минск: Выш. школа, 1988, с.146; Тепловые трубы и теплообменники: от науки к практике. Сборник научн. тр. - М.: 1990, с.106].The proposed multiteplot tube steam ejector chiller is based on the ability to transport liquid with a wick due to capillary forces from a zone of low pressure to a zone of high pressure and high efficiency of heat transfer in heat pipes coated from the inside with a wick and partially filled with a working fluid - heat carrier, which are divided into three plot: evaporation zone (heat supply), adiabatic zone (heat transfer) and condensation zone (heat removal) [V.V. Kharitonov et al. Secondary heat goresursy and environmental protection. - Minsk: Ab. school, 1988, p. 146; Heat pipes and heat exchangers: from science to practice. Collection of scientific tr - M .: 1990, p.106].
На фиг.1 представлен общий вид, на фиг.2-5 - разрезы, на фиг.6, 7 - узлы предлагаемой мультитеплотрубной пароэжекторной холодильной машины (МТТПЭХМ).Figure 1 presents a General view, figure 2-5 - sections, figure 6, 7 - nodes of the proposed multiteplot tube steam ejector refrigeration machine (MTTPPEHM).
МТТПЭХМ включает помещенную в корпусе 1 испарительную камеру высокого давления 2, состоящую из вертикальных испарительных гильз 3, внутренняя боковая поверхность и торцы которых покрыты решеткой из полос капиллярного материала 4, образующей ячейки 5, соединенных открытыми торцами с крышкой сепарационной секции 6, внутренняя поверхность крышки, боковых стенок и конусного днища которой покрыты слоем фитиля 7, соединенным на входе в испарительные гильзы 3 с решеткой из полос капиллярного материала 4, а снизу размещен каплеотбойник 8, под которым устроен транспортный патрубок 9, внутри которого помещены паровой патрубок 10 и транспортный фитиль 11, соединенные с паровым пространством и фитилем 7 испарительной камеры высокого давления 2; помещенные коаксиально в корпусе 12 испарительную камеру низкого давления 13, состоящую из вертикальных испарительных гильз 14, внутренняя боковая поверхность и торцы которых покрыты решеткой из полос капиллярного материала 4, образующей ячейки 5, соединенных открытыми торцами с днищем репарационной секции 15, внутренняя поверхность днища, боковых стенок и конусной крышки которой покрыты слоем фитиля 7, на входе в испарительные гильзы 14 соединенным с решеткой из полос капиллярного материала 4, а вверху размещен каплеотбойник 16; конденсационную камеру 17, состоящую из вертикальных конденсационных гильз 18, внутренняя боковая поверхность и торцы которых покрыты решеткой из полос капиллярного материала 4, образующей ячейки 5, соединенных открытыми торцами с днищем распределительной секции 19, внутренняя поверхность днища, боковых стенок и конусной крышки которой покрыты слоем фитиля 7, на входе в конденсационные гильзы 18 соединенным с решеткой из полос капиллярного материала 4, покрытого в свою очередь кожухом 20; соединенную с крышкой испарительной камеры низкого давления 13 и днищем конденсационной камеры 17; эжекторную камеру 21, покрытую изнутри фитилем-коллектором 22, покрытым в свою очередь кожухом 23, соединенным с кожухом 20, разделенную горизонтальной перегородкой 24 на испарительную и конденсационную зоны 25 и 26, соответственно, в которую вмонтирован эжектор 27, причем корпус 12 в районе испарительной зоны 25 снабжен транспортным патрубком 28, внутри которого помещен паровой патрубок 29 и транспортный фитиль 11, соединенный с фитилем-коллектором 22, сопловой ввод эжектора 27 соединен с паровым патрубком 29, приемная камера через испарительную зону 25 - с испарительной камерой низкого давления 13, диффузор через конденсационную зону 26 - с конденсационной камерой 17, соответственно, транспортные патрубки 9 и 28 соединены между собой транспортной трубой 30, состоящей из паровой трубы 31 и транспортного фитиля 11, а капиллярный материал решеток 4, все фитили 7, транспортный фитиль 11 и фитиль-коллектор 22 заполнены рабочей жидкостью.MTTPEHM includes a high-pressure evaporation chamber 2 placed in the housing 1, consisting of
Предлагаемая МТТПЭХМ работает следующим образом.The proposed MTTPEHM works as follows.
