RU2587737C1 - Method of increasing thermal potential of heat source - Google Patents

Method of increasing thermal potential of heat source Download PDF

Info

Publication number
RU2587737C1
RU2587737C1 RU2015110767/06A RU2015110767A RU2587737C1 RU 2587737 C1 RU2587737 C1 RU 2587737C1 RU 2015110767/06 A RU2015110767/06 A RU 2015110767/06A RU 2015110767 A RU2015110767 A RU 2015110767A RU 2587737 C1 RU2587737 C1 RU 2587737C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
temperature
heat
adsorbent
potential
refrigerant
Prior art date
Application number
RU2015110767/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Иванович Аристов
Михаил Михайлович Токарев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения 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 катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук
Priority to RU2015110767/06A priority Critical patent/RU2587737C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2587737C1 publication Critical patent/RU2587737C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/04Heat pumps of the sorption type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/08Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type the absorbent or adsorbent being a solid, e.g. salt
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: energy.
SUBSTANCE: invention is aimed at energy saving by rational use of renewable sources of heat and natural temperature drop in environment. Disclosed is a method of producing heat energy in a closed adsorptive cycle enhancement of temperature potential, consisting of consecutive steps of adsorption of cooling agent on adsorber, removal of cooling agent with adsorbent (regeneration), evaporation and condensation of cooling agent, adsorbent regeneration is performed by heating from renewable source of low-potential heat, and condenser is cooled to low temperature by using only natural temperature drop in environment.
EFFECT: invention increases temperature potential of heat source only due to use of natural temperature difference in environment.
3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области энергетики и направлено на энергосбережение путем рационального использования возобновляемых источников тепла и естественного перепада температуры в окружающей среде.The invention relates to the field of energy and is aimed at energy saving through the rational use of renewable heat sources and the natural temperature difference in the environment.

В настоящее время основу энергетики составляют невозобновляемые источники энергии. В связи с исчерпанием ресурсов ископаемых топлив актуальна проблема рационального использования альтернативных источников энергии, тепла промышленных выбросов, стоков и другого бросового тепла. Основной проблемой использования таких источников является их относительно низкий температурный потенциал, который недостаточен для того, чтобы выбрасываемое в окружающую среду тепло могло быть применено с пользой, например для отопления или подогрева воды. Указанную проблему решают путем повышения температурного потенциала используемого источника теплоты в термотрансформаторах. Типичным примером такого термотрансформатора служит сплит-система кондиционирования воздуха (Ананьев В.А. и др. Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика. 2001, 416 с.), работающая в режиме отопления (нагрева). В качестве источника теплоты данная система использует тепло окружающей среды с невысоким температурным потенциалом, вырабатывает тепло с температурным потенциалом, достаточным для подогрева воздуха в помещении, и для приведения системы в действие использует электрическую энергию.Currently, the basis of energy is non-renewable energy sources. In connection with the exhaustion of fossil fuel resources, the problem of the rational use of alternative energy sources, industrial heat, waste water and other waste heat is an urgent problem. The main problem of using such sources is their relatively low temperature potential, which is insufficient for the heat released into the environment to be used with benefit, for example, for heating or heating water. This problem is solved by increasing the temperature potential of the used heat source in thermotransformers. A typical example of such a thermotransformer is a split air conditioning system (Ananyev V.A. et al. Ventilation and air conditioning systems. Theory and practice. 2001, 416 p.), Operating in heating (heating) mode. As a heat source, this system uses ambient heat with a low temperature potential, generates heat with a temperature potential sufficient to heat the air in the room, and uses electric energy to drive the system.

Аналогом сплит-системы кондиционирования, функционирующей в режиме нагрева, является полезная модель (РФ 77030, F25B 30/02, 10.10.2008), предназначенная для отопления помещений за счет тепла сточных вод. Отличительной чертой указанной полезной модели является использование компрессора.An analogue of a split air conditioning system operating in heating mode is a utility model (RF 77030, F25B 30/02, 10/10/2008), designed for heating rooms using wastewater heat. A distinctive feature of this utility model is the use of a compressor.

