RU2524159C2 - Operation methods of hydrogen reversible thermochemical cycles and devices for their implementation based on metal hydride technologies - Google Patents

Operation methods of hydrogen reversible thermochemical cycles and devices for their implementation based on metal hydride technologies Download PDF

Info

Publication number
RU2524159C2
RU2524159C2 RU2012124528/06A RU2012124528A RU2524159C2 RU 2524159 C2 RU2524159 C2 RU 2524159C2 RU 2012124528/06 A RU2012124528/06 A RU 2012124528/06A RU 2012124528 A RU2012124528 A RU 2012124528A RU 2524159 C2 RU2524159 C2 RU 2524159C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
metal hydride
hydrogen
coolant
sections
Prior art date
Application number
RU2012124528/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012124528A (en
Inventor
Владимир Андрианович Попович
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук
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 Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Машиноведения Им. А.А. Благонравова Российской Академии Наук
Priority to RU2012124528/06A priority Critical patent/RU2524159C2/en
Publication of RU2012124528A publication Critical patent/RU2012124528A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2524159C2 publication Critical patent/RU2524159C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to mechanical engineering. Processes of heat regeneration in a cycle on the basis of heat regenerators with a heat storage packing are introduced in the proposed direct and inverse thermochemical cycles between the main sorption processes. Two or more layers of metal hydrides with different sorption properties, enclosed in separate sections in one generator-absorber are applied in thermal sorption cycles. The generator-absorber is configured as a block unit. Different types of systems with the use of computers are applied for monitoring and control.
EFFECT: invention allows equally efficient heat converting of renewable energy sources: geothermal, solar, wind and heat energy of heated gas or fluid flows into the other forms of energy, namely, into mechanical energy, heat energy for heating the buildings, as well as in getting cold.
41 cl, 28 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике для тепло- и электропитания объектов жилого и технического назначения и предназначено для преобразования с этой целью имеющейся тепловой энергии, например нагретого потока газа выхлопной трубы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), газовой струи газотурбинного двигателя (ГТД), парожидкостной струи геотермального источника, а также других возобновляемых источников тепловой энергии.The invention relates to a power system for heat and power supply of residential and technical purposes and is intended to convert available thermal energy for this purpose, for example, a heated gas stream of an exhaust pipe of an internal combustion engine (ICE), a gas jet of a gas turbine engine (GTE), a vapor-liquid jet of a geothermal source as well as other renewable sources of thermal energy.

Главным недостатком тепловых электростанций является их низкий КПД при получении электроэнергии вследствие реализации таких циклов, как цикл Ренкина, газотурбинный цикл и других циклов на базе ДВС.The main disadvantage of thermal power plants is their low efficiency in generating electricity due to the implementation of such cycles as the Rankine cycle, gas turbine cycle and other cycles based on internal combustion engines.

Мероприятия, направленные на повышение эффективности электростанций за счет утилизации сбрасываемой теплоты нагретого потока газа выхлопной трубы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) или газовой струи газотурбинного двигателя (ГТД) для обогрева объектов жилого и технического назначения, не приносят желаемого результата, так как не используется потенциал сбрасываемой теплоты нагретых потоков. Это становится очевидным, так, например, для нужд обогрева объектов жилого и технического назначения нужна теплота с температурой (100-110)°C, а для ее получения используется теплота газового потока с температурой (700-800)°C.Measures aimed at improving the efficiency of power plants by utilizing the discharged heat of the heated gas stream from the exhaust pipe of an internal combustion engine (ICE) or the gas jet of a gas turbine engine (GTE) for heating residential and technical facilities do not bring the desired result, since the potential of the discharge heats of heated streams. This becomes obvious, for example, for the needs of heating residential and technical facilities, heat with a temperature of (100-110) ° C is needed, and heat of a gas stream with a temperature of (700-800) ° C is used to obtain it.

Еще меньшей эффективностью обладают топочные устройства для отопления жилых домов и производственных помещений, так как для нагрева воды в контуре теплоцентрали до температур (100-110)°С используется теплота органического и углеводородного топлива с температурой сжигания (1000-1500)°С.Furnace devices for heating residential buildings and industrial premises are even less effective, since the heat of organic and hydrocarbon fuels with a combustion temperature of (1000-1500) ° C is used to heat water in the heating circuit to temperatures of (100-110) ° C.

Известна экономичная тепловая электростанция (RU 2182246 C1, F02C 6/18, F25B 29/00, 26.10.2000), состоящая из котельной установки, воздушно-турбинного двигателя, теплового насоса, водяного насоса, газовоздушного теплообменника, установленного в котельной установке. Выходной конфузор воздушной турбины трубопроводом связан с поддувом котельной установки, причем количество теплоты, поглощаемое газовоздушным теплообменником, равно теплоте, поступающей с горячим воздухом в поддувало котельной установки. Выход газов из котельной установки трубопроводом связан с диффузором газового компрессора теплового насоса. Компрессор воздушно-турбинного двигателя и его турбина, газовый компрессор теплового насоса и его турбина, генератор электрического тока и водяной насос - все установлены на одном валу. Выходные угарные газы после газовой турбины теплового насоса выбрасываются в атмосферу с отрицательной температурой.Known economical thermal power plant (RU 2182246 C1, F02C 6/18, F25B 29/00, 10.26.2000), consisting of a boiler installation, an air-turbine engine, a heat pump, a water pump, a gas-air heat exchanger installed in a boiler installation. The output turbine confuser of the air turbine is connected by a pipeline to the blowing of the boiler installation, and the amount of heat absorbed by the gas-air heat exchanger is equal to the heat entering with the hot air into the blowing of the boiler installation. The gas outlet from the boiler installation through a pipeline is connected to the diffuser of the gas compressor of the heat pump. The air-turbine engine compressor and its turbine, the gas compressor of the heat pump and its turbine, the electric current generator and the water pump are all mounted on the same shaft. The exhaust carbon monoxide gases after the gas turbine of the heat pump are released into the atmosphere with a negative temperature.

Недостатком данного устройства является неполное использование потенциала теплоты как в котельной установке, так и теплоты отводимых из нее газов продуктов сгорания. Кроме того, не используется тепловым насосом теплота окружающей среды (земли или атмосферы). А выброс газов продуктов сгорания в атмосферу с отрицательной температурой является прямыми потерями предлагаемого устройства, так как производство холода связано с дополнительными энергозатратами.The disadvantage of this device is the incomplete use of the potential of heat both in the boiler plant and in the heat of the gases of combustion products removed from it. In addition, the heat of the environment (earth or atmosphere) is not used by the heat pump. And the emission of gases of combustion products into the atmosphere with a negative temperature is a direct loss of the proposed device, since the production of cold is associated with additional energy costs.

Известны способы преобразования теплоты в энергию сжатого водорода и далее в механическую работу на одном типе металлогидрида с помощью термохимического цикла (а.с. СССР 694748, а.с. СССР 832270).Known methods for converting heat into energy of compressed hydrogen and then into mechanical work on one type of metal hydride using a thermochemical cycle (A.S. USSR 694748, A.S. USSR 832270).

Термохимическое сжатие водорода осуществляется с помощью двух стационарных состояний системы металлогидрид-водород с различными значений параметров давления и температуры системы.Thermochemical compression of hydrogen is carried out using two stationary states of the metal hydride-hydrogen system with different values of the pressure and temperature parameters of the system.

Конечное значение водородной емкости металлогидрида не позволяет вести процесс непрерывно, поэтому по мере насыщения металлогидрида водородом при низкой температуре и низком давлении необходимо переводить систему в новое состояние для извлечения водорода при более высокой температуре, то есть извлечь водород при более высоком давлении. Далее, по окончании извлечения из металлогидрида всего накопленного водорода, система металлогидрид-водород должна быть переведена в исходное состояние для аккумулирования новой порции водорода.The final value of the hydrogen capacity of the metal hydride does not allow the process to run continuously, therefore, as the metal hydride is saturated with hydrogen at low temperature and low pressure, it is necessary to transfer the system to a new state in order to extract hydrogen at a higher temperature, i.e. to extract hydrogen at a higher pressure. Further, upon completion of the extraction of all the accumulated hydrogen from the metal hydride, the metal hydride-hydrogen system must be restored to its original state in order to accumulate a new portion of hydrogen.

Недостатком известного способа преобразования тепловой энергии в энергию сжатого водорода с использованием одного типа металлогидрида является низкая термодинамическая эффективность цикла преобразования тепловой энергии в энергию сжатого водорода, которая может принимать высокие значения только при использовании узкого температурного диапазона цикла термохимического сжатия. Кроме того, если источником нагрева является аккумулированная теплота потока газов выхлопной трубы двигателя внутреннего сгорания (ДВС), газовой струи газотурбинного двигателя (ГТД), парожидкостной струи геотермального источника и других источников тепловой энергии, не используется в полной мере потенциал теплоты.A disadvantage of the known method of converting thermal energy into compressed hydrogen energy using one type of metal hydride is the low thermodynamic efficiency of the cycle of converting thermal energy into compressed hydrogen energy, which can take on high values only when using a narrow temperature range of the thermochemical compression cycle. In addition, if the heat source is the accumulated heat of the gas stream from the exhaust pipe of an internal combustion engine (ICE), a gas jet of a gas turbine engine (GTE), a vapor-liquid jet of a geothermal source, and other sources of thermal energy, the heat potential is not fully used.

Известна принятая за прототип установка (RU 2282040, F01K 25/06 2006.01), содержащая не менее двух термосорбционных аккумуляторов водорода, заполненных порошкообразным металлогидридом, систему газопроводов, систему подачи теплоносителя, при этом термосорбционный аккумулятор водорода содержит теплообменник, расположенный внутри газосборник в виде трубки с выводом, соединенный системой газопроводов с газосборником другого термосорбционного аккумулятора водорода, причем содержит не менее двух термосорбционных аккумуляторов водорода, пневмодвигатель или гидродвигатель, систему подачи охлаждающего и/или нагревающего теплоносителя, систему отвода охлаждающего и/или нагревающего теплоносителя, при этом газосборники связаны между собой системой газопроводов с пневмодвигателем в прямом и обратном направлениях, теплообменник подключен к системе подачи и к системе отвода охлаждающего и/или нагревающего теплоносителя.Known adopted for the prototype installation (RU 2282040, F01K 25/06 2006.01), containing at least two thermosorption hydrogen batteries filled with powdered metal hydride, a gas pipe system, a coolant supply system, while the hydrogen thermosorption battery contains a heat exchanger located inside the gas collector in the form of a tube with output connected by a gas pipeline system with a gas collector of another thermosorption hydrogen accumulator, and contains at least two thermosorption hydrogen accumulators, a pneumatic motor a heater or hydraulic motor, a cooling and / or heating coolant supply system, a cooling and / or heating coolant drainage system, while the gas collectors are connected to each other by a gas pipeline system with an air motor in the forward and reverse directions, the heat exchanger is connected to the supply system and to the cooling and / or drainage system or heating fluid.

Описанная установка имеет низкий коэффициент полезного действия, так как термохимический цикл сжатия водорода, заложенный в ней, не позволяет в полной мере реализовать потенциал подводимой теплоты аккумулированной в потоке газа или жидкости, а также малоэффективен при температуре источника нагрева выше 100°С.The described installation has a low efficiency, since the thermochemical cycle of hydrogen compression incorporated in it does not allow to fully realize the potential of the supplied heat accumulated in the gas or liquid stream, and is also ineffective when the temperature of the heating source is above 100 ° C.

В предлагаемом способе имеется возможность полного использования потенциала теплоты, аккумулированной в потоке газа или жидкости, с помощью обратимого цикла термохимического сжатия водорода и сохранения высокой термодинамической эффективности цикла при утилизации теплоты выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания (газовой струи газотурбинного двигателя (ГТД) с температурой около (700-800)°С, парожидкостной струи геотермального источника и других источников тепловой энергии с меньшей температурой. Также предложен способ обратного обратимого термосорбционного цикла, позволяющего преобразовывать энергию сжатого водорода в теплоту для обогрева жилищ и производственных помещений, а также получить холод вплоть до криогенных температур.In the proposed method, it is possible to fully utilize the potential of heat accumulated in the gas or liquid stream using a reversible cycle of thermochemical compression of hydrogen and maintaining high thermodynamic efficiency of the cycle when utilizing the heat of exhaust gases of an internal combustion engine (gas jet of a gas turbine engine (GTE) with a temperature of about ( 700-800) ° C, a steam-liquid jet of a geothermal source and other sources of thermal energy with a lower temperature. a reversible thermosorption cycle, which allows the energy of compressed hydrogen to be converted into heat for heating homes and industrial premises, as well as cold up to cryogenic temperatures.

Ниже представлены устройства термосорбционного компрессора, с помощью которых осуществляется способ проведения процессов прямого обратимого цикла термохимического сжатия водорода с использованием теплоты нагретого потока газа или жидкости в механическую энергию и/или теплоту обогрева объектов жилого и технического назначения, представлены устройства, с помощью которых осуществляется способ проведения процессов обратного обратимого термохимический цикла для получения теплоты для обогрева жилищ и производственных помещений, а также получить холода вплоть до криогенных температур.Below are the devices of a thermosorption compressor, with the help of which a method is carried out for conducting a direct reversible cycle of thermochemical compression of hydrogen using the heat of a heated stream of gas or liquid into mechanical energy and / or heat of heating of residential and technical facilities, devices are presented that help to carry out a method processes of the reverse reversible thermochemical cycle to obtain heat for heating homes and industrial premises, and receive the same cooling down to cryogenic temperatures.

Также представлены частные случаи способа работы высокоэффективной энергетической установки, холодильной установки и теплового насоса на базе металлогидридного термосорбционного компрессора водорода с изотермическим источником нагрева с температурой до (700-800)°С.Special cases of the operation of a highly efficient power plant, a refrigeration unit and a heat pump based on a metal hydride thermosorption hydrogen compressor with an isothermal heating source with a temperature of up to (700-800) ° C are also presented.

Названия изображений предлагаемых устройств, конструктивных решений их основных элементов, циклограмм и других вспомогательных графических материалов ниже представлены в виде перечня фигур:The names of the images of the proposed devices, design solutions of their main elements, cyclograms and other supporting graphic materials are presented below in the form of a list of figures:

- Фиг.1 - Устройство металлогидридного блок-модуля термосорбционного компрессора для сжатия водорода, источником нагрева для которого является, например, поток горячих выхлопных газов ДВС или газовой турбины газотурбинной энергетической установки.- Figure 1 - The device of the metal hydride block module of a thermosorption compressor for compressing hydrogen, the heating source for which is, for example, a stream of hot exhaust gases from an internal combustion engine or a gas turbine of a gas turbine power plant.

- Фиг.2 - Зависимости логарифма давления Р (IgP) от обратной абсолютной температуры Т (1/T) для металлогидридов, расположенных в секциях металлогидридного элемента.- Figure 2 - Dependence of the logarithm of pressure P (IgP) on the inverse absolute temperature T ( 1 / T ) for metal hydrides located in sections of the metal hydride element.

- Фиг.3 - Изображение градиентов температур в виде тепловых волн в генераторах-сорберах и прилегающих к ним регенераторах теплоты в процессе запуска.- Figure 3 - Image of temperature gradients in the form of heat waves in sorbing generators and adjacent heat regenerators during startup.

- Фиг.4 - Изображение градиентов температур в виде тепловых волн в генераторах-сорберах и прилегающих к ним регенераторах теплоты в процессе движения теплоносителя в циркуляционном контуре против часовой стрелки.- Figure 4 - Image of temperature gradients in the form of heat waves in sorbing generators and adjacent heat regenerators during the movement of the coolant in the circulation loop counterclockwise.

- Фиг.5 - Изображение градиентов температур в виде тепловых волн в генераторах-сорберах и прилегающих к ним регенераторах теплоты в процессе движения теплоносителя в циркуляционном контуре по часовой стрелке.- Fig. 5 - Image of temperature gradients in the form of heat waves in sorbing generators and adjacent heat regenerators during clockwise movement of the coolant in the circulation circuit.

- Фиг.6 - Циклограммы включений левого и правого генераторов-сорберов.- 6 - Cyclograms of inclusions of the left and right generators-sorbers.

- Фиг.7 - Схема устройства генератора-сорбера.- Fig.7 is a diagram of the device of the generator-sorber.

- Фиг.8 - Конструктивное решение генератора-сорбера.- Fig - Constructive solution of the generator-sorber.

- Фиг.9 - Конструктивное решение генератора-сорбера компрессионного металлогидридного блок-модуля с одним подводящим/отводящим патрубком водорода расположенным на холодном конце генератора-сорбера.- Fig.9 - The design of the generator-sorbent compression metal hydride block module with one inlet / outlet hydrogen pipe located on the cold end of the generator-sorbent.

- Фиг.10 - Конструктивное решение регенератора теплоты с теплоаккумулирующей набивкой.- Figure 10 - The design of the heat regenerator with heat-accumulating packing.

- Фиг.11 - Компрессионный блок-модуль, в котором в качестве теплоносителя используется воздух окружающей среды.- 11 - Compression block module, in which ambient air is used as a heat carrier.

- Фиг.12 - Компрессионный металлогидридный блок-модуль, в котором в качестве теплоносителя используются непосредственно продукты сгорания энергетических установок.- Fig - Compression metal hydride block module, in which the products of combustion of power plants are directly used as a heat carrier.

- Фиг.13 - Компрессионный металлогидридный блок-модуль с изотермическим узлом нагрева.- Fig - Compression metal hydride block module with an isothermal heating unit.

- Фиг.14 - Схема энергетической установки на базе компрессионного блок-модуля и энергопреобразователя.- Fig. 14 is a diagram of a power plant based on a compression block module and an energy converter.

- Фиг.15 - Металлогидридное устройство для получения холода при использовании изотермического источника теплоты.- Fig - Metal hydride device for producing cold when using an isothermal heat source.

- Фиг.16 - Устройство холодильного металлогидридного блока.- Fig - Device refrigeration metal hydride block.

- Фиг.17 - Графиков зависимости логарифма давления (lgP) от- Fig - Graphs of the dependence of the logarithm of pressure (logP) from

обратной температуры (1/T) для металлогидридов в секциях холодопроизводителя.return temperature ( 1 / T ) for metal hydrides in refrigeration sections.

- Фиг.18 - Положение тепловых волн в левом и правом холодопроизводителях по окончании первого полуцикла.- Fig. 18 - The position of the heat waves in the left and right refrigeration producers at the end of the first half-cycle.

- Фиг.19 - Положение тепловых волн в левом и правом холодопроизводителях по окончании второго полуцикла.- Fig.19 - The position of the heat waves in the left and right refrigeration at the end of the second half-cycle.

- Фиг.20 - Циклограммы работы левого и правого металлогидридных холодопроизводителей блока металлогидридного холодильника.- Fig. 20 - Cyclograms of the operation of the left and right metal hydride refrigeration units of the metal hydride refrigerator unit.