Предварительно, перед началом работы из камер 2, 13, 17, 21 и транспортной трубы 30 МТТПЭХМ удаляют воздух и закачивают рабочую жидкость, которую выбирают в зависимости от температурного потенциала горячей и нагреваемой сред и требуемой температуры охлаждаемого теплоносителя (штуцера для удаления воздуха и подачи рабочей жидкости на фиг.1-7 не показаны) в количестве, достаточном для заполнения объема пор фитилей 7, 11, 22 и решеток из полос капиллярного материала 4, после чего корпус 1 МТТПЭХМ устанавливают таким образом, чтобы испарительные гильзы 3 испарительной камеры высокого давления 2 контактировали с горячей средой, корпус 12 - чтобы испарительные гильзы 14 испарительной камеры низкого давления 13 контактировали с охлаждаемым теплоносителем, а конденсационные гильзы 18 конденсационной камеры 17 контактировали с нагреваемой средой. В результате нагрева испарительных гильз 3 испарительной камеры высокого давления 2 происходит испарение рабочей жидкости в ячейках 5 решетки 4 из полос капиллярного материала, наличие которых практически полностью предотвращает образование паровой пленки на внутренней поверхности гильз 3, в результате чего интенсифицируется процесс испарения и образуется пар при высоком давлении P1. Полученный пар, проходит через каплеотбойник 8, освобождаясь от уносимых капель рабочей жидкости, которая отбрасывается на поверхность фитиля 7 и транспортируется им обратно в зону испарения, после чего осушенный пар через паровой патрубок 10 и паропровод 31 по транспортной трубе 30 под давлением Р1 поступает в эжектор 27. Одновременно в испарительных гильзах 14 испарительной камеры низкого давления 13 в результате их нагрева охлаждаемым теплоносителем при низкой температуре протекает процесс испарения рабочей жидкости, транспортируемой фитилем 7 в ячейках 5 решетки 4 при низком давлении Р3, который происходит аналогично испарению в камере 2, в результате чего теплоноситель охлаждается до требуемой температуры. В эжекторе 27 пар высокого давления P1 проходит через его сопло, увлекая за собой пар, поступающий через его приемную камеру из испарительной камеры 13, создавая тем самым в ней низкое давление Р3, смешивается с ним и при среднем давлении Р2 через его диффузор поступает в конденсационную камеру 17. В камере 17 в конденсационных гильзах 18 в ячейках 5 решетки 4, наличие которых также интенсифицирует процесс конденсации, при давлении Р3 происходит конденсация паров рабочей жидкости, поглощение образовавшегося конденсата полосами капиллярного материала решетки 4, который за счет капиллярных сил транспортируется фитилем 7 в фитиль-коллектор 22. Последний имеет значительно больший массив, чем остальные фитили 7 вместе взятые, в результате чего в нем аккумулируется количество жидкости, в несколько раз превосходящее требуемый расход рабочей жидкости для снабжения испарительных камер высокого и низкого давления 2 и 13, соответственно. Поэтому рабочая жидкость непрерывно и в достаточном количестве из фитиля-коллектора 22 поступает в соединенный с ним фитиль 7 испарительной камеры низкого давления 13, откуда распределяется в капиллярном материале решеток 4 испарительных гильз 14 и в транспортный фитиль 11, соединенный с фитилем 7 и решеткой 4 из капиллярного материала в испарительных гильзах 3 испарительной камеры высокого давления 2, где происходят вышеописанные процессы испарения рабочей жидкости, после чего цикл повторяется. При этом расстояние от первого корпуса 1, котором располагается испарительная камера высокого давления 2 от второго корпуса 12, в котором расположены остальные камеры 13, 17 и 21, определяется длиной транспортной трубы 30, которая зависит в первую очередь от технико-эксплуатационных характеристик транспортного фитиля 11.Previously, before starting work, air is removed from the