В патентах (РФ 2256126, F24D 3/02, 10.07.2005) и (US 8418466 F01K 7/32, 16.04.2013) предложен способ повышения температурного потенциала источника тепла за счет использования вихревой трубы. Этот способ также требует использования механической энергии компрессора.In the patents (RF 2256126, F24D 3/02, 07/10/2005) and (US 8418466 F01K 7/32, 04/16/2013) a method for increasing the temperature potential of a heat source through the use of a vortex tube is proposed. This method also requires the use of mechanical compressor energy.

Другим примером термотрансформатора для преобразования низкопотенциальной теплоты в тепло с повышенным температурным потенциалом могут служить абсорбционные и адсорбционные тепловые насосы. Это достигается за счет проведения замкнутого цикла адсорбции-десорбции хладагента, сопровождающегося поглощением теплоты в испарителе, который поддерживают при температуре окружающей среды, и ее выделением в конденсаторе и адсорбере при более высокой температуре, достаточной для нужд потребителя. Приведение цикла в действие осуществляют путем регенерации абсорбента (адсорбента) при повышенной температуре за счет использования другого источника теплоты, обычно 80-350°C (ссылка).Another example of a thermal transformer for converting low-grade heat to heat with an increased temperature potential is absorption and adsorption heat pumps. This is achieved by conducting a closed cycle of adsorption-desorption of the refrigerant, accompanied by absorption of heat in the evaporator, which is maintained at ambient temperature, and its release in the condenser and adsorber at a higher temperature, sufficient for the needs of the consumer. The activation of the cycle is carried out by regeneration of the absorbent (adsorbent) at elevated temperature by using another source of heat, usually 80-350 ° C (link).

Так, в патенте (РФ 2358209, F24J 3/08, 10.06.2009) предложен способ использования тепла геотермальных вод для нужд отопления с использованием теплового насоса. Способ отличается тем, что использует источник тепла с температурой Т>80°C, а потребителю поступает вода с температурой 55-65°C.So, in the patent (RF 2358209, F24J 3/08, 06/10/2009) a method for using the heat of geothermal water for heating purposes using a heat pump is proposed. The method is characterized in that it uses a heat source with a temperature of T> 80 ° C, and the consumer receives water with a temperature of 55-65 ° C.

В патенте (СА 2674245, C01B 3/06, 01.02.2010) предложен способ использования химического теплового насоса для повышения температурного потенциала источника тепла. Способ отличается тем, что низкопотенциальное тепло поглощается в процессе разложения аммиачного комплекса марганца, тепло с повышенным температурным потенциалом выделяется при образовании аммиачных комплексов сульфата марганца и хлорида никеля, а цикл приводится в действие за счет разложения аммиачного комплекса хлорида никеля. Последний процесс происходит при более высокой температуре по сравнению с температурой, при которой полезное тепло отдается потребителю. The patent (CA 2674245, C01B 3/06, 02/01/2010) proposes a method for using a chemical heat pump to increase the temperature potential of a heat source. The method is characterized in that low-grade heat is absorbed during decomposition of the ammonium complex of manganese, heat with an increased temperature potential is released during the formation of ammonia complexes of manganese sulfate and nickel chloride, and the cycle is activated by decomposition of the ammonia complex of nickel chloride. The latter process occurs at a higher temperature compared to the temperature at which useful heat is given to the consumer.