- Фиг.21 - Устройство металлогидридного теплового насоса при использовании изотермического источника теплоты.- Fig.21 - The device hydride heat pump when using an isothermal heat source.

- Фиг.22 - График зависимости логарифма давления (lgP) от обратной температуры (1/T) для металлогидридов в секциях металлогидридного теплопроизводителя.- Fig. 22 is a graph of the logarithm of pressure (logP) versus reciprocal temperature ( 1 / T ) for metal hydrides in sections of a metal hydride heat producer.

- Фиг.23 - Устройство металлогидридного холодильника с механическим компрессором для сжатия водорода.- Fig - The device hydride refrigerator with a mechanical compressor for compressing hydrogen.

- Фиг.24 - Устройство объединенного модуля металлогидридного холодильника, состоящего из металлогидридного компрессионного блока и холодопроизводящего блока.- Fig. - The device of the combined module of the metal hydride refrigerator, consisting of a metal hydride compression unit and a refrigeration unit.

- Фиг.25 - Циклограмма работы холодопроизводителей холодопроизводящего блока.- Fig - Cyclogram of the work of refrigeration units of the refrigeration unit.

- Фиг.26 - Устройство объединенного блок-модуля металлогидридного холодильника, управляемого реверсивными насосами теплоносителей.- Fig. 26 - The device of the combined block module of a metal hydride refrigerator controlled by reversible heat transfer pumps.

- Фиг.27 - Устройство объединенного модуля металлогидридного теплового насоса, состоящего из металлогидридного компрессионного блока и теплопроизводящего блока.- Fig. 27 - The device of the combined module of a metal hydride heat pump, consisting of a metal hydride compression unit and a heat producing unit.

- Фиг.28 - Устройство объединенного блок-модуля металлогидридного теплового насоса, управляемого реверсивными насосами теплоносителей.- Fig - The device of the combined block module of a metal hydride heat pump controlled by reversible heat transfer pumps.

На фиг.1 представлено устройство металлогидридного блок-модуля термосорбционного компрессора для сжатия водорода, источником нагрева для которого, например, является поток горячих выхлопных газов ДВС или газовой турбины газотурбинной энергетической установки.Figure 1 shows the device of a metal hydride block module of a thermosorption compressor for compressing hydrogen, the heating source for which, for example, is a stream of hot exhaust gases from an internal combustion engine or a gas turbine of a gas turbine power plant.

Устройство скомпоновано таким образом, что представляет собой компрессионный металлогидридный блок-модуль, позволяющий повышение производительности по водороду простым суммированием однотипных модулей.The device is arranged in such a way that it is a compression metal hydride block module that allows increasing hydrogen productivity by simple summation of the same type of modules.

Компрессионный металлогидридный блок-модуль 48 включает в себя два одинаковых металлогидридных генератора-сорбера водорода 1 и 4, снабженных теплообменными поверхностями 46 и 47 соответственно, объединенных реверсивным циркуляционным внутренним контуром теплоносителя 19, на линии которого по обе стороны генераторов-сорберов водорода 1 и 4 соответственно установлены регенераторы теплоты 2, 3 и 5, 6 с теплоаккумулирующей набивкой. В контуре теплоносителя также установлен охладитель 24 с теплообменной поверхностью 41 и реверсивный привод теплоносителя 20 (как вариант представлен реверсивный насос).The compression metal hydride block module 48 includes two identical metal hydride generators-hydrogen sorbers 1 and 4, equipped with heat-exchange surfaces 46 and 47, respectively, connected by a reversible circulation internal circuit of the coolant 19, on the line of which on both sides of the hydrogen sorbing generators 1 and 4, respectively Heat regenerators 2, 3 and 5, 6 with heat-accumulating packing were installed. In the coolant circuit, a cooler 24 with a heat exchange surface 41 and a reversible drive of the coolant 20 are also installed (a reversible pump is presented as an option).

Металлогидридные генераторы-сорберы водорода 1 и 4 состоят из двух и более секций (в данном случае их показано пять - 7, 8, 9, 10 и 11), которые заполнены порошкообразным металлогидридом с различными сорбционными свойствами. Секции расположены вдоль потока теплоносителя, а содержащийся в них металлогидрид меняет свои свойства от малостабильного со стороны охладителя 24 к более стабильному со стороны нагревателя 25.Metal hydride generators-sorbers of hydrogen 1 and 4 consist of two or more sections (in this case, five are shown - 7, 8, 9, 10 and 11), which are filled with powder metal hydride with various sorption properties. The sections are located along the coolant flow, and the metal hydride contained in them changes its properties from unstable from the side of the cooler 24 to more stable from the side of the heater 25.

Таким рядом гидридообразующих материалов может быть, например, лантанникелевый сплав, легированный алюминием по формуле LaNi(5-y)Aly, где у может изменяться в пределах от 0 до 1.Such a series of hydride-forming materials can be, for example, a lanthanum-nickel alloy doped with aluminum according to the formula L a N i (5-y) Al y , where y can vary from 0 to 1.

Подбор металлогидридов по параметрам давление-температура для каждой секции генератора-сорбера в идеализированном виде представлен на фиг.2. в виде зависимости логарифма давления Р (lgP) от обратной абсолютной температуры T (1/T) для металлогидридов 7, 8, 9, 10 и 11, расположенных соответственно в секциях 7, 8, 9, 10 и 11.The selection of metal hydrides according to the pressure-temperature parameters for each section of the generator-sorbent in an idealized form is presented in figure 2. in the form of the dependence of the logarithm of pressure P (logP) on the inverse absolute temperature T ( 1 / T ) for metal hydrides 7, 8, 9, 10, and 11, located respectively in sections 7, 8, 9, 10, and 11.

Такие зависимости наиболее удобны, так как с их помощью можно представить два стационарных состояния одинаковых по давлению p1 сорбции и P2 десорбции водорода, используемых различных металлогидридов при различных температурах.Such dependences are most convenient, since they can be used to represent two stationary states of the same hydrogen pressure sorption p 1 and hydrogen desorption P 2 , different metal hydrides used at different temperatures.

Так, если продвигаться по секциям со стороны охладителя в сторону нагревателя то будем иметь следующее.So, if we move in sections from the cooler to the heater, then we will have the following.

В секции 7 металлогидрид сорбирует водорода при температуре Т0 с отводом теплоты Q0(T0) в охладитель 24 и десорбирует при температуре T7. Металлогидрид следующей секции 8 сорбирует водород при температуре Т7 с отводом теплоты Q8 на десорбцию водорода в секцию 7 и десорбирует при температуре T8 и так далее, то есть теплоты Q9, Q10 и Q11 при сорбции водорода последующих металлогидридах идут на десорбцию водорода предыдущих металлогидридов.In section 7, the metal hydride absorbs hydrogen at a temperature of T 0 with the removal of heat Q 0 (T 0 ) in the cooler 24 and desorbes at a temperature of T 7 . The metal hydride of the next section 8 absorbs hydrogen at a temperature of T 7 with the removal of heat Q 8 for desorption of hydrogen into a section 7 and desorbes at a temperature of T 8 and so on, that is, the heats Q 9 , Q 10 and Q 11 during hydrogen sorption of subsequent metal hydrides go to desorption hydrogen of previous metal hydrides.

Металлогидрид последней секции 11 потребляет теплоту QH(TH) на десорбцию водорода из нагревателя 25.The metal hydride of the last section 11 consumes heat Q H (T H ) for the desorption of hydrogen from the heater 25.

Обратимость термохимического цикла термосорбционного компрессора с несколькими и более металлогидридными секциями обеспечивается в идеализированной постановке равенством температур сорбции водорода в последующем металлогидриде с температурой десорбции водорода предыдущего металлогидрида, а также в пределе полной регенерацией аккумулированной теплоты металлогидридных секций при переходе от процесса десорбции к процессу сорбции за счет высокоразвитой теплопередающей поверхности теплоносителя всех металлогидридных секций, а также установкой регенераторов теплоты с теплоаккумулирующей набивкой по линии теплоносителя со стороны охладителя и нагревателя для каждого генератора-сорбера.The reversibility of the thermochemical cycle of a thermosorption compressor with several or more metal hydride sections is ensured in an idealized setting by the equality of the hydrogen sorption temperatures in the subsequent metal hydride with the hydrogen desorption temperature of the previous metal hydride, as well as in the limit of the complete regeneration of the accumulated heat of metal hydride sections during the transition from the desorption process to the sorption process due to high heat transfer surface of the coolant of all metal hydride sections, and that also by installing heat regenerators with heat storage packing along the coolant line from the side of the cooler and heater for each generator-sorbent.

Устройство содержит также внешний контур 18 теплоносителя, включающий в себя теплообменную поверхность 26 нагревателя 25 в виде противоточного теплообменника. Для подключения компрессионного металлогидридного блок-модуля к источнику теплоты имеется подсоединительный узел G, с которого теплоноситель внешнего контура в точке А подключается к реверсивному внутреннему контуру 19 и, далее, разветвляясь включает в себя две альтернативные ветки левую с генератором-сорбером 1 и правую с генератором-сорбером 4, и соединяется в точке В посредством управляемых вентилей 22 и 23 соответственно. Для побуждения циркуляции теплоносителя во внешнем контуре установлен циркуляционный насос 21.The device also contains an external coolant circuit 18, including a heat exchange surface 26 of the heater 25 in the form of a counterflow heat exchanger. To connect the compression metal hydride block module to the heat source, there is a connecting unit G, from which the coolant of the external circuit at point A is connected to the reverse internal circuit 19 and, further, branching includes two alternative branches, the left one with generator-sorber 1 and the right one with generator -sorber 4, and is connected at point B by means of controlled valves 22 and 23, respectively. To induce the circulation of the coolant in the external circuit, a circulation pump 21 is installed.

Теплота газового потока ДВС или газовой турбины передается во внешний контур теплоносителя через теплопередающую поверхность 27 противоточного теплообменника 25.The heat of the gas stream of the internal combustion engine or gas turbine is transferred to the external coolant circuit through the heat transfer surface 27 of the counterflow heat exchanger 25.

Водород низкого давления P1 имеет возможность поступить в генераторы-сорберы 1 и 4 через приемный узел К, запорный вентиль 42 по линии низкого давления 12 через узел F и далее через обратные клапаны 13 и 14 соответственно. Водород высокого давления P2 имеет возможность выходить из генераторов-сорберов 1 и 4 через обратные клапаны 16 и 17 соответственно, далее через узел Е, по линии высокого давления 15, через запорный вентиль 43 и отдающий узел Н поступать потребителю.The low pressure hydrogen P 1 has the ability to enter the sorbing generators 1 and 4 through the receiving node K, the shutoff valve 42 through the low pressure line 12 through the node F and then through the check valves 13 and 14, respectively. High pressure hydrogen P 2 has the ability to exit the sorbing generators 1 and 4 through the check valves 16 and 17, respectively, then through the node E, through the high pressure line 15, through the shut-off valve 43 and the returning node H to the consumer.

Давление водорода на линиях низкого и высокого давления измеряются и контролируются датчиками 28 и 30 соответственно.Hydrogen pressure on the low and high pressure lines are measured and monitored by sensors 28 and 30, respectively.

Тепловой режим работы блока генераторов-сорберов измеряется и контролируется с помощью датчиков температуры 44, 31, 33, 35, 37, 36, 34, 32, 45, установленных на линии теплоносителя реверсивного контура 19 и датчиков температуры 29, 38, 39 установленных на внешнем контуре теплоносителя 18.The thermal operating mode of the block of sorbing generators is measured and monitored using temperature sensors 44, 31, 33, 35, 37, 36, 34, 32, 45 installed on the coolant line of the reversing circuit 19 and temperature sensors 29, 38, 39 installed on the external coolant circuit 18.

Контроль режимов работы устройства и его управление осуществляется блоком управления 40.Monitoring of the operating modes of the device and its control is carried out by the control unit 40.

Устройство по одной из принятых программ управления работает сразу в режиме запуска и далее в рабочем режиме.The device, according to one of the adopted control programs, works immediately in startup mode and then in operating mode.

Примем, что перед запуском металлогидриды всех секций 7, 8, 9, 10 и 11 левого генератора-сорбера 1 предельно насыщены водородом, а металлогидриды всех секции 7, 8, 9, 10 и 11 правого генератора-сорбера 4 предельно обеднены водородом. Все генераторы-сорберы и регенераторы теплоты холодны и находятся при температуре охладителя Ò0.We assume that before starting metal hydrides of all sections 7, 8, 9, 10 and 11 of the left generator-sorbent 1 are extremely saturated with hydrogen, and metal hydrides of all sections 7, 8, 9, 10, and 11 of the right generator-sorber 4 are extremely hydrogen-deficient. All sorbing generators and heat regenerators are cold and are at a cooler temperature of Ò 0 .

В режиме запуска прогреваются холодные регенераторы теплоты 2, 5 и генераторы-сорберы 1 и 4 теплоносителем внешнего контура 18, для чего включается насос 21, открываются регулируемые вентили 22 и 23. Горячий теплоноситель с нагревателя 25 поступает в подсоединительный узел G, далее в точке A разделяется на два потока и через регенераторы 2, 5 и далее в левый 1 и правый 4 генераторы-сорберы соответственно.In start-up mode, cold heat regenerators 2, 5 and sorbing generators 1 and 4 are heated with the coolant of the external circuit 18, for which the pump 21 is turned on, adjustable valves 22 and 23 are opened. The hot coolant from the heater 25 enters the connecting unit G, then at point A divided into two streams and through regenerators 2, 5 and further to the left 1 and right 4 sorbing generators, respectively.

Прогрев осуществляется до тех пор, пока градиент температур в виде тепловых волн на регенераторах теплоты 2 и 5, и соответственно генераторах-сорберах 1 и 4 займут положение как показано на фиг.3.Warming up is carried out until the temperature gradient in the form of heat waves on heat regenerators 2 and 5, and accordingly, sorbing generators 1 and 4, occupy a position as shown in Fig. 3.

Здесь поступающий теплоноситель GT(H) образует температурные прямые а1в1 и а2в2 соответственно левого и правого генераторов-сорберов со своими регенераторами теплоты таким образом, что температуры начала регенераторов 2 и 5 (точки в1 и в2) приобретают максимальные значения, соответствующие температуре нагревателя TH, а концы температурных прямых (точки а1 и а2) со значениями температуры охладителя Т0 могут находиться на генераторах-сорберах 1 и 2 вблизи регенераторов со стороны охладителя 24. Справа на рисунке показана система координат: температура Т - длина L.Here, the incoming coolant G T (H) forms the temperature lines a 1 in 1 and a 2 in 2, respectively, of the left and right sorbing generators with their heat regenerators in such a way that the start temperatures of regenerators 2 and 5 (points in 1 and 2 ) acquire maximum values corresponding to the temperature of the heater T H , and the ends of the temperature lines (points a 1 and a 2 ) with the values of the temperature of the cooler T 0 can be located on the sorbing generators 1 and 2 near the regenerators on the cooler side 24. The coordinate system is shown on the right: temperature T - length L.

Рабочие режимы блока генераторов-сорберов отображены на фиг.4 и фиг.5 с помощью тепловых волн процессов сорбции и десорбции водорода генераторами-сорберами и представлены в виде циклограмм на фиг.6.The operating modes of the block of sorbing generators are shown in FIGS. 4 and 5 using heat waves of hydrogen sorption and desorption processes by sorbing generators and are presented in the form of cyclograms in FIG. 6.

После того как в режиме запуска произошел частичный нагрев левого и правого генераторов-сорберов и установились на них тепловые волны, закрывается регулируемый вентиль 22, включается реверсивный насос 20 с производительностью GT и начинается циркуляция теплоносителя во внутреннем контуре 19 против часовой стрелки согласно чертежу фиг.1 по замкнутому кольцу, включающему в себя: регенератор 6, правый генератор-сорбер 4, регенератор 5, регенератор 2, левый генератор-сорбер 1, регенератор 3, теплообменник 41 охладителя 24 и далее в реверсивный циркуляционный насос 20. При этом насос 21 с производительностью GT(H) внешнего контура 18 теплоносителя остается включенным, а регулируемый вентиль 23 также открытым.After the left and right sorbing generators are partially heated in the start-up mode and heat waves are established on them, the adjustable valve 22 closes, the reversible pump 20 with the capacity G T is turned on, and the heat carrier circulates in the inner circuit 19 counterclockwise according to the drawing of FIG. 1 in a closed ring, including: a regenerator 6, a right generator-sorbent 4, a regenerator 5, a regenerator 2, a left generator-sorber 1, a regenerator 3, a heat exchanger 41 of a cooler 24 and then to a reversible compass the pump 20. In this case, the pump 21 with the capacity G T (H) of the external coolant circuit 18 remains on, and the adjustable valve 23 is also open.

Таким образом в левый генератор-сорбер 1 вместе с впрыском теплоносителя с внешнего контура 18 через регенератор 2 поступает теплота нагревателя 25 посредством теплоносителя производительностью GT(H), которая расходуется на десорбцию водорода левого генератора-сорбера 1. Кроме того, в левый генератор-сорбер 1 поступает теплоноситель с производительностью GT от внутреннего контура теплоносителя 19.Thus, in the left generator-sorber 1 along with the injection of coolant from the external circuit 18 through the regenerator 2, the heat of the heater 25 enters through the coolant with a capacity of G T (H) , which is spent on the desorption of hydrogen of the left generator-sorber 1. In addition, in the left generator sorber 1 receives a coolant with a capacity of G T from the internal coolant circuit 19.

Тепловая волна а1в1, продвигаясь вниз по левому генератору-сорберу 1, согласно фиг.4, отдает тепло всем его секциям (7, 8, 9, 10 и 11), которые работают одновременно и десорбируют водород высокого давления P2. При этом температура аккумулированной теплоты при переходе теплоносителя от секции к секции понижается. На выходе из генератора-сорбера 1 часть теплоты задерживается и аккумулируется с сохранением ее потенциала в регенераторе теплоты 3, а другая часть сбрасывается в охладитель 24.The heat wave a 1 in 1 , moving down the left sorbing generator 1, according to Fig. 4, gives heat to all its sections (7, 8, 9, 10 and 11), which operate simultaneously and desorb high pressure hydrogen P 2 . In this case, the temperature of the accumulated heat when the coolant moves from section to section decreases. At the exit of the sorbing generator 1, part of the heat is delayed and accumulated while maintaining its potential in the heat regenerator 3, and the other part is dumped into the cooler 24.