Таким образом, конструкция предлагаемой МТТПЭХМ обеспечивает получение холода за счет утилизации вторичных тепловых энергоресурсов различного потенциала (энергии сбросных вод, отходящих газов и т.д.) и тепловых ресурсов природных источников (энергии солнца, воды и т.д.) в количестве, достаточном для применения в промышленных масштабах, и позволяет помещать испарительную камеру высокого давления отдельно от других камер в любой ориентации относительно их в пространстве, что значительно расширяет ее функциональные возможности и, в конечном итоге, повышает эффективность.Thus, the design of the proposed MTTPEHM provides cold by utilizing secondary thermal energy resources of various potentials (waste water energy, exhaust gases, etc.) and the heat resources of natural sources (solar energy, water, etc.) in an amount sufficient for use on an industrial scale, and allows you to place the high-pressure evaporation chamber separately from other chambers in any orientation relative to them in space, which greatly expands its functionality and, in the final In the end, it improves efficiency.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121095/06A RU2439449C1 (en) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Multiple heat pipe steam ejector refrigerating machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121095/06A RU2439449C1 (en) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Multiple heat pipe steam ejector refrigerating machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2439449C1 true RU2439449C1 (en) | 2012-01-10 |
Family
ID=45784164
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010121095/06A RU2439449C1 (en) | 2010-05-25 | 2010-05-25 | Multiple heat pipe steam ejector refrigerating machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2439449C1 (en) |
-
2010
- 2010-05-25 RU RU2010121095/06A patent/RU2439449C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101109536B1 (en) | Evaporative Desalination Apparatus of Sea Water Using Phase Changing Fluids | |
RU2666839C1 (en) | Method and device for using excess heat from flue gas of a power plant for drying fuel from biomass | |
US20090077969A1 (en) | Heat Transfer Methods for Ocean Thermal Energy Conversion and Desalination | |
AU2007303213B2 (en) | Heat transfer methods for ocean thermal energy conversion and desalination | |
CN108147608B (en) | Multi-effect evaporation crystallization system and method for treating power plant brine wastewater by using compressed air and heat pump | |
CN104769371A (en) | Apparatus and method for vapor driven absorption heat pumps and absorption heat transformer with applications | |
CN103884100A (en) | Vacuum hot water boiler | |
CN105819531A (en) | Energy-saving heat pump type intermediate-temperature spray evaporation system | |
CN104383792A (en) | Three-in-one plate exchange type refrigeration dryer and work method | |
CN204593336U (en) | A kind of New-type boiler waste-heat recovery device | |
RU2439449C1 (en) | Multiple heat pipe steam ejector refrigerating machine | |
CN204107292U (en) | Three-in-one plate changes formula cooling driers | |
CN203731683U (en) | Vacuum hot water boiler | |
RU2406945C2 (en) | Thermal-pipe steam-ejector cooling machine | |
US4429662A (en) | Method and apparatus for generating vapor | |
RU2339821C2 (en) | Multi-heat-pipe engine | |
Marmouch et al. | Effect of a cooling tower on a solar desalination system | |
RU2366821C1 (en) | Heat-pipe axial engine | |
KR20110106711A (en) | Method of using high temperature vapour and apparatus for using high temperature vapour | |
CN105692744A (en) | Medical multi-effect water distiller | |
RU2449134C2 (en) | Steam turbine multiheat-pipe plant | |
RU2564483C2 (en) | Multiple heat-pipe steam-turbine plant with capillary condenser | |
RU2376698C1 (en) | Multi-heat tube electrostatic generator | |
RU2381425C1 (en) | Heat-pipe power complex | |
RU2489575C1 (en) | Steam turbine solar thermal pipe plant |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120526 |