Прототипом данного изобретения является адсорбционный тепловой насос (US 7497089, B01J 29/06, 03.03.2009), содержащий адсорбат (хладагент), испаритель, конденсатор и адсорбционно-десорбционную часть с адсорбентом. В этом прототипе в качестве адсорбата (халадгента) используют пары воды, а в качестве адсорбента - алюмофосфат SAPO-34. Принцип действия рассматриваемого прототипа состоит в том, что адсорбент, находящийся при температуре 40-45°C, поглощает пары воды и при этом происходит выделение теплоты. Испарение воды происходит в испарителе при температуре 5-10°C. Таким образом происходит трансформация теплоты с низким температурным потенциалом в тепло с более высоким температурным потенциалом. Для регенерации адсорбента в рассматриваемом прототипе его нагревают до высокой температуры, наиболее предпочтительно до 60-95°С.The prototype of this invention is an adsorption heat pump (US 7497089, B01J 29/06, 03.03.2009) containing an adsorbate (refrigerant), an evaporator, a condenser and an adsorption-desorption part with an adsorbent. In this prototype, water vapor is used as an adsorbate (chaladgent), and SAPO-34 aluminophosphate as an adsorbent. The principle of operation of the prototype under consideration is that the adsorbent, which is at a temperature of 40-45 ° C, absorbs water vapor and the heat is released. Evaporation of water occurs in the evaporator at a temperature of 5-10 ° C. Thus, the transformation of heat with a low temperature potential into heat with a higher temperature potential occurs. To regenerate the adsorbent in the prototype under consideration, it is heated to a high temperature, most preferably to 60-95 ° C.

Приведенные примеры способов повышения температурного потенциала обладают общей особенностью, заключающейся в том, что они используют внешний источник энергии, либо электрической, либо механической, либо тепловой, с потенциалом, превышающим температурный потенциал получаемого полезного тепла. Таким образом, приведенные способы действительно приводят к повышению температурного потенциала «бросовой» теплоты, к повышению ее качества. Однако все приведенные способы используют для этого источники энергии с еще более высоким качеством, чем позволяют получить и передать потребителю.The above examples of methods for increasing the temperature potential have a common feature that they use an external source of energy, either electrical, mechanical or thermal, with a potential exceeding the temperature potential of the received useful heat. Thus, the above methods really lead to an increase in the temperature potential of "waste" heat, to an increase in its quality. However, all of the above methods use energy sources with an even higher quality than can be obtained and transmitted to the consumer.

Изобретение решает задачу повышения температурного потенциала источника тепла за счет использования естественной разницы температур в окружающей среде и без использования электрической, механической энергии и/или источника тепла с более высоким температурным потенциалом.The invention solves the problem of increasing the temperature potential of a heat source by using the natural temperature difference in the environment and without using electrical, mechanical energy and / or a heat source with a higher temperature potential.

Предложен способ повышения температурного потенциала источника тепла в замкнутом адсорбционном цикле повышения температурного потенциала, состоящего из последовательных стадий адсорбции хладагента на адсорбенте, удаления хладагента с адсорбента - регенерации, испарения и конденсации хладагента, в котором регенерацию адсорбента осуществляют путем его нагрева от возобновляемого источника низкопотенциального тепла, а конденсатор при этом охлаждают до низкой температуры, используя исключительно естественный перепад температур в окружающей среде, при этом в качестве адсорбента используют активированный уголь, природный или синтетический цеолит, цеолитоподобный материал или композитный адсорбент, в качестве хладагента - адсорбтива используют спирты или аммиак.A method for increasing the temperature potential of a heat source in a closed adsorption cycle of increasing the temperature potential, consisting of successive stages of refrigerant adsorption on an adsorbent, removal of refrigerant from an adsorbent — regeneration, evaporation and condensation of a refrigerant in which the adsorbent is regenerated by heating it from a renewable source of low-grade heat, is proposed. while the condenser is cooled to a low temperature using an exclusively natural temperature difference in the environment In this case, activated carbon, natural or synthetic zeolite, zeolite-like material or composite adsorbent are used as adsorbent, alcohols or ammonia are used as a refrigerant adsorbent.