Подключение внешнего контура 18 для впрыска горячего теплоносителя может осуществляться по команде блока управления 40 как по жесткой программе с заданными временами срабатывания элементов контура, так и по заданной программе с оценкой теплового режима генераторов-сорберов и регенераторов теплоты. Необходимой информацией для этой программы могут быть значения температуры теплоносителя и давления водорода.The connection of the external circuit 18 for the injection of hot coolant can be carried out according to the command of the control unit 40, either according to a rigid program with predetermined response times of circuit elements, or according to a predetermined program with an assessment of the thermal regime of sorbing generators and heat regenerators. The necessary information for this program may be the temperature of the coolant and the pressure of hydrogen.

На циклограмме, фиг.6, время прогрева тепловой волной левого генератора-сорбера 1 отмечено отрезком времени на числовой оси τ как время первого полуцикла (1/2 τц) и отражает десорбционный процесс, а время впрыска горячего теплоносителя с внешнего контура 18 как τн. Причем время впрыска τн может быть меньше или равно 1/2 τц.In the sequence diagram, Figure 6, the warm heat wave generator left sorber 1-mentioned length of time on the real time axis τ as a first half cycle (1/2 τ u) and represents the desorption process, and the injection of the hot coolant from the external circuit 18 as the τ n Moreover, the injection time τ n may be less than or equal to 1/2 τ q.

Десорбированный водород высокого давления P2 из левого генератора-сорбера 1 поступает через обратный клапан 16 в узел Е откуда по линии высокого давления 15 через запорный вентиль 43 и узел Н направляется потребителю.Desorbed high pressure hydrogen P 2 from the left generator-sorbent 1 enters through the check valve 16 to the node E from where, through the high pressure line 15 through the shut-off valve 43 and the node H is sent to the consumer.

Одновременно с десорбцией водорода высокого давления из левого генератора-сорбера 1 происходит процесс сорбции водорода низкого давления в правом генераторе-сорбере 4. На фиг.4 показано положение тепловой волны в правом генераторе-сорбере в установившемся режиме.Simultaneously with the desorption of high pressure hydrogen from the left sorbing generator 1, a process of sorption of low pressure hydrogen in the right sorbing generator 4 occurs. Figure 4 shows the position of the heat wave in the right sorbing generator in steady state.

Холодный теплоноситель из теплообменной поверхности 41 охладителя 24 подается в правый генератор-сорбер 4 через регенератор 6 и продвигает тепловую волну а2в2 вверх согласно фиг.4, принимает теплоту от всех его секций (7, 8, 9, 10 и 11), которые работают одновременно на сорбцию водорода низкого давления P1. При этом температура аккумулированной теплоты каждой секции при переходе теплоносителя от секции к секции понижается. Часть теплоты задерживается и аккумулируется с сохранением ее потенциала в регенераторе теплоты 5, а другая часть поступает во внутренний контур 19 для пополнения своего потенциала.Cold coolant from the heat exchange surface 41 of the cooler 24 is supplied to the right generator-sorber 4 through the regenerator 6 and advances the heat wave a 2 to 2 upwards according to Fig. 4, receives heat from all its sections (7, 8, 9, 10 and 11), which work simultaneously on the sorption of low pressure hydrogen P 1 . In this case, the temperature of the accumulated heat of each section when the coolant moves from section to section decreases. Part of the heat is delayed and accumulated while maintaining its potential in the heat regenerator 5, and the other part enters the internal circuit 19 to replenish its potential.

Время сорбционного процесса правого генератора-сорбера 4 может быть равно времени десорбционного процесса левого генератора-сорбера 1 и равно 1/2 τц.Time sorption process right sorber-generator 4 may be equal to the time of the desorption process of the left-sorber generator 1 and is equal to 1/2 τ q.

На фиг.5 представлена схема работы генераторов-сорберов во второй половине цикла, при которой левый генератор-сорбер 1 переключен с десорбционного процесса на сорбционный, а правый генератор-сорбер 4 переключен с сорбционного процесса на десорбционный.Figure 5 presents the operation diagram of the sorbent generators in the second half of the cycle, in which the left sorbent generator 1 is switched from the sorption process to the sorption process, and the right sorbent generator 4 is switched from the sorption process to the desorption process.

Для осуществления работы блока генераторов-сорберов во второй половине цикла реверсивный насос 20 включается в обратном направлении, так чтобы теплоноситель во внутреннем контуре 19 двигался по часовой стрелке. При этом закрывается регулируемый вентиль, например, 23, открывается регулируемый вентиль, например, 22 и включается насос 21 внешнего контура теплоносителя 18.To carry out the operation of the block of generators-sorbers in the second half of the cycle, the reversible pump 20 is turned on in the opposite direction, so that the coolant in the inner circuit 19 moves clockwise. This closes the adjustable valve, for example, 23, opens the adjustable valve, for example, 22 and turns on the pump 21 of the external coolant circuit 18.

Поскольку левый и правый генераторы-сорберы со своими прилегающими регенераторами идентичны как по своим конструктивным, так и по техническим характеристикам, то и процессы поглощения и выделения водорода в них в первом приближении будут одинаковые и аналогичны тем, которые были рассмотрены выше в первой половине цикла.Since the left and right sorbing generators with their adjacent regenerators are identical in both their structural and technical characteristics, the processes of hydrogen absorption and evolution in them will be identical to a first approximation and similar to those discussed above in the first half of the cycle.

На фиг.7 представлено одно из устройств генератора-сорбера компрессионного металлогидридного блок-модуля.Figure 7 presents one of the devices of the generator-sorbent compression metal hydride block module.

Генератор-сорбер состоит из внутренней оболочки 53 с размещенными в ней вдоль оси секциями 7, 8, 9, 10, 11, заполненные порошкообразным металлогидридом с различными сорбционными свойствами. Наружная оболочка 54 образует с внутренней оболочкой 53 кольцевой канал 55 для теплоносителя, в котором для улучшения коэффициента теплоотдачи могут быть установлены ребра теплопроводности, другие тепловые мосты, турбулизаторы потока и т.д. Патрубки 52 и 58 служат для подвода/отвода и отвода/подвода теплоносителя в зависимости от направленности протекания сорбционных процессов в генераторе-сорбере.The sorber generator consists of an inner shell 53 with sections 7, 8, 9, 10, 11 placed in it along the axis and filled with powdered metal hydride with various sorption properties. The outer shell 54 forms with the inner shell 53 an annular channel 55 for the coolant, in which, to improve the heat transfer coefficient, heat conductivity fins, other thermal bridges, flow turbulators, etc. can be installed. Pipes 52 and 58 are used for supply / removal and removal / supply of coolant, depending on the direction of the sorption processes in the sorbing generator.

Внутренняя поверхность оболочки 53 имеет тепловой контакт с металлогидридом в секциях посредством теплопроводящих материалов, скомпонованных, например, в виде ребер теплопроводности, пеноматериалов из меди или никеля или свободных частиц из высокотеплопроводящего материала. Вдоль генератора-сорбера, пронизывая все секции, заполненные мететаллогидридами с различными свойствами, установлены фильтры-коллекторы водорода 56, количество которых может быть 1, 2 и более, и заполненные пористым теплоаккумулирующим материалом 57, например медным порошком. Для предотвращения уноса мелкодисперсной фракции металлогидрида в водородные магистрали и перемещения теплаккумулирующего материала в водородных коллекторах 59 и 61 установлены фильтры 60 и 51.The inner surface of the sheath 53 is in thermal contact with the metal hydride in the sections by means of heat-conducting materials arranged, for example, in the form of thermal conductivity fins, copper or nickel foams, or free particles of a highly heat-conducting material. Along the sorbing generator, penetrating all sections filled with metal hydrides with different properties, hydrogen collector filters 56, the number of which can be 1, 2 or more, and filled with porous heat-accumulating material 57, for example, copper powder, are installed. To prevent the entrainment of the finely dispersed fraction of metal hydride into the hydrogen lines and the transfer of heat-accumulating material, filters 60 and 51 are installed in the hydrogen collectors 59 and 61.

Секции 7, 8, 9, 10, 11, заполненные порошкообразным металлогидридом, например лантанникелевым сплавом, легированным алюминием по формуле LaNi(5-y)Aly, где у может изменяться в пределах от 0 до 1 и более. Причем, чем выше значение y, тем более стабильным будет его металлогидрид. Например, слои могут быть набраны следующим образом: в секции 7 размещен металлогидрид - LaNi5HX, в секции 8 - LaNi(5-0,1)Al0,1HX, в секции 9 - LaNi(5-0,2)Al0,2HX, в секции 10 - LaNi(5-0,4)Al0,4HX и в секции 11 - LaNi(5-1)Al1HX.Sections 7, 8, 9, 10, 11 filled with powdered metal hydride, for example, a lanthanum-nickel alloy doped with aluminum according to the formula L a N i (5-y) Al y , where y can vary from 0 to 1 or more. Moreover, the higher the y value, the more stable will be its metal hydride. For example, layers can be stacked as follows: in section 7 metal hydride is placed - L a N i5 H X , in section 8 - L a N i (5-0.1) Al 0.1 H X , in section 9 - L a N i (5-0.2) Al 0.2 H X , in section 10 - L a N i (5-0.4) Al 0.4 H X and in section 11 - L a N i (5-1 ) Al 1 H X.

Количество водорода, которое может быть аккумулировано металлогидридом в каждой секции, должно быть одинаково для всех секций.The amount of hydrogen that can be accumulated by metal hydride in each section should be the same for all sections.

Поэтому количество металлогидрида в каждой секции определяется с учетом его сорбционной емкости. Так, в первом приближении, количество металлогидрида в секции должно находиться в обратной зависимости от его емкости по водороду.Therefore, the amount of metal hydride in each section is determined taking into account its sorption capacity. So, in a first approximation, the amount of metal hydride in the section should be inversely related to its hydrogen capacity.

Для подвода и отвода водорода в зависимости от функциональной направленности генератора-сорбера в нем могут быть установлены как два водородных патрубка для подвода водорода на холодном и отвода на горячем конце генератора-сорбера, так и один патрубок на холодном конце генератора-сорбера для подвода/отвода водорода.For supply and removal of hydrogen, depending on the functional orientation of the generator-sorbent, it can be installed in it as two hydrogen pipes for supplying hydrogen at the cold and on the hot end of the generator-sorbent, and one pipe on the cold end of the generator-sorber for supply / removal hydrogen.

Например, если компрессионный металлогидридный блок используется для энергетической установки, то подачу водорода низкого давления необходимо подавать с холодной стороны генератора-сорбера, а отвод водорода высокого давления предпочтительно осуществлять со стороны горячего конца генератора-сорбера.For example, if a compression metal hydride unit is used for a power plant, low-pressure hydrogen must be supplied from the cold side of the sorbing generator, and high-pressure hydrogen can be removed from the hot end of the sorbing generator.

В компрессионном блоке, предназначенным для холодильной установки или теплового насоса, подвод и отвод водорода необходимо осуществлять только с холодной стороны генератора-сорбера.In a compression unit intended for a refrigeration unit or heat pump, the supply and removal of hydrogen must be carried out only from the cold side of the generator-sorbent.

На фиг.8 представлено одно из конструктивных решений генератора-сорбера компрессионного металлогидридного блок-модуля.On Fig presents one of the structural solutions of the generator-sorbent compression metal hydride block module.

Генератор-сорбер состоит из цилиндрической оболочки 71, на концах которой имеются переднее донышко 77, заднее донышко 89 и в которых установлены водородные штуцера 78 и 88 соответственно. На внутренней поверхности цилиндрической оболочки 71 установлены ребра теплопроводности 72 из меди или алюминия, которые имеют тепловой контакт с цилиндрической оболочкой 71.The sorber generator consists of a cylindrical shell 71, at the ends of which there is a front bottom 77, a rear bottom 89 and in which hydrogen fittings 78 and 88 are installed, respectively. On the inner surface of the cylindrical shell 71, heat conductivity fins 72 of copper or aluminum are installed, which have thermal contact with the cylindrical shell 71.

По центру генератора-сорбера установлен перфорированный цилиндрический коллектор водорода 75, внутри которого размещена пористая теплоаккумулирующая набивка 83 в виде металлической дроби или гранитной крошки. На цилиндрической поверхности коллектора водорода установлена сетка 76.A perforated cylindrical hydrogen collector 75 is installed in the center of the sorbing generator, inside of which is placed a porous heat-accumulating packing 83 in the form of a metal fraction or granite chips. A grid 76 is mounted on the cylindrical surface of the hydrogen collector.

Металлогидрид различного состава по секциям размещен в межреберном пространстве 73 и ограничен внутренней поверхностью цилиндрической оболочки 71 и сеткой 76 водородного коллектора для предотвращения уноса крупной фракции порошка металлогидрида 73. В первом приближении количество металлогидрида, находящегося в одной секции в таком генераторе-сорбере, рассчитывается с учетом внутреннего диаметра D оболочки 71 и наружного диаметра d коллектора водорода 75. Длина генератора-сорбера Lгс определяется из учета количества секций n и учетом длины l каждой секции.Metal hydride of various compositions in sections is located in the intercostal space 73 and is limited by the inner surface of the cylindrical shell 71 and the grid of a hydrogen collector 76 to prevent the entrainment of a large fraction of metal hydride powder 73. As a first approximation, the amount of metal hydride located in one section in such a sorbing generator is calculated taking into account the inner diameter D of the shell 71 and the outer diameter d of the hydrogen collector 75. The length of the sorbing generator L gs is determined from the number of sections n and taking into account the length l of each section.

По торцам коллектора водорода 75 установлены сетки-ограничители 80 и 87 для предотвращения перемещения теплоаккумулирующей набивки 83 и предотвращения уноса мелкой фракции металлогидрида в водородную магистраль.At the ends of the hydrogen collector 75, restriction grids 80 and 87 are installed to prevent the heat-accumulating packing 83 from moving and to prevent entrainment of a small fraction of the metal hydride into the hydrogen line.

Для очистки свободного пространства теплоаккумулирующей набивки 83 от накопившейся мелкодисперсной фракции металлогидрида в процессе длительной работы генераторов-сорберов установлена дренажная трубка 79, для отвода в сборник мелкодисперсной фракции металлогидрида.To clean the free space of the heat-accumulating packing 83 from the accumulated finely dispersed fraction of metal hydride during the long-term operation of the sorbing generators, a drainage tube 79 was installed to drain the finely dispersed fraction of the metal hydride into the collection.

Сборник мелкодисперсной фракции металлогидрида представляет собой отдельный объем, находящийся при температуре охладителя.The collection of the finely dispersed fraction of metal hydride is a separate volume at the temperature of the cooler.

Тепловое воздействие теплоносителя (нагрев или охлаждение) на металлогидридные секции осуществляется с помощью кольцевого канала, образованного наружной поверхностью цилиндрической оболочки 71 и наружной оболочки 74. Для организации потока теплоносителя по торцам генератора-сорбера установлены патрубки 81 и 86 для подвода или отвода теплоносителя и коллектора 82 и 85. В кольцевом канале установлены ребра теплопроводности 84, имеющие тепловой контакт с наружной поверхностью оболочки 71 и внутренней поверхностью оболочки 74.The thermal effect of the coolant (heating or cooling) on the metal hydride sections is carried out using an annular channel formed by the outer surface of the cylindrical shell 71 and the outer shell 74. To organize the coolant flow at the ends of the generator-sorbent, nozzles 81 and 86 are installed for supplying or discharging the coolant and collector 82 and 85. Thermal conductivity fins 84 are installed in the annular channel, having thermal contact with the outer surface of the shell 71 and the inner surface of the shell 74.

На фиг.9 представлено конструктивное решение генератора-сорбера компрессионного металлогидридного блок-модуля с одним подводящим/отводящим патрубком водорода, расположенным на холодном конце генератора-сорбера.Figure 9 shows the constructive solution of the sorbent generator of the compression metal hydride block module with one inlet / outlet hydrogen pipe located at the cold end of the sorbent generator.

Отличие конструкции, представленной на фиг.9, от конструкции на фиг.8 заключается в том, что в ней вместо водородного патрубка 88 и сетки ограничителя 87, находящихся на горячем конце генератора-сорбера, установлена заглушка 90. Все остальные позиции рис.9, соответствуют позициям фиг.8.The difference between the design shown in Fig. 9 and the design in Fig. 8 is that instead of the hydrogen pipe 88 and the grid of the limiter 87 located on the hot end of the generator-sorber, a plug 90 is installed. All other positions in Fig. 9, correspond to the positions of Fig. 8.

На фиг.10 представлено конструктивное решение регенераторов теплоты 2 и 3 с теплоаккумулирующей набивкой. Регенератор представляет собой цилиндрический корпус 102, по обе стороны которого имеются левое донышко 104 с патрубком 105 и правое донышко 101 с патрубком 100. Внутри корпуса регенератора расположена теплоаккумулирующая набивка 103, например, в виде гранитной крошки или металлической дроби, а также установлены сетки-ограничители 106 и 107 по обе стороны теплоаккумулирующей набивки. Объем и масса теплоаккумулирующей набивки, заключенной в регенераторе теплоты длиной Lр и диаметром Dp, определяется из условий режимов работы генераторов-сорберов: их КПД, степени сжатия водорода, производительности, массовых и сорбционных характеристик прилегающих непосредственно к регенератору теплоты секций генератора-сорбера.Figure 10 presents a constructive solution of heat regenerators 2 and 3 with heat-accumulating packing. The regenerator is a cylindrical body 102, on both sides of which there is a left bottom 104 with a nozzle 105 and a right bottom 101 with a nozzle 100. A heat-accumulating packing 103, for example, in the form of granite chips or metal fractions, and limiters are installed inside the regenerator case 106 and 107 on both sides of the heat storage pack. The volume and mass of the heat-accumulating packing enclosed in a heat regenerator of length L p and diameter Dp is determined from the conditions of operation of the sorbing generators: their efficiency, degree of hydrogen compression, productivity, mass and sorption characteristics of sections of the generator-sorber adjacent directly to the heat regenerator.

На фиг.11 представлен компрессионный блок-модуль, в котором в качестве теплоносителя используется воздух окружающей среды.11 shows a compression block module in which ambient air is used as a heat carrier.

Компрессионный металлогидридный блок-модуль 110 включает в себя два металлогидридных генератора-сорбера водорода 1 и 4 снабженные теплообменными поверхностями 46 и 47 соответственно, объединенные в открытый на воздушную атмосферу реверсивный циркуляционный внутренний контур теплоносителя 19, на линии которого по обе стороны генераторов-сорберов водорода 1 и 4 соответственно установлены регенераторы теплоты 2, 3 и 5, 6 с теплоаккумулирующей набивкой. Реверс теплоносителя (воздуха) осуществляется с помощью вентилятора 111 и соответствующих положений регулируемых запорных вентилей 22, 23 и запорных вентилей 112, 113. Подача теплоносителя (воздуха) через теплообменную поверхность 26 нагревателя 25 для нагрева левого 1 или правого 3 генераторов-сорберов осуществляется с помощью внешнего вентилятора 114.The compression metal hydride block module 110 includes two metal hydride hydrogen sorbing generators 1 and 4 equipped with heat-exchange surfaces 46 and 47, respectively, combined into an open to air atmosphere reversible circulation internal coolant circuit 19, on the line of which on both sides of the hydrogen sorbing generators 1 and 4, respectively, heat regenerators 2, 3 and 5, 6 with heat-accumulating packing are installed. The heat carrier (air) is reversed using the fan 111 and the corresponding positions of the adjustable shut-off valves 22, 23 and shut-off valves 112, 113. The coolant (air) is supplied through the heat exchange surface 26 of the heater 25 to heat the left 1 or right 3 sorbing generators using external fan 114.

Сообщение с атмосферой компрессионного блока 110 осуществляется в трех узлах. В узле В осуществляется забор холодного воздуха вентилятором 111 для охлаждения генераторов-сорберов в процессах сорбции водорода. В узлах B1 и В2 осуществляется сброс теплоты посредством отвода теплоносителя (воздуха) процессов сорбции левого 1 и правого 3 генераторов-сорберов соответственно.Communication with the atmosphere of the compression unit 110 is carried out in three nodes. At node B, cold air is taken by fan 111 to cool the sorbing generators in the process of hydrogen sorption. In nodes B 1 and B 2 , heat is discharged by removing heat carrier (air) from the sorption processes of the left 1 and right 3 sorbing generators, respectively.

Вся дальнейшая нумерация позиций, представленная на фиг.11, соответствует нумерации, представленной на фиг.1. Позиции, относящиеся к датчикам измерения значений температуры и давления, не показаны.All further position numbering shown in FIG. 11 corresponds to the numbering shown in FIG. 1. Items related to temperature and pressure sensors are not shown.

Устройства генераторов-сорберов 1 и 3, применяемые металлогидриды в секциях, а также присоединенные к ним регенераторы теплоты соответственно 2, 3 и 5, 6 также аналогичны устройствам соответствующих позиций, представленных на фиг.1.The devices of the sorbing generators 1 and 3, the metal hydrides used in the sections, as well as the heat regenerators attached to them 2, 3 and 5, 6, respectively, are also similar to the devices of the corresponding positions shown in Fig. 1.

Работа компрессионного металлогидридного блок-модуля 110 осуществляется следующим образом.The operation of the compression metal hydride block module 110 is as follows.

Нагнетаемый вентилятором 114 воздух нагревается в теплообменной поверхности 26 противоточного теплообменника 25 и подается на входной узел G, откуда на распределительную точку А и далее на один из генераторов-сорберов 1 или 4.The air pumped by the fan 114 is heated in the heat exchange surface 26 of the counterflow heat exchanger 25 and is supplied to the inlet node G, from where to the distribution point A and then to one of the sorbing generators 1 or 4.

Примем для первой половины цикла, что в теплообменную поверхность 46 левого генератора-сорбера 1 подается горячий воздух из нагревателя 25 и в нем осуществляется процесс десорбции водорода с высоким давлением P2, а в правый генератор-сорбер 4 подается холодный воздух из узла В вентилятором 111 и в генераторе-сорбере 4 осуществляется процесс сорбции водорода при низком давлении Р1.We assume for the first half of the cycle that hot air from the heater 25 is supplied to the heat exchange surface 46 of the left generator-sorbent 1 and the process of hydrogen desorption with high pressure P 2 is carried out in it, and cold air from the node B is supplied to the right generator-sorber 4 by fan 111 and in the sorbing generator 4, a hydrogen sorption process is carried out at a low pressure P 1 .

Для осуществления принятых процессов запорный вентиль 113 для подачи холодного воздуха с вентилятора 111 должен быть открыт, запорный вентиль 112 закрыт, регулируемый запорный вентиль 23 закрыт, регулируемый запорный вентиль 22 для сброса аккумулированной теплоты сорбции генератора-сорбера 1 открыт.To implement the adopted processes, the shut-off valve 113 for supplying cold air from the fan 111 must be open, the shut-off valve 112 is closed, the adjustable shut-off valve 23 is closed, the adjustable-shut-off valve 22 to discharge the accumulated sorption heat of the generator-sorbent 1 is open.

По окончании первой половины цикла левый генератор-сорбер 1 переключается с процесса десорбции на процесс сорбции, а правый генератор-сорбер 4 с процесса сорбции на процесс десорбции. Поэтому во второй половине цикла запорный вентиль 112 и регулируемый запорный вентиль 23 открыты, а запорный вентиль 113 и регулируемый запорный вентиль 22 закрыты.At the end of the first half of the cycle, the left sorbent generator 1 switches from the desorption process to the sorption process, and the right sorbent generator 4 switches from the sorption process to the desorption process. Therefore, in the second half of the cycle, the shut-off valve 112 and the adjustable shut-off valve 23 are open, and the shut-off valve 113 and the adjustable shut-off valve 22 are closed.

Далее цикл повторяется.Next, the cycle repeats.

Рабочие режимы блока генераторов-сорберов, отображенные с помощью тепловых волн процессов сорбция и десорбция водорода генераторами-сорберами 1 и 4 и их циклограммы аналогичны представленными на фиг.4, фиг.5 и фиг.6 для устройства фиг.1.The operating modes of the block of generators-sorbers, displayed using heat waves of the processes of sorption and desorption of hydrogen by generators-sorbers 1 and 4 and their cyclograms are similar to those presented in figure 4, figure 5 and figure 6 for the device of figure 1.

На фиг.12 представлен компрессионный металлогидридный блок-модуль, в котором в качестве теплоносителя используются непосредственно продукты сгорания энергетических установок, например, на базе ДВС или газовой турбины с использованием водорода в качестве топлива.On Fig presents a compression metal hydride block module, in which the products of combustion of power plants, for example, based on an internal combustion engine or a gas turbine using hydrogen as fuel, are directly used as a heat carrier.

Продуктами сгорания в этом случае являются смесь азота и водяного пара.The combustion products in this case are a mixture of nitrogen and water vapor.

Компрессионный металлогидридный блок-модуль 120 также как и компрессионный металлогидридный блок-модуль, рис.11, включает в себя два металлогидридных генератора-сорбера водорода 1 и 4, снабженные теплообменными поверхностями 46 и 47 соответственно, объединенные в открытый на воздушную атмосферу реверсивный циркуляционный внутренний контур теплоносителя 19, на линии которого по обе стороны генераторов-сорберов водорода 1 и 4 соответственно установлены регенераторы теплоты 2, 3 и 5, 6 с теплоаккумулирующей набивкой. Реверс теплоносителя (воздуха и продуктов сгорания) осуществляется с помощью вентилятора 121 и соответствующих положений регулируемых запорных вентилей 22, 23 и запорных вентилей 122, 123. Подача теплоносителя (продуктов сгорания) для нагрева левого 1 или правого 3 генераторов-сорберов осуществляется непосредственно из выхлопной трубы или газовой турбины.The compression metal hydride block module 120 as well as the compression metal hydride block module, Fig. 11, includes two metal hydride hydrogen sorbers 1 and 4, equipped with heat exchange surfaces 46 and 47, respectively, combined into a reversible internal circulation circuit open to the air heat carrier 19, on the line of which, on both sides of the hydrogen sorbing generators 1 and 4, respectively, heat regenerators 2, 3 and 5, 6 with heat storage packing are installed. The heat carrier (air and combustion products) is reversed using a fan 121 and the corresponding positions of the adjustable shut-off valves 22, 23 and shut-off valves 122, 123. The heat carrier (combustion products) is supplied to heat the left 1 or right 3 sorbing generators directly from the exhaust pipe or gas turbine.

Сообщение с атмосферой компрессионного металлогидридного блока 120 осуществляется в трех узлах. В узле В осуществляется забор холодного воздуха вентилятором 121 для охлаждения генераторов-сорберов в процессах сорбции водорода. В узлах B1 и В2 осуществляется сброс теплоты посредством отвода теплоносителя (воздуха и продуктов сгорания) процессов сорбции левого 1 и правого 3 генераторов-сорберов соответственно.Communication with the atmosphere of the compression metal hydride block 120 is carried out in three nodes. At node B, cold air is drawn in by a fan 121 to cool the sorbing generators in hydrogen sorption processes. In nodes B 1 and B 2 , heat is discharged by removing heat carrier (air and combustion products) from the sorption processes of the left 1 and right 3 sorbing generators, respectively.

Вся дальнейшая нумерация позиций, представленная на фиг.12, соответствует нумерации представленной на фиг.1 и фиг.11. Позиции, относящиеся к датчикам измерения значений температуры и давления, не показаны.All further position numbering shown in FIG. 12 corresponds to the numbering shown in FIG. 1 and FIG. 11. Items related to temperature and pressure sensors are not shown.

Устройства генераторов-сорберов 1 и 3, применяемые металлогидриды в секциях, а также присоединенные к ним регенераторы теплоты соответственно 2, 3 и 5, 6, также аналогичны устройствам соответствующих позиций представленных на фиг.1 и фиг.11.The devices of the sorbing generators 1 and 3, the metal hydrides used in the sections, as well as the heat regenerators attached to them 2, 3 and 5, 6, respectively, are also similar to the devices of the corresponding positions shown in Fig. 1 and Fig. 11.

Работа компрессионного металлогидридного блок-модуля 120 осуществляется следующим образом.The operation of the compression metal hydride block module 120 is as follows.

Продукты сгорания энергетической установки подаются на входной узел G, откуда на распределительную точку А и далее на один из генераторов-сорберов 1 или 4.The combustion products of the power plant are fed to the input node G, from where to the distribution point A and then to one of the sorbing generators 1 or 4.

Примем для первой половины цикла, что в теплообменную поверхность 46 левого генератора-сорбера 1 подается горячий воздух из нагревателя 25 и в нем осуществляется процесс десорбции водорода с высоким давлением P2, а в правый генератор-сорбер 4 подается холодный воздух из узла В вентилятором 121 и в генераторе-сорбере 4 осуществляется процесс сорбции водорода при низком давлении Р1.We assume for the first half of the cycle that hot air from the heater 25 is supplied to the heat transfer surface 46 of the left generator-sorbent 1 and the process of hydrogen desorption with high pressure P 2 is carried out in it, and cold air from the node B is supplied to the right generator-sorber 4 by the fan 121 and in the sorbing generator 4, a hydrogen sorption process is carried out at a low pressure P 1 .

Для осуществления принятых процессов запорный вентиль 123 для подачи холодного воздуха с вентилятора 121 должен быть открыт, запорный вентиль 122 закрыт, регулируемый запорный вентиль 23 закрыт, регулируемый запорный вентиль 22 для сброса аккумулированной теплоты сорбции генератора-сорбера 1 открыт.To carry out the adopted processes, the shut-off valve 123 for supplying cold air from the fan 121 must be open, the shut-off valve 122 is closed, the adjustable shut-off valve 23 is closed, the adjustable-shut-off valve 22 to discharge the accumulated sorption heat of the generator-sorbent 1 is open.

По окончании первой половины цикла левый генератор-сорбер 1 переключается с процесса десорбции на процесс сорбции, а правый генератор-сорбер 4 с процесса сорбции на процесс десорбции. Поэтому во второй половине цикла запорный вентиль 122 и регулируемый запорный вентиль 23 открыты, а запорный вентиль 123 и регулируемый запорный вентиль 22 закрыты.At the end of the first half of the cycle, the left sorbent generator 1 switches from the desorption process to the sorption process, and the right sorbent generator 4 switches from the sorption process to the desorption process. Therefore, in the second half of the cycle, the shut-off valve 122 and the adjustable shut-off valve 23 are open, and the shut-off valve 123 and the adjustable shut-off valve 22 are closed.

По окончании процесса сорбции в левом генераторе-сорбере 1 и процесса десорбции в правом генераторе-сорбере 4 цикл повторяется.At the end of the sorption process in the left sorbing generator 1 and the desorption process in the right sorbing generator 4, the cycle repeats.

Рабочие режимы генераторов-сорберов, отображенные с помощью тепловых волн процессов сорбция и десорбция водорода генераторами-сорберами 1 и 4 и их циклограммы, также аналогичны представленными на фиг.4, фиг.5 и фиг.6 для устройства фиг.1 и фиг.11.The operating modes of the sorbing generators displayed by heat waves of the sorption and desorption of hydrogen by the sorbing generators 1 and 4 and their cyclograms are also similar to those shown in Fig. 4, Fig. 5 and Fig. 6 for the device of Fig. 1 and Fig. 11 .

На фиг.13 представлен компрессионный металлогидридный блок-модуль с изотермическим узлом нагрева, в котором источником теплоты может являться, например, прямое солнечное излучение, а также солнечное излучение с применением концентраторов. С применением солнечных концентраторов потенциал получаемой теплоты может быть значительно повышен.On Fig presents a compression metal hydride block module with an isothermal heating unit, in which the heat source can be, for example, direct solar radiation, as well as solar radiation using concentrators. With the use of solar concentrators, the potential of the resulting heat can be significantly increased.

Компрессионный блок-модуль 130 включает в себя два металлогидридных генератора-сорбера водорода 1 и 4 снабженные теплообменными поверхностями 46 и 47 соответственно, объединенные в реверсивный циркуляционный внутренний контур теплоносителя 19, на линии которого по обе стороны генераторов-сорберов водорода 1 и 4 соответственно установлены регенераторы теплоты 2, 3 и 5, 6 с теплоаккумулирующей набивкой. В контуре теплоносителя также установлены нагреватель 132 с теплообменной поверхностью 131, охладитель 24 с теплообменной поверхностью 41 и реверсивный привод теплоносителя 20 (как вариант реверсивный насос).The compression block module 130 includes two metal hydride hydrogen sorbing generators 1 and 4 equipped with heat exchange surfaces 46 and 47, respectively, combined into a reversible circulation internal coolant circuit 19, on the lines of which regenerators are respectively installed on both sides of the hydrogen sorbing generators 1 and 4 heats 2, 3 and 5, 6 with heat-accumulating packing. A heater 132 with a heat exchange surface 131, a cooler 24 with a heat exchange surface 41, and a reversible drive of the coolant 20 (alternatively a reversible pump) are also installed in the coolant circuit.

Устройства генераторов-сорберов 1 и 3, применяемые металлогидриды в секциях 7, 8, 9, 10 и 11, а также регенераторы теплоты, соответственно 2, 3 и 5, 6 также аналогичны устройствам соответствующих позиций представленных на фиг.1, фиг.11 и фиг.12.Devices of sorbing generators 1 and 3, metal hydrides used in sections 7, 8, 9, 10 and 11, as well as heat regenerators, respectively, 2, 3 and 5, 6 are also similar to devices of the corresponding positions shown in Fig. 1, Fig. 11 and Fig.12.

Работа компрессионного металлогидридного блок-модуля 130 осуществляется следующим образом.The operation of the compression metal hydride block module 130 is as follows.

Примем для первой половины цикла, что теплоноситель подогретый теплотой QH(TH) в теплообменной поверхности 131 нагревателя 13 2 подается в теплообменную поверхность 46 левого генератора-сорбера 1 и в нем осуществляется процесс десорбции водорода с высоким давлением Ð2, а в правый генератор-сорбер 4 подается холодный теплоноситель из теплообменной поверхности 41 охладителя 24 и в генераторе-сорбере 4 осуществляется процесс сорбции водорода при низком давлении Ð1.Assume for the first half cycle of said heat transfer fluid heated heat Q H (T H) in the heat exchange surface 131 of the heater 13 February fed to the heat exchange surface 46 of the left generator-sorber 1 and it is carried out the process of desorption of hydrogen from a high pressure Ð 2 and the right generator the absorber 4 is supplied with cold coolant from the heat exchange surface 41 of the cooler 24 and in the generator-sorber 4 the process of hydrogen sorption is carried out at low pressure Р 1 .

Холодный теплоноситель образуется за счет отбора от него теплоты Q0(T0) в охладителе 24. Реверсивный насос 20 в этом случае подает теплоноситель в контуре 19 согласно чертежу против часовой стрелки.Cold coolant is formed due to the extraction of heat Q 0 (T 0 ) from the cooler 24. In this case, the reversible pump 20 delivers the coolant in the circuit 19 according to the drawing counterclockwise.

По окончании первой половины цикла левый генератор-сорбер 1 переключается с процесса десорбции на процесс сорбции, а правый генератор-сорбер 4 с процесса сорбции на процесс десорбции. Для этого реверсивный насос 20 переключается на реверс и в этом случае подает теплоноситель в контуре 19 согласно чертежу по часовой стрелке. По окончании второй половины цикла насос снова переключается на реверс.At the end of the first half of the cycle, the left sorbent generator 1 switches from the desorption process to the sorption process, and the right sorbent generator 4 switches from the sorption process to the desorption process. To do this, the reversible pump 20 switches to reverse and in this case supplies the coolant in the circuit 19 according to the drawing clockwise. At the end of the second half of the cycle, the pump switches back to reverse.

Далее цикл повторяется.Next, the cycle repeats.

Рабочие режимы блока генераторов-сорберов, отображенные с помощью тепловых волн процессов сорбция и десорбция водорода генераторами-сорберами 1 и 4 и их циклограммы, также аналогичны представленными на фиг.4, фиг.5 и фиг.6 для устройства фиг.1.The operating modes of the block of generators-sorbers, displayed using heat waves of the processes of sorption and desorption of hydrogen by generators-sorbers 1 and 4 and their cyclograms, are also similar to those presented in figure 4, figure 5 and figure 6 for the device of figure 1.

На фиг.14 представлена схема энергетической установки на базе компрессионного блок-модуля 140 и энергопреобразователя 143.On Fig presents a diagram of a power plant based on a compression unit 140 and an energy converter 143.

Энергетическая установка относится к экологически чистым энергетическим машинам с использованием возобновляемых источников энергии.A power plant refers to environmentally friendly power machines using renewable energy sources.

Компрессионный металлогидридный блок-модуль 140 имеет нагреватель с изотермическим подводом теплоты (как пример), а в качестве энергопреобразователя 143 сжатого водорода могут быть использованы, например, турбина или цилиндр-поршневая пара для получения механической работы l.The compression metal hydride block module 140 has a heater with isothermal heat input (as an example), and, for example, a turbine or a piston-cylinder pair for obtaining mechanical work l can be used as an energy converter 143 of compressed hydrogen.

Нумерация позиций и работа компрессионного блок-модуля 140 полностью соответствует нумерации компрессионного металлогидридного блок-модуля, представленного на фиг.13, и его работа также соответствует работе компрессионного металлогидридного блок-модуля, представленного на фиг.13.The numbering of positions and the operation of the compression block module 140 fully corresponds to the numbering of the compression metal hydride block module shown in FIG. 13, and its operation also corresponds to the operation of the compression metal hydride block module shown in FIG. 13.

На фиг.15 представлено металлогидридное устройство для получения холода при использовании, например, изотермического источника теплоты.On Fig presents a metal hydride device for producing cold when using, for example, an isothermal heat source.