В качестве возобновляемого источника тепла используют геотермальные воды, воду незамерзающих водоемов, промышленные и бытовые стоки и иные источники тепла с температурой Тист=0-35°С, преимущественно, 4-20°С.As a renewable heat source, geothermal water, non-freezing water, industrial and domestic wastewater and other heat sources with a temperature of T East = 0-35 ° C, mainly 4-20 ° C are used.

Температура окружающей среды составляет (-50)-(-5)°С, преимущественно (-25)-(-15)°С.The ambient temperature is (-50) - (- 5) ° С, mainly (-25) - (- 15) ° С.

Способ позволяет достигать повышение температурного потенциала источника низкопотенциального тепла на 5-20°C, а при каскадной реализации - на 40°C и выше.The method allows to achieve an increase in the temperature potential of a source of low potential heat by 5-20 ° C, and with cascade implementation - by 40 ° C and above.

Для решения задачи предложен замкнутый адсорбционный цикл повышения температурного потенциала, в котором стадию регенерации осуществляют за счет естественной разницы температур в окружающей среде. Адсорбционный цикл (Фиг. 1) состоит из двух изостер (1-2 и 3-4) и двух изотерм (2-3 и 4-1). Температурные параметры цикла заданы тремя температурами: окружающей среды Токр, источника теплоты Тист и целевой температуры Тц, где Токристц. Адсорбционный термопреобразователь (Фиг. 2) состоит из адсорбера (1), содержащего адсорбент (2), и емкости (5) с хладагентом (4), выполняющей роль испарителя и конденсатора. Адсорбер и емкость герметичны и соединены при помощи вакуумного крана (3). Исходно адсорбент находится в регенерированном состоянии (изостера w1 соответствует низкому содержанию адсорбата) при температуре источника Тист (точка 1 Фиг. 1), емкость с хладагентом поддерживают при той же температуре. Кран, соединяющий емкость с адсорбентом и емкость с хладагентом, открывают. Происходит испарение хладагента в емкости и адсорбция его паров на адсорбенте. Это вызывает разогрев адсорбента и выделение тепла происходит при целевой температуре Тц, превышающей температуру источника Тцист (точка 2 Фиг. 1). Полученное полезное тепло используют для нужд нагрева. После достижения содержания адсорбата w2 (точка 3 Фиг. 1) кран перекрывают. Для регенерации адсорбента его поддерживают при температуре источника тепла Тист (точка 4 Фиг. 1). Емкость с хладагентом охлаждают до температуры окружающей среды Токр и давление паров хладагента в емкости становится меньше, чем равновесное давление паров над адсорбентом. Кран между емкостью с хладагентом и адсорбентом открывают, что приводит к регенерации адсорбента. По окончании процесса регенерации кран закрывают, а емкость с хладагентом нагревают до температуры источника тепла. Таким образом, адсорбент возвращается в исходное состояние (точка 1 Фиг. 1) и адсорбционный цикл замыкается.To solve the problem, a closed adsorption cycle of increasing the temperature potential is proposed, in which the regeneration stage is carried out due to the natural temperature difference in the environment. The adsorption cycle (Fig. 1) consists of two isosteres (1-2 and 3-4) and two isotherms (2-3 and 4-1). The temperature parameters of the cycle are set by three temperatures: ambient T okr , heat source T East and target temperature T c , where T okr <T East <T c . The adsorption thermal converter (Fig. 2) consists of an adsorber (1) containing an adsorbent (2), and a tank (5) with refrigerant (4), which acts as an evaporator and condenser. The adsorber and container are sealed and connected using a vacuum valve (3). Initially, the adsorbent is in a regenerated state (the isostere w1 corresponds to a low adsorbate content) at the source temperature T East (point 1 of Fig. 1), the container with the refrigerant is maintained at the same temperature. The valve connecting the container with the adsorbent and the container with the refrigerant is opened. The refrigerant evaporates in the tank and its vapor is adsorbed on the adsorbent. This causes heating of the adsorbent, and heat release occurs when the target temperature T c greater than T u source> T ist temperature (point 2 of FIG. 1). The resulting useful heat is used for heating needs. After reaching the adsorbate content w2 (point 3 of Fig. 1), the valve is closed. To regenerate the adsorbent, it is maintained at the temperature of the heat source T East (point 4 of Fig. 1). The refrigerant tank is cooled to ambient temperature T okr and the vapor pressure of the refrigerant in the tank becomes less than the equilibrium vapor pressure above the adsorbent. The tap between the tank with the refrigerant and the adsorbent is opened, which leads to regeneration of the adsorbent. At the end of the regeneration process, the valve is closed, and the tank with the refrigerant is heated to the temperature of the heat source. Thus, the adsorbent returns to its original state (point 1 of Fig. 1) and the adsorption cycle closes.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами и иллюстрациями.The invention is illustrated by the following examples and illustrations.