Металлогидридное устройство для получения холода состоит из компрессионного металлогидридного блока 150 и холодильного металлогидридного блока 160.The metal hydride device for producing cold consists of a compression metal hydride block 150 and a refrigerated metal hydride block 160.

Связь между двумя блоками осуществляется двумя водородными линиями. Линии HH1 высокого давления P2 водорода и линии KK1 низкого давления Р1 водорода.The connection between the two blocks is carried out by two hydrogen lines. Lines HH 1 high pressure P 2 hydrogen and line KK 1 low pressure P 1 hydrogen.

С узла Н компрессионного металлогидридного блока 150 водород высокого давления Р2 поступает в узел приема H1 холодильного металлогидридного блока 160. Возврат водорода низкого давления Ð1 в компрессионный металлогидридный блок осуществляется из узла K1 холодильного металлогидридного блока 160 через узел К.Node C H unit 150 compression-metal hydride hydrogen high pressure P 2 into the node 1 H reception metal hydride refrigeration unit 160. Returning low pressure hydrogen Ð 1 MH compression block assembly is made of a metal hydride K 1 refrigerating unit 160 through a node K.

Позиции элементов металлогидридного компрессионного блока 150 и его работа соответствуют рассмотренному устройству металлогидридного компрессионного блока, представленного на фиг.13.The positions of the elements of the metal hydride compression unit 150 and its operation correspond to the considered device of the metal hydride compression unit shown in Fig. 13.

Холодильный металлогидридный блок 160 (фиг.15) включает в себя два металлогидридных холодопроизводителя 161 и 164, снабженные теплообменными поверхностями 184 и 185 соответственно, объединенные в реверсивный циркуляционный внутренний контур теплоносителя 169, на линии которого по обе стороны металлогидридных холодопроизводителей 161 и 164 соответственно установлены регенераторы теплоты 162, 163 и 165, 166 с теплоаккумулирующей набивкой. В контуре теплоносителя также установлены охладитель 168 с теплообменной поверхностью 170, испаритель 180 с теплообменной поверхностью 181 и реверсивный привод теплоносителя 167 (как вариант реверсивный насос).The metal hydride refrigeration unit 160 (Fig. 15) includes two metal hydride refrigerators 161 and 164, provided with heat exchange surfaces 184 and 185, respectively, combined into a reversible circulation internal circuit of the coolant 169, on the lines of which regenerators are respectively installed on both sides of the metal hydride refrigerators 161 and 164 heats 162, 163 and 165, 166 with heat-accumulating packing. A cooler 168 with a heat exchange surface 170, an evaporator 180 with a heat exchange surface 181 and a reversible drive of the coolant 167 (alternatively a reversible pump) are also installed in the coolant circuit.

Отдельным рисунком на фиг.16 представлено устройство холодильного металлогидридного блока 160 с отмеченными точками измерений температур теплоносителя и давления водорода.A separate figure in Fig. 16 shows a device of a refrigerated metal hydride block 160 with marked points for measuring the temperature of the coolant and the pressure of hydrogen.

Устройства металлогидридных холодопроизводителей 161 и 164 аналогичны устройствам генераторов-сорберов компрессионного металлогидридного блока 150 за одним исключением. Применяемые металлогидриды в секциях 171, 172, 173, 174 и 175 менее стабильны металлогидридов применяемых в секциях 7, 8, 9, 10, 11 генераторов-сорберов компрессионного блока 150.The devices of metal hydride refrigeration producers 161 and 164 are similar to the devices of sorbing generators of the compression metal hydride block 150 with one exception. The metal hydrides used in sections 171, 172, 173, 174 and 175 are less stable than the metal hydrides used in sections 7, 8, 9, 10, 11 of the sorbing generators of the compression unit 150.

Секции 171, 172, 173, 174 и 175 также расположены вдоль потока теплоносителя, а содержащийся в них металлогидрид меняет свои свойства от малостабильного со стороны испарителя 180 к более стабильному со стороны охладителя 168. Такими металлогидридами может быть, например, состав MmN(5-y)FeyHx, где у может изменяться в пределах от 0 до 1,5.Sections 171, 172, 173, 174 and 175 are also located along the coolant flow, and the metal hydride contained in them changes its properties from the unstable from the side of the evaporator 180 to more stable from the side of the cooler 168. Such metal hydrides can be, for example, the composition MmN (5- y) Fe y H x , where y can vary from 0 to 1.5.

Причем, чем выше значение y, тем более стабильным будет его металлогидрид. Так, например, в секциях 171 со стороны испарителя 180 может быть металлогидрид MmNi5Hx, а в секциях 175 со стороны охладителя 168 металлогидрид MmNi3,5Fe1,5Hx.Moreover, the higher the y value, the more stable will be its metal hydride. So, for example, in sections 171 on the side of the evaporator 180 there may be MmNi 5 H x metal hydride, and in sections 175 on the cooler side 168 there may be MmNi 3,5 Fe 1,5 H x metal hydride.

Подбор металлогидридов в промежуточных секциях по параметрам давление-температура для каждой секции холодрпроизводителя в идеализированном виде представлен на фиг.17 в виде графиков зависимости логарифма давления (lgP) от обратной температуры (1/T) для металлогидридов секций 171, 172, 173, 174 и 175.The selection of metal hydrides in the intermediate sections according to the pressure-temperature parameters for each section of the refrigeration manufacturer in an idealized form is presented in Fig. 17 as graphs of the logarithm of pressure (logP) versus the inverse temperature ( 1 / T ) for metal hydrides of sections 171, 172, 173, 174 and 175.

Графики представляют два стационарных состояния одинаковых по давлению Р2 сорбции и P1 десорбции водорода, используемых металлогидридов при различных температурах.The graphs represent two stationary states of the same pressure S 2 and S 1 hydrogen desorption, used metal hydrides at different temperatures.

Ввиду того что, цикл, реализуемый в холодильном металлогидридном блоке обратный, то сорбция водорода металлогидридами осуществляется при высоком давлении P2, а десорбция при низком Ð1.Due to the fact that the cycle realized in the refrigerated metal hydride block is reverse, hydrogen is sorbed by metal hydrides at high pressure P 2 , and desorption at low Р 1 .

Таким образом, металлогидрид каждой секции работает в свом температурном диапазоне при постоянных для всех, находящихся в различных секциях металлогидридов, низком давлении p1 десорбции и высоком давлении P2 сорбции водорода.Thus, the metal hydride of each section operates in its own temperature range at a constant low pressure p 1 of desorption and high pressure P 2 of hydrogen sorption for all those located in different sections of metal hydrides.

Так в секции 171 металлогидрид десорбирует водород при температуре Òð с подводом теплоты Qðð) из испарителя 180, а сорбция осуществляется при температуре Ò171 с отводом теплоты Q171 на десорбцию водорода из металлогидрида в секции 172 и так далее, то есть теплота сорбции водорода металлогидрида в предыдующей секции идет на десорбцию водорода из металлогидрида следующей секции.So in section 171, metal hydride strips hydrogen at a temperature of Ò ð with heat supply Q ðð ) from evaporator 180, and sorption is carried out at a temperature of Ò 171 with heat removal Q 171 to desorb hydrogen from metal hydride in section 172, and so on, i.e. the heat of sorption of hydrogen metal hydride in the previous section goes to the desorption of hydrogen from the metal hydride of the next section.

Металлогидрид последней секции 175 (фиг.17) отдает теплоту сорбции Q0(T0)X в охладителе 168 при температуре T0.The metal hydride of the last section 175 (FIG. 17) gives off the sorption heat Q 0 (T 0 ) X in the cooler 168 at a temperature T 0 .

Обратимость обратного термохимического холодильного цикла с несколькими и более металлогидридными секциями обеспечивается в идеализированной постановке равенством температур сорбции водорода в менее стабильном металлогидриде с температурой десорбции водорода более стабильного металлогидрида, а также в пределе полной регенерацией аккумулированной теплоты (холода) металлогидридных секций при переходе от процесса десорбции к процессу сорбции за счет высокоразвитой теплопередающей поверхности теплоносителя металлогидридных секций, а также установкой регенераторов теплоты с теплоаккумулирующей набивкой по линии теплоносителя со стороны охладителя и испарителя для каждого металлогидридного холодопроизводителя.The reversibility of the reverse thermochemical refrigeration cycle with several or more metal hydride sections is ensured in an idealized setting by the equality of the hydrogen sorption temperatures in a less stable metal hydride with the temperature of hydrogen desorption of a more stable metal hydride, as well as in the limit of the complete regeneration of the accumulated heat (cold) of metal hydride sections during the transition from the desorption process to sorption process due to the highly developed heat transfer surface of the metal hydride section coolant d, as well as the installation of heat regenerators with heat storage packing for coolant lines from the cooler and the evaporator for each metal hydride holodoproizvoditelya.

Подача водорода высокого давления P2 в холодильный металлогидридный блок 160 (фиг.16) осуществляется через приемный узел H1, запорный вентиль 183 и далее через управляемые запорные вентили 178 и 179 в металлогидридные холодопроизводители 161 и 164 соответственно.The supply of high pressure hydrogen P 2 to the metal hydride refrigeration unit 160 (Fig. 16) is via the receiving unit H 1 , a shut-off valve 183 and then through controlled shut-off valves 178 and 179 to the metal hydride refrigeration makers 161 and 164, respectively.

Отвод водорода низкого давления P2 из металлогидридных холодопроизводителей 161 и 164 осуществляется через управляемые запорные вентили 176 и 177 соответственно, далее через запорный вентиль 182 и отводящий узел K1 холодильного металлогидридного блока 160.Low pressure hydrogen P 2 is removed from metal hydride refrigerators 161 and 164 through controlled shut-off valves 176 and 177, respectively, then through a shut-off valve 182 and a discharge unit K 1 of the refrigerated metal hydride block 160.

Для измерения и регистрации теплового режима металлогидридных холодопроизводителей в контуре теплоносителя 169 установлены датчики температур 186, 187, 190, 191, 193, 194, 196, 197, а также датчики температур 192 испарителя 180 и 198 охладителя 168.Temperature sensors 186, 187, 190, 191, 193, 194, 196, 197, as well as temperature sensors 192 of evaporator 180 and 198 of cooler 168 were installed in the coolant circuit 169 to measure and record the thermal regime of metal hydride refrigeration producers.

Для измерения и регистрации давления водорода в металлогидридных холодопроизводителях 161 и 164 установлены датчики давления 199 и 195 соответственно. Также установлены датчик давления 189 на линии 202 высокого давления водорода и датчик 188 на линии 203 низкого давления водорода.To measure and record hydrogen pressure in metal hydride refrigeration producers 161 and 164, pressure sensors 199 and 195, respectively, are installed. A pressure sensor 189 is also installed on the hydrogen high pressure line 202 and a sensor 188 on the hydrogen low pressure line 203.

Металлогидридное устройство для получения холода работает следующим образом.Metal hydride device for producing cold works as follows.

Компрессионный металлогидридный блок 150 (фиг.15), работа которого была рассмотрена при представлении устройства на фиг.13 (компрессионный металлогидридный блок с изотермическим подводом теплоты), подает водород с узла Н с высоким давлением P2 в приемный узел H1 холодильного металлогидридного блока 160 и далее через запорный вентиль 183 и один из управляемых запорных вентилей, например 178, в левый металлогидридный холодопроизводитель 161, в котором происходит насыщение (процесс сорбции) металлогидридов всех секций 171, 172, 173, 174 и 175 металлогидридного холодопроизводителя 161. Реверсивный насос в это время включен таким образом, что теплоноситель в контуре 169 движется согласно фиг.16 по часовой стрелке и выделяемая теплота Q0(T0)X сорбции водорода секциями холодопроизводителя 161 посредством нагретого теплоносителя выносится через регенератор 162 в теплообменную поверхность 170 охладителя 168.The compression metal hydride block 150 (Fig. 15), the operation of which was considered when presenting the device in Fig. 13 (the compression metal hydride block with an isothermal supply of heat), supplies hydrogen from the high pressure unit P 2 to the receiving unit H 1 of the refrigeration metal hydride unit 160 and then through the shut-off valve 183 and one of the controlled shut-off valves, for example 178, to the left metal hydride refrigeration producer 161, in which the metal hydrides of all sections 171, 172, 173, 174 and 175 are saturated (metal sulphide) about the refrigerant 161. At this time, the reversing pump is turned on so that the coolant in the circuit 169 moves clockwise according to FIG. 16 and the heat generated Q 0 (T 0 ) X of hydrogen sorption by the refrigerant sections 161 is carried out through the regenerator 162 through the regenerator 162 to the heat exchange cooler surface 170 is 168.

Одновременно с сорбцией водорода с высоким давлением P2 в левом холодопроизводителе 161 происходит процесс десорбции водорода с низким давлением P1 во всех секциях 171, 172, 173, 174 и 175 правого холодопроизводителя 164. Водород с низким давлением Ð1 выходит с холодопроизводителя 164 по водородной линии через управляемый запорный вентиль 177, запорный вентиль 182, узел K1 и далее на вход в компрессионный блок, узел К. Холод, аккумулированный в охлажденном теплоносителе, через регенератор 166 попадает в теплообменную поверхность 181 испарителя 180.Simultaneously with the sorption of hydrogen with high pressure P 2 in the left refrigeration 161, there is a process of desorption of hydrogen with low pressure P 1 in all sections 171, 172, 173, 174 and 175 of the right refrigeration 164. Hydrogen with low pressure Р 1 leaves the refrigeration 164 through hydrogen lines through a controlled shut-off valve 177, shut-off valve 182, node K 1 and then to the entrance to the compression block, node K. The cold accumulated in the cooled coolant through the regenerator 166 enters the heat exchange surface 181 of the evaporator 180.

Схема продвижения тепловой волны а1в1 в левом холодопроизводителе 161 и тепловой волны а2в2 в правом холодопроизводителе 164 по окончании первого полуцикла 1/2 τц в идеализированном виде представлена на фиг.18, а на фиг.19 представлено положение тепловых волн в левом и правом холодопроизводителях по окончании второго полуцикла.Scheme promote thermal wave a 1 to 1 in the left holodoproizvoditele 161 and the thermal wave and 2 2 in the right holodoproizvoditele 164 after the first half cycle of 1/2 τ n in idealized form shown in Figure 18, and Figure 19 shows the position of the thermal waves in the left and right refrigerators at the end of the second half-cycle.

На фиг.20 представлены циклограммы работы левого и правого металлогидридных холодопроизводителей блока металлогидридного холодильника 160.On Fig presents a sequence diagram of the left and right metal hydride refrigeration unit of the metal hydride refrigerator 160.

Вследствие конструктивной идентичности левого и правого металлогидридных холодопроизводителей и примыкающих к ним регенераторов теплоты, время циркуляции теплоносителя в контуре 169 в одном направлении, например, по часовой стрелке и в обратном, против часовой стрелки, в первом приближении равно 1/2 τц, и составляет половину цикла.Due to the structural identity of the left and right MH holodoproizvoditeley and adjacent regenerators heat while the coolant circulating in the loop 169 in one direction, e.g., clockwise and in the opposite, counterclockwise, in a first approximation, equal to 1/2 τ u, and is half cycle.

Подача водорода высокого давления P2, например, в левый холодопроизводитель 161 через управляемый вентиль 178 происходит сразу в начале цикла, когда теплоноситель в контуре 169 начал движение по часовой стрелке, а прекращение подачи водорода происходит раньше на время Δτ до окончания первой половины цикла 1/2 τц. Это необходимо для того, чтобы высокое давление P2 в холодопроизводителе после отсечки водорода упало до давления P1, тем самым осуществив плавный обратимый переход с процесса сорбции в первой половине цикла на процесс десорбции во второй половине цикла.The supply of high pressure hydrogen P 2 , for example, to the left refrigeration unit 161 through the controlled valve 178 occurs immediately at the beginning of the cycle, when the coolant in the circuit 169 began to move clockwise, and the supply of hydrogen ceased for a time Δτ before the end of the first half of the cycle 1 / 2 τ c . This is necessary so that the high pressure P 2 in the refrigeration unit after cutting off the hydrogen drops to pressure P 1 , thereby making a smooth reversible transition from the sorption process in the first half of the cycle to the desorption process in the second half of the cycle.

Далее по окончании первой половины цикла переключается движение теплоносителя в обратном направлении, открывается управляемый запорный вентиль 176 и водород при низком давлении P1 десорбирует из секций металлогидридного холодопроизводителя 161, поступает через запорный вентиль 182, отдающий узел K1 и далее на приемный узел К компрессионного блока 150. Закрытие управляемого вентиля 176 на отрезок времени Δτ раньше окончания времени цикла также связано с тем, что давление в металлогидридном холодопроизводителе за это время поднимется до давления Р2 и будет обеспечен плавный переход для следующего процесса сорбции при высоком давлении P2.Then, at the end of the first half of the cycle, the coolant moves in the opposite direction, the controlled shut-off valve 176 opens, and hydrogen at low pressure P 1 desorbes from the sections of the metal hydride refrigerant 161, passes through the shut-off valve 182, which gives out the K 1 unit and then to the receiving unit K of the compression unit 150. Closing the controlled valve 176 for a period of time Δτ before the end of the cycle time is also due to the fact that the pressure in the metal hydride refrigeration producer during this time rises to the pressure P 2 and a smooth transition will be ensured for the next sorption process at high pressure P 2 .

На фиг.21 представлено устройство металлогидридного теплового насоса при использовании, например, изотермического источника теплоты.On Fig presents the device hydride heat pump when using, for example, an isothermal heat source.

Устройство металлогидридное теплового насоса, так же как и устройство металлогидридного холодильника состоит из двух блоков, компрессионного металлогидридного блока 150 и металлогидридного блока теплопроизводителей 210.The metal hydride heat pump device, as well as the metal hydride refrigerator device, consists of two blocks, a compression metal hydride block 150 and a metal hydride block of heat producers 210.

Позиции элементов компрессионного металлогидридного блока 150 и его работа соответствуют рассмотренному устройству компрессионного металлогидридного блока устройства для получения холода, фиг.15.The positions of the elements of the compression metal hydride block 150 and its operation correspond to the considered device of the compression metal hydride block of the device for producing cold, FIG.

Устройство металлогидридного теплопроизводящего блока 210 отличается от устройства холодопроизводящего блока 160 (фиг.15) тем, что подвод водорода с высоким давлением Р2 к теплопроизводящему блоку и отвод от него водорода с низким давлением P1 осуществляется со стороны испарителя 224, а набор металлогидридов в секциях 217, 218, 219, 220 и 221 подобран таким образом, что обеспечивает работу испарителя 224 при температуре окружающей среды T0, а работу охладителя 223 (нагреватель жилых и производственных помещении для потребителя) поддерживает на температурном уровне TП=(100-120)°С.The device of the metal hydride heat-producing unit 210 differs from the device of the cold-producing unit 160 (Fig. 15) in that the supply of high-pressure hydrogen P 2 to the heat-producing unit and the removal of low-pressure hydrogen P 1 from it from the evaporator 224, and the set of metal hydrides in sections 217, 218, 219, 220 and 221 is selected in such a way that provides at ambient temperature evaporator 224 work environment T 0, a cooler work 223 (heater residential and industrial premises for the customer) supported on evap prefecture level P T = (100-120) ° C.

Подбор металлогидридов в секциях по параметрам давление-температура для каждой секции металлогидридных элементов теплопроизводящего блока в идеализированном виде представлен на фиг.22 в виде зависимости давления от обратной температуры для металлогидридов секций 217, 218, 219, 220 и 221.The selection of metal hydrides in sections according to the pressure-temperature parameters for each section of metal hydride elements of the heat-generating unit is shown in an idealized form in Fig. 22 as a function of pressure versus reciprocal temperature for metal hydrides of sections 217, 218, 219, 220 and 221.

Так, например, секции 217, 218, 219, 220 и 221 могут быть заполнены порошкообразным металлогидридом, например, лантанникелевым сплавом, легированный алюминием по формуле LaNi(5-y)Aly, где у может изменяться в пределах от 0 до 0,5. Причем чем выше значение y, тем более стабильным будет металлогидрид. Например, слои могут быть набраны следующим образом: в секции 317 - LaNi(5-0,1)Al0,1HX в секции 218 - LaNi(5-0,2)Al0,2HX, в секции 219 - LaNi(5-0,3)Al0,3HX в секции 220 - LaNi(5-0,4)Al0,4HX, в секции 221 - LaNi(5-0,5)Al0,5HX. So, for example, sections 217, 218, 219, 220 and 221 can be filled with powdered metal hydride, for example, a lanthanum-nickel alloy doped with aluminum according to the formula L a N i (5-y) Al y , where y can vary from 0 to 0.5. Moreover, the higher the y value, the more stable the metal hydride will be. For example, layers can be stacked as follows: in section 317 - L a N i (5-0.1) Al 0.1 H X in section 218 - L a N i (5-0.2) Al 0.2 H X , in section 219 - L a N i (5-0.3) Al 0.3 H X in section 220 - L a N i (5-0.4) Al 0.4 H X , in section 221 - L a N i (5-0.5) Al 0.5 H X.

Источником теплоты нагревателя 224 является теплота Q0(T0)H окружающей среды, а отбираемая теплота QН(TП)от охладителя 223 является теплотой потребителя для обогрева жилых и производственных помещений при температуре ТП.The heat source of the heater 224 is the heat of the environment Q 0 (T 0 ) H , and the selected heat Q N (T P ) from the cooler 223 is the heat of the consumer for heating residential and industrial premises at a temperature of T P.

Принцип действия металлогидридного, теплопроизводящего блока 210 аналогичен принципу действия холодопроизводящего блока 160.The principle of operation of the metal hydride, heat producing unit 210 is similar to the principle of operation of the cooling producing unit 160.

На фиг.23 представлено устройство металлогидридного холодильника, в котором использован механический компрессор для сжатия водорода.On Fig presents the device hydride refrigerator, which uses a mechanical compressor to compress hydrogen.

Устройство состоит из механического компрессора 228 и блока 160 металлогидридного холодильника. Все элементы блока металлогидридного холодильника и его работа описаны выше.The device consists of a mechanical compressor 228 and a metal hydride refrigerator unit 160. All elements of the metal hydride refrigerator unit and its operation are described above.

Такое устройство позволяет использовать для сжатия водорода как электрическую энергию посредством электродвигателя, так и непосредственно энергию ветра с помощью ветряка. А применение металлогидридного теплопроизводящего блока 210 фиг.21 позволяет использовать устройство для обогрева жилых и производственных помещений.Such a device allows the use of both electric energy by means of an electric motor for compressing hydrogen and directly wind energy by means of a wind turbine. And the use of metal hydride heat producing block 210 of Fig.21 allows you to use the device for heating residential and industrial premises.

На фиг.24 представлено устройство объединенного модуля металлогидридного холодильника 230.On Fig presents the device of the combined module of the metal hydride refrigerator 230.

Устройство состоит из двух металлогидридных генераторов-сорберов 1 и 4 и металлогидридных холодопроизводителей 161 и 164.The device consists of two metal hydride sorbing generators 1 and 4 and metal hydride chillers 161 and 164.

Генераторы-сорберы 1 и 4 состоят из тех же элементов, что и в модуле компрессионного металлогидридного блока, представленного на фиг.13. Аналогичным образом металлогидридные холодопроизводители 161 и 164 состоят из тех же элементов, что и в модуле металлогидридного холодоприльника, представленного на фиг.15.Sorbent generators 1 and 4 consist of the same elements as in the module of the compression metal hydride block shown in Fig. 13. Similarly, metal hydride chillers 161 and 164 are made up of the same elements as in the metal hydride chiller module shown in FIG.

Особенностью модуля металлогидридного холодильника является то, что каждый металлогидридный генератор-сорбер соединен водородной линией только с одним металлогидридным холодопроизводителем. Так согласно фиг.24 металлогидридный генератор-сорбер 1 соединен с металлогидридным холодопроизводителем 161 водородной линией 243. Аналогичным образом металлогидридный генератор-сорбер 4 соединен с металлогидридным холодопроизводителем 164 водородной линией 244.A feature of the metal hydride refrigerator module is that each metal hydride sorbing generator is connected by a hydrogen line to only one metal hydride refrigeration producer. Thus, according to FIG. 24, the metal hydride generator sorbent 1 is connected to the metal hydride refrigerant 161 by a hydrogen line 243. In a similar manner, the metal hydride generator sorber 4 is connected to a metal hydride refrigerant 164 by a hydrogen line 244.

Датчики температуры, установленные в контуре 169 линии теплоносителя, аналогичны местам установок, представленных на фиг.16, на фиг.24 не показаны.Temperature sensors installed in the coolant line circuit 169 are similar to the installation locations shown in FIG. 16, not shown in FIG. 24.

Устройство объединенного модуля металлогидридного холодильника 230 работает следующим образом.The device integrated module of the metal hydride refrigerator 230 operates as follows.

Холодопроизводители 161 и 164, соединенные соответственно водородными линиями 243 и 244 с генераторами-сорберами 1 и 4, составляют индивидуальные пары для производства холода и работают в противофазе.Refrigeration producers 161 and 164, respectively connected by hydrogen lines 243 and 244 with sorbing generators 1 and 4, form individual pairs for the production of cold and work in antiphase.

Так в первой половине цикла (1/2 τц) теплоноситель в контуре 19 блока металлогидридного компрессора 231 движется согласно чертежу против часовой стрелки. В генераторе-сорбере 1 в это время происходит десорбция водорода при высоком давлении P2, а в генераторе-сорбере 4 происходит процесс сорбции водорода при низком давлении P1.Thus, in the first half cycle (1/2 τ n) in the coolant loop 19, a metal hydride compressor unit 231 moves according to the drawing counterclockwise. At this time, hydrogen desorption occurs in the sorbing generator 1 at a high pressure of P 2 , and hydrogen sorption occurs in the sorbing generator 4 at a low pressure of P 1 .

Одновременно в первой половине цикла (1/2 τц) теплоноситель в контуре 169 блока металлогидридного холодильника 240 движется согласно чертежу по часовой стрелке. В холодопроизводителе 161 в это время происходит сорбция водорода левым металлогидридным холодопроизводителем 161 при высоком давлении P2 с выносом нагретого теплоносителя теплотой сорбции в теплообменную поверхность 170 охладителя 168, а в холодопроизводителе 164 происходит процесс десорбции водорода правым металлогидридным холодопроизводителем 164 при низком давлении P1 с выносом охлажденного теплоносителя в теплообменную поверхность 181 испарителя 180.Simultaneously, in the first half cycle (1/2 τ n) the coolant in the circuit block 169 metal hydride refrigerator 240 according to the drawing moves clockwise. At that time, in the refrigerating machine 161, hydrogen sorption by the left metal hydride refrigerating machine 161 occurs at a high pressure P 2 with the transfer of the heated coolant by sorption heat to the heat exchange surface 170 of the cooler 168, and in the refrigerating machine 164, the hydrogen desorption process takes place by the right metal hydride refrigerating machine 164 at a low pressure P 1 with the removal cooled coolant into the heat exchange surface 181 of the evaporator 180.

По окончании первой половины цикла включается реверс движения теплоносителей в контуре 19 компрессионного блока 231 и в контуре 169 холодопроизводящего блока 240.At the end of the first half of the cycle, the reverse movement of the coolant in the circuit 19 of the compression unit 231 and in the circuit 169 of the refrigerating unit 240 is turned on.

В результате металлогидридный генераторе-сорбере 1 переходит с режима десорбции с давлением водорода P2 в режим сорбции с давлением водорода P1, а генератор-сорбер 4 переходит с режима сорбции с давлением водорода P1 в режим десорбции с давлением водорода P2.As a result, the metal hydride generator-sorber 1 switches from the desorption mode with a hydrogen pressure P 2 to the sorption mode with a hydrogen pressure P 1 , and the generator-sorber 4 switches from a sorption mode with a hydrogen pressure P 1 to a desorption mode with a hydrogen pressure P 2 .

Аналогичным образом в холодопроизводящем блоке холодопроизводитель 161 переходит с режима сорбции с давлением водорода P2 в режим десорбции с давлением водорода P1, а холодопроизводитель 164 переходит с режима десорбции с давлением водорода P1 в режим сорбции с давлением водорода P2.Similarly, in the refrigeration unit, the refrigeration unit 161 switches from a sorption mode with a hydrogen pressure P 2 to a desorption mode with a hydrogen pressure P 1 , and the refrigeration unit 164 switches from a desorption mode with a hydrogen pressure P 1 to a sorption mode with a hydrogen pressure P 2 .

На фиг.25 показана циклограмма работы холодопроизводителей холодопроизводящего блока, работающих в противофазе за время 1/2 τц.25 is a sequence diagram of operation holodoproizvoditeley holodoproizvodyaschego unit working in antiphase during 1/2 τ q.

Стрелками вверх, вниз согласно чертежу показано движение теплоносителя в холодопроизводителях. При движении вверх в холодопроизводителе осуществляется сорбция водорода в течение времени Δτсорб при высоком давлении P2, а при движении вниз в течение времени Δτдес осуществляется десорбция при низком давлении P1.The up and down arrows according to the drawing show the movement of the coolant in refrigeration producers. When moving up in the refrigeration unit, hydrogen is sorbed for a time Δτ sorb at high pressure P 2 , and when moving down for a time Δτ des , desorption is carried out at low pressure P 1 .

На примере левого холодопроизводителя показаны моменты подачи водорода. Подача водорода с давлением P2 начинается не сразу с началом цикла, а с некоторым запаздыванием по времени на Δτ1 и прекращается подача водорода при достижении момента времени первой половины цикла 1/2 τц. Отрезок времени Δτ1 отражает переходные сорбционные процессы, вследствие которых обеспечивается безударное перетекание водорода при переходе от процессов сорбции к процессу десорбция и наоборот.On the example of the left refrigeration producer, the moments of hydrogen supply are shown. Feeding of hydrogen at a pressure P 2 does not begin immediately with the beginning of the cycle, but with some delay in time by Δτ 1 and hydrogen supply is stopped when the point in time of the first half cycle of 1/2 τ q. The time interval Δτ 1 reflects transient sorption processes, as a result of which shockless hydrogen flow is provided during the transition from sorption processes to desorption and vice versa.

Аналогичным образом имеет место запаздывание Δτ2 отвода водорода при низком давлении P1 в начале процесса десорбции и прекращение отвода в конце цикла.Similarly, there is a delay Δτ 2 of hydrogen removal at low pressure P 1 at the beginning of the desorption process and the termination of the removal at the end of the cycle.

На фиг.26 представлено устройство объединенного блок-модуля металлогидридного холодильника 249, управляемого реверсивными насосами теплоносителей.On Fig presents the device of the combined block module of the metal hydride refrigerator 249, controlled by reversible heat transfer pumps.

Отличительной особенностью устройства объединенного блок-модуля металлогидридного холодильника 249 от объединенного модуля металлогидридного холодильника 230 является то, что все устройство выполнено в виде единого блока с исключением управляемых клапанов на линиях водорода соединяющих генераторы-сорберы и металлогидридные холодопроизводители.A distinctive feature of the device of the combined block module of the metal hydride refrigerator 249 from the combined module of the metal hydride refrigerator 230 is that the entire device is designed as a single unit with the exception of controlled valves on hydrogen lines connecting sorbing generators and metal hydride refrigeration producers.

Переходные сорбционные процессы, происходящие в периоды времени τ1 и Δτ2, задаются при этом новым законом включения и выключения реверсивных насосов 20 и 167 в контурах 19 и 169 соответственно.Transient sorption processes occurring in time periods τ 1 and Δτ 2 are set in this case with the new law of turning on and off the reversible pumps 20 and 167 in circuits 19 and 169, respectively.

На фиг.27 представлено устройство объединенного модуля металлогидридного теплового насоса 250, состоящего из металлогидридного компрессионного блока 231 и теплопроизводящего блока 251.On Fig presents the device of the combined module of a metal hydride heat pump 250, consisting of a metal hydride compression unit 231 and a heat producing unit 251.

Устройство состоит из двух металлогидридных генератораторов-сорберов 1 и 4 и двух металлогидридных теплопроизводителей 211 и 214.The device consists of two metal hydride sorbing generators 1 and 4 and two metal hydride heat producers 211 and 214.

Генераторы-сорберы состоят из тех же элементов, что и металлогидридные генераторы-сорберы, представленные на фиг.24. Металлогидридные теплопроизводители состоят из тех же элементов, что и металлогидридные теплопроизводители представленные на рис.21.Sorbent generators consist of the same elements as the metal hydride sorbent generators shown in FIG. Metal hydride heat producers consist of the same elements as metal hydride heat producers shown in Fig. 21.

Источником теплоты нагревателя 224 является теплота Q0(T0)H окружающей среды, а отбираемая теплота QН(TП) от охладителя 223 является теплотой потребителя для обогрева жилых и производственных помещений при температуре TП.The heat source of the heater 224 is the heat of the environment Q 0 (T 0 ) H , and the extracted heat Q N (T P ) from the cooler 223 is the heat of the consumer for heating residential and industrial premises at a temperature of T P.

Принцип действия устройства объединенного модуля металлогидридного теплового насоса 250 аналогичен принципу действия устройства объединенного модуля металлогидридного холодильника 230, представленного на фиг.24.The principle of operation of the device of the combined module of the metal hydride heat pump 250 is similar to the principle of operation of the device of the combined module of the metal hydride refrigerator 230 shown in Fig. 24.

На фиг.28 представлено устройство объединенного блок-модуля металлогидридного теплового насоса 260.On Fig presents the device of the combined block module of the metal hydride heat pump 260.

Отличительной особенностью устройства объединенного блок-модуля металлогидридного теплового насоса 260 от объединенного модуля металлогидридного теплового насоса 250 является то, что все устройство выполнено в виде единого блока с исключением управляемых клапанов на линиях водорода, соединяющих генераторы-сорберы и металлогидридные теплопроизводители.A distinctive feature of the device of the combined block module of the metal hydride heat pump 260 from the combined module of the metal hydride heat pump 250 is that the entire device is designed as a single unit with the exception of controlled valves on the hydrogen lines connecting the sorbing generators and metal hydride heat producers.

Переходные сорбционные процессы, происходящие в периоды времени τ1 и Δτ2, задаются при этом новым законом включения и выключения реверсивных насосов 20 и 167 в контурах 19 и 169 соответственно.Transient sorption processes occurring in time periods τ 1 and Δτ 2 are set in this case with the new law of turning on and off the reversible pumps 20 and 167 in circuits 19 and 169, respectively.

Claims (41)