На Фиг. 1 представлен адсорбционный цикл повышения температурного потенциала. На Фиг. 2 изображено устройство адсорбционного преобразователя тепла.In FIG. 1 shows the adsorption cycle of increasing the temperature potential. In FIG. 2 shows a device for an adsorption heat converter.

Пример 1Example 1

Композитный сорбент метанола (Пат. РФ 2294796) в количестве 1 кг, насыщенный парами метанола, помещают в емкость и нагревают до температуры 20°C, емкость с жидким метанолом охлаждают до температуры -20°C. После достижения указанных температур емкости с адсорбентом и метанолом соединяют, открывая запорный кран, происходит регенерация адсорбента. По окончании регенерации кран закрывают, емкость с метанолом нагревают до температуры 20°C. После достижения емкостями постоянной температуры кран открывают и начинают адсорбцию. Разогрев адсорбента составляет 35°C, тепловыделение составляет 407 кДж. Процесс регенерация-сорбция циклически и воспроизводимо повторяют, разогрев составляет 35±2°C, тепловыделение составляет 400±20 кДж.A composite methanol sorbent (US Pat. RF 2294796) in an amount of 1 kg, saturated with methanol vapor, is placed in a container and heated to a temperature of 20 ° C, a container with liquid methanol is cooled to a temperature of -20 ° C. After reaching the indicated temperatures, the containers with adsorbent and methanol are connected, opening the shut-off valve, the adsorbent is regenerated. At the end of the regeneration, the valve is closed, the methanol tank is heated to a temperature of 20 ° C. After the containers reach a constant temperature, the tap is opened and adsorption begins. The adsorbent heating is 35 ° C, the heat release is 407 kJ. The regeneration-sorption process is cyclically and reproducibly repeated, the heating is 35 ± 2 ° C, the heat release is 400 ± 20 kJ.

Пример 2Example 2

Аналогично примеру 1 емкость с жидким метанолом охлаждают до температуры -25°C. Разогрев составляет 38±2°C, тепловыделение составляет 420±20 кДж.Analogously to example 1, a container with liquid methanol is cooled to a temperature of -25 ° C. The heating is 38 ± 2 ° C, the heat is 420 ± 20 kJ.

Пример 3Example 3

Аналогично примеру 1. Емкость с метанолом на стадии регенерации охлаждают до -50°C, адсорбент поддерживают при температуре 4°C. На стадии адсорбции емкость с метанолом нагревают до температуры 4°C. Разогрев составляет 25°C, тепловыделение составляет 350±20 кДж.Analogously to example 1. The methanol tank in the regeneration stage is cooled to -50 ° C, the adsorbent is maintained at a temperature of 4 ° C. In the adsorption step, the methanol tank is heated to a temperature of 4 ° C. Warming up is 25 ° C, heat dissipation is 350 ± 20 kJ.

Пример 4Example 4

Аналогично примеру 1, в качестве адсорбента используют мезопористый силикагель, содержащий в порах смесь хлорида кальция и бромида кальция, а емкость с жидким метанолом охлаждают до температуры -15°C. Разогрев составляет 33±2°C, тепловыделение составляет 300±20 кДж.Analogously to example 1, mesoporous silica gel containing a mixture of calcium chloride and calcium bromide in the pores is used as an adsorbent, and the container with liquid methanol is cooled to a temperature of -15 ° C. The heating is 33 ± 2 ° C, the heat release is 300 ± 20 kJ.

Пример 5Example 5

Аналогично примеру 1. В качестве адсорбента используют активированный уголь. Разогрев составляет 24°C, тепловыделение составляет 150±20 кДж.Analogously to example 1. Activated carbon is used as an adsorbent. Warming up is 24 ° C, heat dissipation is 150 ± 20 kJ.

Пример 6Example 6

Аналогично примеру 2. В качестве адсорбента используют цеолит. Разогрев составляет 27±2°C, тепловыделение составляет 210±30 кДж.Analogously to example 2. Zeolite is used as an adsorbent. The heating is 27 ± 2 ° C, the heat release is 210 ± 30 kJ.

Пример 7Example 7

Аналогично примеру 6. В качестве адсорбента используют синтетический цеолитоподобный материал. Разогрев составляет 28±2°C, тепловыделение составляет 230±20 кДж.Analogously to example 6. Synthetic zeolite-like material is used as an adsorbent. Warming up is 28 ± 2 ° C, heat dissipation is 230 ± 20 kJ.

Пример 8Example 8

Аналогично примеру 5. В качестве хладагента использовали аммиак. Разогрев составлял 30±2°C, тепловыделение составляло 260±30 кДж.Analogously to example 5. Ammonia was used as a refrigerant. The heating was 30 ± 2 ° C, the heat release was 260 ± 30 kJ.

Пример 9Example 9

Аналогично примеру 1. Выделяющееся в циклах тепло используют для нагрева копии устройства, аналогичного примеру 1, до исходной температуры 35°C после регенерации в условиях по примеру 1. При адсорбции разогрев адсорбента во втором устройстве составляет 60°C, тепловыделение составляет 300 кДж.Analogously to example 1. The heat generated in the cycles is used to heat a copy of the device similar to example 1 to the initial temperature of 35 ° C after regeneration under the conditions of example 1. During adsorption, the adsorbent is heated in the second device at 60 ° C, the heat release is 300 kJ.

Приведенные примеры показывают, что с использованием замкнутого адсорбционного цикла повышения температурного потенциала и использованием естественного перепада температур окружающей среды решается задача повышения температурного потенциала источника тепловой энергии без использования электрической, или механической энергии, или тепловой энергии с более высоким температурным потенциалом, чем целевая температура.The above examples show that using a closed adsorption cycle to increase the temperature potential and using the natural temperature difference in the environment, the problem of increasing the temperature potential of a heat source without using electric, or mechanical energy, or thermal energy with a higher temperature potential than the target temperature is solved.

Техническим результатом изобретения является получение полезной теплоты с температурным потенциалом выше, чем температурный потенциал бросового тепла, используемого для приведения устройства в действие.The technical result of the invention is to obtain useful heat with a temperature potential higher than the temperature potential of the waste heat used to drive the device.

Способ позволяет достигать повышение температурного потенциала источника низкопотенциального тепла на 5-20°C, а при каскадной реализации - на 40°C и выше.The method allows to achieve an increase in the temperature potential of a source of low potential heat by 5-20 ° C, and with cascade implementation - by 40 ° C and above.