1. Способ преобразования теплоты нагретого потока газа или жидкости, теплоты изотермических источников в механическую энергию, отличающийся тем, что теплота преобразуется в энергию сжатого водорода в прямом обратимом (термодинамически эффективном) термосорбционном цикле с применением двух и более слоев металлогидридов с различными сорбционными характеристиками, заключенных в отдельные секции в одном генераторе-сорбере, и с осуществлением внутренней регенерацией в цикле теплоты, аккумулированной металлогидридными слоями и массой конструкционного материала генератора-сорбера.1. A method of converting the heat of a heated gas or liquid stream, the heat of isothermal sources into mechanical energy, characterized in that the heat is converted into compressed hydrogen energy in a direct reversible (thermodynamically effective) thermosorption cycle using two or more layers of metal hydrides with different sorption characteristics, concluded into separate sections in one sorbing generator, and with the implementation of internal regeneration in a cycle of heat accumulated by metal hydride layers and a mass of struktsionnogo generator-sorber material. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения наивысшей эффективности прямого термосорбционного цикла для сжатия водорода генераторы-сорберы компрессионного блок-модуля, набранные из металлогидридных слоев (секций) с различными сорбционными свойствами, имеют тепловой контакт с теплообменной поверхностью реверсивного циркуляционного контура теплоносителя, включающего в себя генераторы-сорберы, по обе стороны которого имеются регенераторы теплоты с теплоаккумулирующей набивкой (холодные со стороны охладителя, горячие со стороны нагревателя), охладитель, устройство для осуществления реверса теплоносителя (реверсивный насос как вариант), узел подвода горячего теплоносителя и регулируемые запорные вентили.2. The method according to claim 1, characterized in that in order to obtain the highest efficiency of the direct thermosorption cycle for compressing hydrogen, the sorbing generators of the compression block module, composed of metal hydride layers (sections) with different sorption properties, have thermal contact with the heat exchange surface of the reversible circulation coolant circuit, including sorbing generators, on both sides of which there are heat regenerators with heat-accumulating packing (cold on the cooler side, hot on the sides s of the heater), a cooler, a device for reversing the coolant (a reversible pump as an option), a hot coolant supply unit and adjustable shut-off valves. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что подогрев подводимого горячего теплоносителя осуществляется в противоточном теплообменнике, греющим потоком которого являются, например, выхлопные газы ДВС или газовой турбины, установленном во внешнем контуре теплоносителя с насосом подачи теплоносителя, при этом подача горячего теплоносителя в реверсивный циркуляционный контур осуществляется в узле, соединяющем два горячих регенератора теплоты, а отвод с него осуществляется со стороны охладителя через два запорных регулируемых вентиля.3. The method according to claim 1, characterized in that the heating of the supplied hot coolant is carried out in a countercurrent heat exchanger, the heating stream of which is, for example, the exhaust gases of an internal combustion engine or a gas turbine installed in the external coolant circuit with a coolant supply pump, while supplying a hot coolant in the reversible circulation circuit is carried out in the node connecting the two hot heat regenerators, and the outlet from it is carried out from the cooler through two adjustable shut-off valves. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлогидридные генераторы-сорберы водорода состоят из двух и более слоев (секций), которые заполнены порошкообразным металлогидридом с различными сорбционными свойствами, например гидридообразующим материалом на базе лантанникелевого сплава, легированного алюминием по формуле LaNi(5-y)Aly, где y может изменяться в пределах от 0 до 1, и обеспечивающие при равенстве температуры процесса сорбции водорода в последующем металлогидриде с температурой процесса десорбции водорода предыдущего металлогидрида осуществление процессов сорбции и десорбции водорода всех секций одновременно.4. The method according to claim 1, characterized in that the metal hydride hydrogen sorbing generators consist of two or more layers (sections) that are filled with powdered metal hydride with various sorption properties, for example, a hydride-forming material based on a lanthanum-nickel alloy doped with aluminum according to the formula L a N i (5-y) Al y, wherein y can range from 0 to 1, and providing equality of the temperature at the hydrogen sorption process in a subsequent metal hydride at a temperature of hydrogen desorption process of the previous metallogidri and the implementation of the sorption and desorption processes of all sections simultaneously hydrogen. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что металлогидридные секции (слои металлогидридов) расположены вдоль потока теплоносителя, а содержащийся в них металлогидрид меняет свои свойства от малостабильного со стороны охладителя к более стабильному со стороны подачи горячего теплоносителя таким образом, что при продвижении в направлении охладителя тепловой волны (градиента температур) в генераторе-сорбере обеспечивается десорбция водорода при высоком давлении водорода во всех секциях одновременно, а при движении тепловой волны в обратном направлении (в сторону нагревателя) обеспечивается сорбция водорода при низком давлении водорода также во всех секциях одновременно.5. The method according to claim 1, characterized in that the metal hydride sections (layers of metal hydrides) are located along the coolant flow, and the metal hydride contained in them changes its properties from unstable on the cooler side to more stable on the supply side of the hot coolant so that when moving in the direction of the heat wave cooler (temperature gradient) in the sorbing generator, desorption of hydrogen is ensured at high hydrogen pressure in all sections simultaneously, and when the heat wave moves in the opposite direction board (towards the heater) provides hydrogen sorption at low hydrogen pressure also in all sections simultaneously. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что обратимость термохимического цикла термосорбционного компрессора с несколькими и более металлогидридными секциями обеспечивается в идеализированной постановке полной регенерацией аккумулированной теплоты металлогидридных секций при переходе от процесса десорбции к процессу сорбции за счет установки регенераторов теплоты с теплоаккумулирующей набивкой по линии теплоносителя со стороны охладителя и нагревателя при каждом генераторе-сорбере, а также с помощью высокоразвитой теплопередающей поверхности контура теплоносителя в металлогидридных секциях.6. The method according to claim 1, characterized in that the reversibility of the thermochemical cycle of a thermosorption compressor with several or more metal hydride sections is ensured in an idealized setting by the complete regeneration of the accumulated heat of metal hydride sections during the transition from the desorption process to the sorption process by installing heat regenerators with heat-accumulating packing according to coolant lines from the side of the cooler and heater with each generator-sorbent, as well as using a highly developed heat transfer along erhnosti coolant circuit in Metal sections. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что подключение внешнего контура теплоносителя для впрыска горячего теплоносителя может осуществляться по команде блока управления как по жесткой программе с наперед заданными временами срабатывания элементов контура, так и по заданной программе с оценкой теплового режима генераторов-сорберов и регенераторов теплоты, а необходимой информацией для этой программы могут быть значения температуры и расхода теплоносителя, а также давления водорода.7. The method according to claim 1, characterized in that the connection of the external coolant circuit for the injection of hot coolant can be carried out by a command from the control unit, either according to a rigid program with predetermined response times of circuit elements, or according to a predetermined program with an assessment of the thermal regime of sorbing generators and heat regenerators, and the necessary information for this program may be the temperature and flow rate of the coolant, as well as the pressure of hydrogen. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что управление компрессионным металлогидридным блоком обеспечивается с помощью блока на базе, например, персонального или бортового компьютера по программе, которая проводит анализ теплового состояния металлогидридных элементов и регенераторов теплоты, определяет тепловые и эксергетические потоки, входящие в компрессионный металлогидридный блок и выходящие из него, и, как один из вариантов программы управления, при наперед заданной производительности по водороду оптимизирует такие параметры, как длительность цикла, расход теплоносителя в циркуляционном и внешнем контурах теплоносителя, длительность подачи горячего теплоносителя с внешнего контура в циркуляционный контур с определением изотермической работы сжатия водорода при температуре охладителя, определения значения абсолютного КПД компрессионного блока как отношение изотермической работы сжатия водорода при температуре охладителя к подведенной теплоте из нагревателя и определения относительного КПД как отношение изотермической работы сжатия при температуре охладителя к эксергии подводимой теплоты из нагревателя.8. The method according to claim 1, characterized in that the compression of the metal hydride block is controlled by a block based on, for example, a personal or on-board computer according to a program that analyzes the thermal state of metal hydride elements and heat regenerators, determines the heat and exergy fluxes entering into the compression metal hydride block and emerging from it, and, as one of the options for the control program, optimizes parameters such as long cycle life, coolant flow rate in the circulation and external coolant circuits, duration of supply of hot coolant from the external circuit to the circulation loop with determination of the isothermal work of hydrogen compression at the cooler temperature, determination of the absolute efficiency of the compression unit as the ratio of the isothermal work of hydrogen compression at the cooler temperature to the supplied heat from the heater and determine the relative efficiency as the ratio of the isothermal work of compression at temperature cool I exergy to heat input from the heater. 9. Способ по п.1, отличающийся тем, что для интенсификации теплопередачи в генераторах-сорберах со стороны теплоносителя в процессах сорбции и десорбции водорода на корпусе генератора-сорбера в кольцевом канале устанавливаются турбулизаторы потока или ребра теплопроводности, имеющие тепловой контакт с внутренней оболочкой генератора-сорбера, а подвод и отвод теплоносителя осуществляется посредством коллекторов, установленных по торцам внутренней и наружной оболочки генератора-сорбера.9. The method according to claim 1, characterized in that for the intensification of heat transfer in the sorbing generators from the coolant in the processes of hydrogen sorption and desorption, flow turbulators or heat conductivity fins having thermal contact with the inner shell of the generator are installed in the annular channel -sorbers, and the inlet and outlet of the coolant is carried out by means of collectors installed at the ends of the inner and outer shell of the generator-sorber. 10. Способ по п.1, отличающийся тем, что для интенсификации теплопередачи в генераторах-сорберах со стороны теплоносителя в процессах сорбции и десорбции водорода стенку внутренней оболочки делают из тонкого материала, а ребра теплопроводности, установленные на внутренней оболочке генератора-сорбера, имеют надежный механический контакт с наружной оболочкой, воспринимающей на себя через ребра усилие давления водорода в генераторе-сорбере.10. The method according to claim 1, characterized in that to intensify the heat transfer in the sorbing generators from the coolant side in the processes of hydrogen sorption and desorption, the wall of the inner shell is made of thin material, and the heat conductivity fins installed on the inner shell of the sorbing generator have reliable mechanical contact with the outer shell, which receives the pressure of hydrogen in the sorbing generator through the ribs. 11. Способ по п.1, отличающийся тем, что для интенсификации теплопередачи в генераторах-сорберах со стороны металлогидрида в процессах сорбции и десорбции водорода в мелкодисперсном слое металлогидрида устанавливают тепловые мосты в виде пористых вспененных материалов, например из меди или никеля, или устанавливают ребра теплопроводности, например из меди или алюминия, имеющие надежный тепловой контакт с внутренней поверхностью корпуса генератора-сорбера.11. The method according to claim 1, characterized in that for the intensification of heat transfer in the sorbing generators from the metal hydride in the processes of hydrogen sorption and desorption in the finely dispersed layer of metal hydride, thermal bridges are installed in the form of porous foamed materials, for example, from copper or nickel, or fins are installed thermal conductivity, for example of copper or aluminum, having reliable thermal contact with the inner surface of the housing of the generator-sorber. 12. Способ по пп.1, 11, отличающийся тем, что в ребрах теплопроводности, расположенных в среде металлогидрида, сформированы цилиндрические участки, имеющие надежный тепловой контакт за счет пайки с внутренней поверхностью оболочки генератора-сорбера.12. The method according to claims 1, 11, characterized in that in the heat conduction fins located in the metal hydride environment, cylindrical sections are formed having reliable thermal contact due to soldering with the inner surface of the generator-sorber shell. 13. Способ по п.1, отличающийся тем, что турбулизаторы потока теплоносителя на внешней поверхности внутренней обечайки выполнены в виде сетки из материала с высокой теплопроводностью и имеют надежный механический и тепловой контакт с внешней поверхностью внутренней оболочки и внутренней поверхностью наружной оболочки генератора-сорбера.13. The method according to claim 1, characterized in that the fluid flow turbulators on the outer surface of the inner shell are made in the form of a mesh of material with high thermal conductivity and have reliable mechanical and thermal contact with the outer surface of the inner shell and the inner surface of the outer shell of the sorbing generator. 14. Способ по п.1, отличающийся тем, что по центру генератора-сорбера установлен водородный коллектор из перфорированной трубы, на наружной поверхности которой установлен фильтр грубой очистки, например сетки, внутри которой установлен регенератор теплоты водорода в виде мелкой дроби, например, из меди, а также по торцам регенератора теплоты водорода установлены фильтры тонкой очистки водорода, которые соединяются с подводящим патрубком водорода с одного конца и отводящим патрубком водорода с другого конца генератора-сорбера.14. The method according to claim 1, characterized in that a hydrogen collector from a perforated pipe is installed in the center of the sorbing generator, on the outer surface of which there is a coarse filter, for example a grid, inside which a hydrogen heat regenerator is installed in the form of a fine fraction, for example copper, as well as at the ends of the hydrogen heat regenerator installed fine hydrogen filters, which are connected to the hydrogen inlet pipe from one end and the hydrogen outlet pipe from the other end of the sorbing generator. 15. Способ по п.1, отличающийся тем, что пространство водородного коллектора, ограниченное с одной стороны фильтром грубой очистки (со стороны мелкодисперсного металлогидрида) и фильтрами тонкой очистки (со стороны водородных патрубков), имеет сообщение с накопителем частиц мелкодисперсной фракции металлогидрида, находящимся при температуре охладителя, а соединительная трубка выводится со стороны подводящего водородного патрубка.15. The method according to claim 1, characterized in that the space of the hydrogen collector, limited on one side by a coarse filter (from the fine metal hydride) and fine filters (from the hydrogen nozzles), is in communication with the particle drive of the fine metal hydride fraction located at the temperature of the cooler, and the connecting tube is discharged from the side of the hydrogen inlet pipe. 16. Способ по п.1, отличающийся тем, что генератор-сорбер имеет один подводящий/отводящий патрубок водорода и находится со стороны металлогидридной секции с металлогидридом наименьшей стабильности, где также установлена трубка для сбора частиц мелкодисперсной фракции металлогидрида.16. The method according to claim 1, characterized in that the sorbent generator has one hydrogen inlet / outlet pipe and is located on the side of the metal hydride section with the least hydride metal hydride, where a tube for collecting fine metal hydride particles is also installed. 17. Способ по п.1, отличающийся тем, что регенераторы теплоты имеют трубный цилиндрический корпус, внутри которого между двумя сетками-ограничителями размещена теплоаккумулирующая набивка, например, в виде гранитной крошки, металлической дроби и подводящими/отводящими патрубками теплоносителя.17. The method according to claim 1, characterized in that the heat regenerators have a cylindrical tubular body, inside of which between the two grid-limiters placed heat-accumulating packing, for example, in the form of granite chips, metal fractions and inlet / outlet pipes of the coolant. 18. Способ по п.1, отличающийся тем, что в компрессионном металлогидридном блок-модуле реверсивный и внешний контуры теплоносителей разомкнуты и открыты на атмосферу для использования в качестве теплоносителя атмосферного воздуха, ревесивное движение которого в теплообменных поверхностях генераторов-сорберов и регенераторов теплоты осуществляется с помощью вентилятора и соответствующего включения двух пар запорных и запорно-регулируемых вентилей, а для подачи горячего воздуха на генераторы-сорберы используется еще один вентилятор.18. The method according to claim 1, characterized in that in the compression metal hydride block module, the reversible and external circuits of the coolants are open and open to the atmosphere for use as a coolant of atmospheric air, the reversible movement of which in the heat exchange surfaces of the sorbing generators and heat regenerators is carried out with using a fan and the corresponding inclusion of two pairs of shut-off and shut-off and adjustable valves, and another fan is used to supply hot air to the sorbing generators. 19. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае использования аккумулированной теплоты потока неагрессивных сред, которыми является, например, выхлоп ДВС или газовой турбины, работающих на водороде, в качестве теплоносителя используются непосредственно выхлопные газы, состоящие из азота и паров воды.19. The method according to claim 1, characterized in that in the case of using the accumulated heat of the flow of non-aggressive media, which, for example, is the exhaust of an internal combustion engine or a gas turbine operating on hydrogen, directly exhaust gases consisting of nitrogen and water vapor are used as a heat carrier . 20. Способ по п.1, отличающийся тем, что для преобразования теплоты изотермического источника используется только один реверсивный циркуляционный контур теплоносителя, включающий в себя два генератора-сорбера, каждый из которых состоит из двух или более металлогидридных секций, заполненных металлогидридами с различными сорбционными характеристиками, регенераторов теплоты с теплоаккумулирующей набивкой в виде гранитной крошки или металлической дроби и расположенные в линии теплоносителя по обе стороны генератораторов-сорберов изотермический источник теплоты, например солнечная панель с концентратором, охладитель, находящийся при температуре окружающей среды, устройство для создания реверсивного движения теплоносителя в контуре теплоносителя, например реверсивный насос.20. The method according to claim 1, characterized in that for converting the heat of an isothermal source, only one reversible heat carrier circulation circuit is used, including two sorbing generators, each of which consists of two or more metal hydride sections filled with metal hydrides with different sorption characteristics of heat regenerators with heat-accumulating packing in the form of granite chips or metal fractions and located in the coolant line on both sides of the isoter-sorbing generators thermal source of heat, for example, a solar panel with a concentrator, a cooler located at ambient temperature, a device for creating reverse movement of the heat carrier in the heat carrier circuit, for example, a reversible pump. 21. Способ по п.1, отличающийся тем, что для компрессионного металлогидридного блока, применяемого в энергетической установке, подвод холодного водорода низкого давления в генератор-сорбер осуществляется со стороны холодного конца (со стороны секции с наименее стабильным металлогидридом), а отвод горячего водорода высокого давления - со стороны горячего конца (со стороны секции с наиболее стабильным металлогидридом), а преобразователем горячего водорода высокого давления может быть активная или реактивная турбина или расширительное устройство, например, в цилиндр-поршневой паре.21. The method according to claim 1, characterized in that for the compression metal hydride block used in the power plant, low-pressure cold hydrogen is supplied to the sorbing generator from the cold end (from the section with the least stable metal hydride), and hot hydrogen is removed high pressure - from the hot end (from the side of the section with the most stable metal hydride), and the converter of high pressure hot hydrogen can be an active or reactive turbine or expansion device oystvo, e.g., the cylinder-piston pair. 22. Способ преобразования энергии сжатого водорода в холод, включая криогенные температуры, отличающийся тем, что достижение необходимого уровня температур осуществляется в обратном обратимом термосорбционном цикле с применением двух и более слоев металлогидридов с различными сорбционными характеристиками, заключенных в отдельные секции в одном холодопроизводителе, и с осуществлением внутренней регенерации в цикле теплоты (холода), аккумулированной металлогидридными слоями и массой конструкционного материала холодопроизводителя.22. A method of converting the energy of compressed hydrogen into cold, including cryogenic temperatures, characterized in that the required temperature level is achieved in a reversible reversible thermosorption cycle using two or more layers of metal hydrides with different sorption characteristics, enclosed in separate sections in one refrigeration producer, and the implementation of internal regeneration in the cycle of heat (cold) accumulated by metal hydride layers and the mass of the structural material of the refrigeration producer. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что для получения наивысшей эффективности обратного термосорбционного цикла для получения холода металлогидридные холодопроизводители холодильного блок-модуля, набранные из металлогидридных слоев (секций) с различными сорбционными свойствами, имеют тепловой контакт с теплообменной поверхностью реверсивного циркуляционного контура теплоносителя, включающего в себя металлогидридные холодопроизводители, по обе стороны которого имеются регенераторы теплоты (холода) с теплоаккумулирующей набивкой (теплые со стороны охладителя и холодные со стороны испарителя), охладитель, устройство для осуществления реверса теплоносителя (реверсивный насос как вариант) и испаритель.23. The method according to p. 22, characterized in that in order to obtain the highest efficiency of the reverse thermosorption cycle for producing cold, metal hydride refrigerators of the refrigeration block module, assembled from metal hydride layers (sections) with different sorption properties, have thermal contact with the heat exchange surface of the reverse circulation circuit coolant, which includes metal hydride refrigeration producers, on both sides of which there are heat (cold) regenerators with heat storage packing (t warm from the cooler side and cold from the evaporator side), a cooler, a device for reversing the coolant (reversible pump as an option) and an evaporator. 24. Способ по п.22, отличающийся тем, что для компрессионного металлогидридного блока, применяемого в холодильной технике, подвод и отвод холодного водорода низкого и высокого давления в генераторе-сорбере осуществляется со стороны холодного конца (со стороны секции с наименее стабильным металлогидридом).24. The method according to p. 22, characterized in that for the compression metal hydride block used in refrigeration, the supply and removal of cold hydrogen of low and high pressure in the sorbing generator is carried out from the cold end (from the section with the least stable metal hydride). 25. Способ по п.22, отличающийся тем, что металлогидридные холодопроизводители состоят из двух и более металлогидридных слоев (секций), которые заполнены порошкообразным металлогидридом с различными сорбционными свойствами, например гидридообразующим материалом на базе состава MmN(5-y)FeyHx, где у может изменяться в пределах от 0 до 1,5, причем чем выше значение y, тем более стабильным будет его металлогидрид, обеспечивающие при равенстве температуры процесса сорбции водорода в менее стабильном металлогидриде с температурой процесса десорбции водорода более стабильного металлогидрида осуществление процессов сорбции и десорбции водорода во всех секциях одновременно.25. The method according to item 22, wherein the metal hydride refrigeration producers consist of two or more metal hydride layers (sections), which are filled with a powder metal hydride with various sorption properties, for example, hydride-forming material based on the composition MmN (5-y) Fe y H x , where y can vary from 0 to 1.5, and the higher the y value, the more stable will be its metal hydride, which, provided that the temperature of the hydrogen sorption process in the less stable metal hydride is equal to the temperature of the desorption process more stable metal hydride hydrogen implementation processes of sorption and desorption of hydrogen in all sections simultaneously. 26. Способ по п.22, отличающийся тем, что металлогидридные секции расположены вдоль потока теплоносителя, а содержащийся в них металлогидрид меняет свои свойства от наименее стабильного со стороны испарителя к наиболее стабильному со стороны охладителя таким образом, что продвижением тепловой волны (градиента температур) в направлении охладителя в металлогидридном холодопроизводителе обеспечивается сорбция водорода при высоком давлении водорода во всех секциях одновременно, а при движении тепловой волны в обратном направлении (в сторону испарителя) обеспечивается десорбция водорода при низком давлении водорода также во всех секциях одновременно.26. The method according to p. 22, characterized in that the metal hydride sections are located along the coolant flow, and the metal hydride contained in them changes its properties from the least stable on the evaporator side to the most stable on the cooler side so that by advancing the heat wave (temperature gradient) in the direction of the cooler in the metal hydride cooler, hydrogen is sorbed at high hydrogen pressure in all sections simultaneously, and when the heat wave moves in the opposite direction (in the direction in the evaporator) is provided by hydrogen desorption at low pressure of hydrogen and in all sections simultaneously. 27. Способ по п.22, отличающийся тем, что цикл, реализуемый в холодильном металлогидридном блоке, обратный, поэтому сорбция водорода металлогидридами осуществляется при высоком давлении, а десорбция при низком, при этом металлогидрид каждой секции работает в свом температурном диапазоне при постоянных для всех металлогидридов низком давлении десорбции и высоком давлении сорбции водорода.27. The method according to item 22, wherein the cycle implemented in the refrigeration metal hydride block is reverse, therefore, hydrogen is sorbed by metal hydrides at high pressure, and desorption is low, while the metal hydride of each section operates in its own temperature range at constant temperatures for all metal hydrides low pressure desorption and high pressure sorption of hydrogen. 28. Способ по п.22, отличающийся тем, что для получения высокого давления водорода для металлогидридного холодильника используется механический компрессор, например, с электрическим приводом или приводом от ветроустановки.28. The method according to p. 22, characterized in that to obtain a high pressure of hydrogen for a metal hydride refrigerator, a mechanical compressor is used, for example, with an electric drive or a drive from a wind turbine. 29. Способ по п.22, отличающийся тем, что обратимость (термодинамическая эффективность) холодильного цикла на базе нескольких и более металлогидридных секций обеспечивается в идеализированной постановке полной регенерацией аккумулированной теплоты металлогидридных секций при переходе от процесса десорбции к процессу сорбции за счет установки регенераторов теплоты с теплоаккумулирующей набивкой по линии теплоносителя со стороны охладителя и испарителя для каждого холодопроизводителя, а также высокоразвитой теплопередающей поверхностью для теплоносителя в металлогидридных секциях.29. The method according to item 22, wherein the reversibility (thermodynamic efficiency) of the refrigeration cycle based on several or more metal hydride sections is provided in an idealized setting by the complete regeneration of the accumulated heat of metal hydride sections during the transition from the desorption process to the sorption process by installing heat regenerators with heat-accumulating packing along the coolant line from the side of the cooler and evaporator for each refrigerating machine, as well as a highly developed heat transfer surface Tew for the coolant in the Metal sections. 30. Способ по п.22, отличающийся тем, что подача водорода высокого давления в холодопроизводитель через управляемые вентили происходит сразу в начале цикла, когда теплоноситель в контуре начал движение, и прекращение подачи водорода происходит с некоторым опережением до окончания первой половины цикла, а при переключении движения теплоносителя в обратном направлении водород при низком давлении из секций металлогидридного холодопроизводителя отводится в компрессионный блок и отсекается управляемым вентилем с некоторым опережением до окончания второй половины цикла, что обеспечивает безударный переход водорода при его реверсивном движении.30. The method according to item 22, wherein the supply of high pressure hydrogen to the refrigeration through controlled valves occurs immediately at the beginning of the cycle, when the coolant in the circuit began to move, and the supply of hydrogen ceases with some lead up to the end of the first half of the cycle, and when when the coolant moves in the opposite direction, hydrogen at low pressure from the sections of the metal hydride refrigerant is discharged into the compression unit and is cut off by a controlled valve with a certain lead up to about Onceanu second half of the cycle, which provides bumpless transition of hydrogen in its reciprocating motion. 31. Способ по п.22, отличающийся тем, что прямой обратимый термосорбционный цикл для сжатия водорода и обратный обратимый цикл для получения холода реализуются в устройстве, представляющем собой модуль, в котором имеются два металлогидридных генератора-сорбера и два металлогидридных холодопроизводителя со своими реверсивными контурами теплоносителей, работающих в противофазе, и при этом каждый металлогидридный генератор-сорбер связан с металлогидридным холодопроизводителем только одной водородной линией, а управление реверсивным перетеканием водорода между ними осуществляется только с помощью включения в одну или другую сторону теплоносителей в реверсивных циркуляционных контурах.31. The method according to item 22, wherein the direct reversible thermosorption cycle for compressing hydrogen and the reverse reversible cycle for producing cold are implemented in a device that is a module in which there are two metal hydride generators-sorbers and two metal hydride generators with their reverse circuits heat carriers operating in antiphase, and each metal hydride sorbing generator is associated with a metal hydride refrigeration producer with only one hydrogen line, and the control is reversed percolation hydrogen therebetween is performed only through the inclusion in one or the other side in the reversible coolant circulation circuits. 32. Способ преобразования энергии сжатого водорода в теплоту для обогрева жилых и производственных помещений, отличающийся тем, что повышение потенциала (температуры) теплоты окружающей среды до необходимого уровня осуществляется в обратном обратимом термосорбционном цикле с применением двух и более слоев металлогидридов с различными сорбционными характеристиками, заключенных в отдельные секции в одном металлогидридном теплопроизводителе, с осуществлением внутренней регенерации в цикле теплоты, аккумулированной металлогидридными слоями и массой конструкционного материала металлогидридного теплопроизводителя.32. A method of converting compressed hydrogen energy into heat for heating residential and industrial premises, characterized in that the potential (temperature) of the ambient heat up to the required level is increased in a reverse reversible thermosorption cycle using two or more layers of metal hydrides with different sorption characteristics, concluded into separate sections in one metal hydride heat producer, with the implementation of internal regeneration in the heat cycle accumulated by metal hydride layers and mass of structural material of a metal hydride heat producer. 33. Способ по п.32, отличающийся тем, что для получения наивысшей эффективности обратного термосорбционного цикла для получения теплоты для обогрева жилых и производственных помещений металлогидридные теплопроизводители блок-модуля теплового насоса, набранные из металлогидридных слоев (секций) с различными сорбционными свойствами, имеют тепловой контакт с теплообменной поверхностью реверсивного циркуляционного контура теплоносителя, включающего в себя металлогидридные теплопроизводители, по обе стороны которых имеются регенераторы теплоты с теплоаккумулирующей набивкой (теплые со стороны охладителя и холодные со стороны испарителя), охладитель, устройство для осуществления реверса теплоносителя (реверсивный насос как вариант) и испаритель.33. The method according to p. 32, characterized in that to obtain the highest efficiency of the reverse thermosorption cycle to obtain heat for heating residential and industrial premises, metal hydride heat producers of the heat pump block module, assembled from metal hydride layers (sections) with various sorption properties, have a thermal contact with the heat exchange surface of the reversible circulation medium, which includes metal hydride heat producers, on both sides of which there are regenerators heat with heat-accumulating packing (warm on the cooler side and cold on the evaporator side), a cooler, a device for reversing the coolant (reversible pump as an option) and an evaporator. 34. Способ по п.32, отличающийся тем, что для компрессионного металлогидридного блока, применяемого для металлогидридного теплового насоса, подвод и отвод холодного водорода низкого и высокого давления в металлогидридном теплопроизводителе осуществляется со стороны холодного конца (со стороны металлогидридной секции с наименее стабильным металлогидридом).34. The method according to p, characterized in that for the compression metal hydride block used for the metal hydride heat pump, the supply and removal of cold hydrogen of low and high pressure in the metal hydride heat producer is carried out from the cold end (from the metal hydride section with the least stable metal hydride) . 35. Способ по п.32, отличающийся тем, что металлогидридные теплопроизводители состоят из двух и более слоев (секций), которые заполнены порошкообразным металлогидридом с различными сорбционными свойствами, например, из ряда LaNi(5-y)Aly, где у может изменяться в пределах от 0 до 0,5, причем чем выше значение у, тем более стабильным будет его металлогидрид, обеспечивающими при равенстве температуры сорбции водорода в менее стабильном металлогидриде с температурой десорбции водорода более стабильного металлогидрида осуществлять процессы сорбции и десорбции водорода во всех секциях одновременно.35. The method according to p, characterized in that the metal hydride heat producers consist of two or more layers (sections) that are filled with powdered metal hydride with various sorption properties, for example, from the series L a N i (5-y) Al y , where γ can vary from 0 to 0.5, and the higher the value of γ, the more stable will be its metal hydride, which, if the temperature of hydrogen sorption in a less stable metal hydride is equal to the temperature of hydrogen desorption of a more stable metal hydride, can carry out sorption processes and hydrogen desorption in all sections simultaneously. 36. Способ по п.32, отличающийся тем, что секции расположены вдоль потока теплоносителя, а содержащийся в них металлогидрид меняет свои свойства от наименее стабильного со стороны испарителя к наиболее стабильному со стороны охладителя таким образом, что продвижением тепловой волны (градиента температур) в направлении охладителя в металлогидридном теплопроизводителе обеспечивается сорбция водорода при высоком давлении водорода во всех секциях одновременно, а при движении тепловой волны в обратном направлении (в сторону испарителя) обеспечивается десорбция водорода при низком давлении водорода также во всех секциях одновременно.36. The method according to p, characterized in that the sections are located along the coolant flow, and the metal hydride contained in them changes its properties from the least stable from the side of the evaporator to the most stable from the side of the cooler so that by advancing the heat wave (temperature gradient) in direction of the cooler in the metal hydride heat producer provides hydrogen sorption at a high hydrogen pressure in all sections simultaneously, and when the heat wave moves in the opposite direction (towards the evaporator), echivaetsya hydrogen desorption at low pressure of hydrogen and in all sections simultaneously. 37. Способ по п.32, отличающийся тем, что цикл, реализуемый в металлогидридном блоке теплового насоса, обратный, поэтому сорбция водорода металлогидридами осуществляется при высоком давлении, а десорбция при низком, а металлогидрид каждой секции работает в свом температурном диапазоне при постоянных для всех металлогидридов низком давлении десорбции и высоком давлении сорбции водорода.37. The method according to p, characterized in that the cycle implemented in the metal hydride block of the heat pump is reverse, therefore, hydrogen is sorbed by metal hydrides at high pressure, and desorption is low, and the metal hydride of each section operates in its own temperature range at constant for all metal hydrides low pressure desorption and high pressure sorption of hydrogen. 38. Способ по п.32, отличающийся тем, что обратимость (термодинамическая эффективность) теплового насосного цикла на базе нескольких и более металлогидридных секций обеспечивается в идеализированной постановке полной регенерацией аккумулированной теплоты металлогидридных секций при переходе от процесса десорбции к процессу сорбции за счет регенераторов теплоты с теплоаккумулирующей набивкой по линии теплоносителя со стороны охладителя и нагревателя для каждого металлогидридного теплопроизводителя, а также с помощью высокоразвитой теплопередающей поверхности для теплоносителя в металлогидридных секциях.38. The method according to p. 32, characterized in that the reversibility (thermodynamic efficiency) of the heat pump cycle based on several or more metal hydride sections is ensured in an idealized setting by complete regeneration of the accumulated heat of metal hydride sections during the transition from the desorption process to the sorption process due to heat regenerators with heat-accumulating packing along the coolant line from the side of the cooler and heater for each metal hydride heat producer, as well as using a highly developed eploperedayuschey surface of the coolant in the Metal sections. 39. Способ по п.32, отличающийся тем, что подача водорода высокого давления в металлогидридный теплопроизводитель через управляемые вентили происходит сразу в начале цикла, когда теплоноситель в контуре начал движение, а прекращение подачи водорода происходит с некоторым опережением до окончания первой половины цикла, а при переключении движения теплоносителя в обратном направлении водород при низком давлении десорбирует из секций металлогидридного теплопроизводителя и отводится в компрессионный блок и отсекается управляемым вентилем с некоторым опережением до окончания цикла, что обеспечивает безударный переход водорода при его реверсивном движении.39. The method according to p. 32, characterized in that the supply of high pressure hydrogen to the metal hydride heat producer through controlled valves occurs immediately at the beginning of the cycle, when the coolant in the circuit began to move, and the supply of hydrogen stops somewhat ahead of the end of the first half of the cycle, and when switching the coolant in the opposite direction, hydrogen at low pressure strips from sections of the metal hydride heat producer and is diverted to the compression unit and cut off by a controlled valve with some advance before the end of the cycle that hydrogen provides bumpless transition at its reciprocating motion. 40. Способ по п.32, отличающийся тем, что для получения высокого давления водорода для металлогидридного теплового насоса используется механический компрессор, например, с электрическим приводом или приводом от ветроустановки.40. The method according to p, characterized in that to obtain a high pressure of hydrogen for a metal hydride heat pump, a mechanical compressor is used, for example, with an electric drive or a drive from a wind turbine. 41. Способ по п.32, отличающийся тем, что прямой обратимый термосорбционный цикл для сжатия водорода и обратный обратимый цикл для получения теплоты реализуются в устройстве, представляющем собой модуль, в котором имеются два металлогидридных генератора-сорбера и два металлогидридных теплопроизводителя со своими реверсивными контурами теплоносителей, работающих в противофазе, и при этом каждый металлогидридный генератор-сорбер связан с металлогидридным теплопроизводителем только одной водородной линией, а управление реверсивным перетеканием водорода между ними осуществляется только с помощью включения в одну или другую сторону теплоносителей в реверсивных циркуляционных контурах. 41. The method according to p, characterized in that the direct reversible thermosorption cycle for compressing hydrogen and the reversible reversible cycle for generating heat are implemented in a device that is a module in which there are two metal hydride generators-sorbers and two metal hydride heat producers with their own reversing circuits heat carriers operating in antiphase, and each metal hydride sorbing generator is associated with a metal hydride heat producer with only one hydrogen line, and the control is reversed yōkan hydrogen therebetween is performed only through the inclusion in one or the other side in the reversible coolant circulation circuits.
RU2012124528/06A 2012-06-14 2012-06-14 Operation methods of hydrogen reversible thermochemical cycles and devices for their implementation based on metal hydride technologies RU2524159C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124528/06A RU2524159C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Operation methods of hydrogen reversible thermochemical cycles and devices for their implementation based on metal hydride technologies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012124528/06A RU2524159C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Operation methods of hydrogen reversible thermochemical cycles and devices for their implementation based on metal hydride technologies

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012124528A RU2012124528A (en) 2013-12-20
RU2524159C2 true RU2524159C2 (en) 2014-07-27

Family

ID=49784573

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012124528/06A RU2524159C2 (en) 2012-06-14 2012-06-14 Operation methods of hydrogen reversible thermochemical cycles and devices for their implementation based on metal hydride technologies

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2524159C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU706663A1 (en) * 1976-01-12 1979-12-30 Институт Проблем Машиностроения Ан Украинской Сср Thermal sorbtion compressor
GB2148478A (en) * 1983-10-24 1985-05-30 Mannesmann Ag Hydrogen storage
US6128904A (en) * 1995-12-18 2000-10-10 Rosso, Jr.; Matthew J. Hydride-thermoelectric pneumatic actuation system
JP2001248795A (en) * 2000-03-07 2001-09-14 Toyota Autom Loom Works Ltd Hydrogen absorbing alloy tank
RU2004132151A (en) * 2004-11-04 2006-04-10 Владимир Васильевич Баранов (RU) POWER INSTALLATION (OPTIONS)

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU706663A1 (en) * 1976-01-12 1979-12-30 Институт Проблем Машиностроения Ан Украинской Сср Thermal sorbtion compressor
GB2148478A (en) * 1983-10-24 1985-05-30 Mannesmann Ag Hydrogen storage
US6128904A (en) * 1995-12-18 2000-10-10 Rosso, Jr.; Matthew J. Hydride-thermoelectric pneumatic actuation system
JP2001248795A (en) * 2000-03-07 2001-09-14 Toyota Autom Loom Works Ltd Hydrogen absorbing alloy tank
RU2004132151A (en) * 2004-11-04 2006-04-10 Владимир Васильевич Баранов (RU) POWER INSTALLATION (OPTIONS)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012124528A (en) 2013-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Sarbu et al. General review of solar-powered closed sorption refrigeration systems
CN110578567B (en) Compressed air constant-pressure energy storage power generation system utilizing working medium phase change
Wang et al. Solar driven air conditioning and refrigeration systems corresponding to various heating source temperatures
Xia et al. A review of low-temperature heat recovery technologies for industry processes
CN100425925C (en) Electricity generating, air conditioning and heating apparatus utilizing natural medium and solar energy or waste heat
Vasiliev et al. Solar-gas solid sorption refrigerator
CN112554984B (en) Constant-pressure water-pumping compressed air energy storage system with heat storage function and operation method
CN112880451A (en) CO based on supplemental external energy2Gas-liquid phase change energy storage device and method
Kim et al. Compressor-driven metal-hydride heat pumps
CN102758690A (en) Efficient high-pressure liquid air energy storage/release system
MX2013002944A (en) A system and method for storing energy and purifying fluid.
CN102758748A (en) High-pressure liquid air energy storage/release system
CN108731303B (en) Heat-pump-type replaces energy storage for power supply method and device
CN113339090A (en) Brayton-organic Rankine cycle type energy storage and power supply method and device
Qiang et al. Exergy analysis of liquefied natural gas cold energy recovering cycles
Jiang et al. Investigation on an innovative cascading cycle for power and refrigeration cogeneration
CN114592932A (en) Cold, heat and electricity cogeneration compressed air energy storage system and control method thereof
CN211116438U (en) Power generation and refrigeration combined cycle system based on ocean temperature difference energy
Vasiliev et al. A solar and electrical solid sorption refrigerator
Critoph Towards a one tonne per day solar ice maker
RU2524159C2 (en) Operation methods of hydrogen reversible thermochemical cycles and devices for their implementation based on metal hydride technologies
CN210977771U (en) Cold and electricity cogeneration circulation system based on ocean thermal energy
Critoph et al. Solar energy for cooling and refrigeration
CN110805536A (en) Cold and electricity cogeneration circulation system based on ocean thermal energy
CN109973152B (en) Piston hydrogen energy work system

Legal Events

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

Effective date: 20150615