Claims (3)

1. Способ повышения температурного потенциала источника тепла в замкнутом адсорбционном цикле повышения температурного потенциала, состоящий из последовательных стадий адсорбции хладагента на адсорбенте, удаления хладагента с адсорбента - регенерации, испарения и конденсации хладагента, отличающийся тем, что регенерацию адсорбента осуществляют путем его нагрева от возобновляемого источника низкопотенциального тепла, а конденсатор при этом охлаждают до низкой температуры, используя исключительно естественный перепад температур в окружающей среде, при этом в качестве адсорбента используют активированный уголь, природный или синтетический цеолит, цеолитоподобный материал или композитный адсорбент, в качестве хладагента - адсорбтива используют спирты или аммиак.1. A method of increasing the temperature potential of a heat source in a closed adsorption cycle of increasing the temperature potential, consisting of successive stages of refrigerant adsorption on an adsorbent, removal of refrigerant from an adsorbent — regeneration, evaporation and condensation of a refrigerant, characterized in that the adsorbent is regenerated by heating it from a renewable source low-grade heat, while the condenser is cooled to a low temperature using an exclusively natural temperature difference of environment, while activated carbon, natural or synthetic zeolite, zeolite-like material or composite adsorbent are used as adsorbent, alcohols or ammonia are used as a refrigerant adsorbent. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве возобновляемого источника тепла используют геотермальные воды, воду незамерзающих водоемов, промышленные и бытовые стоки и иные источники тепла с температурой Тист=0-35°С, преимущественно 4-20°С.2. The method according to p. 1, characterized in that as a renewable source of heat use geothermal water, non-freezing water, industrial and domestic wastewater and other heat sources with a temperature of T East = 0-35 ° C, mainly 4-20 ° C . 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что температура окружающей среды составляет (-50)-(-5)°С, преимущественно (-25)-(-15)°С. 3. The method according to p. 1, characterized in that the ambient temperature is (-50) - (- 5) ° C, mainly (-25) - (- 15) ° C.
RU2015110767/06A 2015-03-25 2015-03-25 Method of increasing thermal potential of heat source RU2587737C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110767/06A RU2587737C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Method of increasing thermal potential of heat source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015110767/06A RU2587737C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Method of increasing thermal potential of heat source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2587737C1 true RU2587737C1 (en) 2016-06-20

Family

ID=56132340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015110767/06A RU2587737C1 (en) 2015-03-25 2015-03-25 Method of increasing thermal potential of heat source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2587737C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19818807A1 (en) * 1998-04-27 1999-10-28 Behr Gmbh & Co Sorption device for air conditioning of vehicle interior
RU2294796C2 (en) * 2005-03-28 2007-03-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Methanol vapor sorbent and a method to produce cold by means of adsorption-cooling apparatus
AT504653A4 (en) * 2007-03-12 2008-07-15 Vaillant Austria Gmbh Adsorption heat pump operating method, involves directly connecting adsorber and/or desorber with evaporator and/or condenser together, and disconnecting heat pump according to termination of adsorption
US7497089B2 (en) * 2001-02-21 2009-03-03 Mitsubishi Chemical Corporation Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19818807A1 (en) * 1998-04-27 1999-10-28 Behr Gmbh & Co Sorption device for air conditioning of vehicle interior
US7497089B2 (en) * 2001-02-21 2009-03-03 Mitsubishi Chemical Corporation Adsorption heat pump and use of adsorbent as adsorbent for adsorption heat pump
RU2294796C2 (en) * 2005-03-28 2007-03-10 Институт Катализа Им. Г.К. Борескова Сибирского Отделения Российской Академии Наук Methanol vapor sorbent and a method to produce cold by means of adsorption-cooling apparatus
AT504653A4 (en) * 2007-03-12 2008-07-15 Vaillant Austria Gmbh Adsorption heat pump operating method, involves directly connecting adsorber and/or desorber with evaporator and/or condenser together, and disconnecting heat pump according to termination of adsorption

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ehrenmann et al. Water adsorption characteristics of MIL‐101 for heat‐transformation applications of MOFs
US9097445B2 (en) System using unutilized heat for cooling and/or power generation
Wang et al. Adsorption refrigeration
EP2553357B1 (en) Systems and methods for generating power and chilling using unutilized heat
JP5772172B2 (en) Heat recovery utilization system and heat recovery utilization method
Sur et al. Review on solar adsorption refrigeration cycle
Wang et al. Performance simulation of multi-bed silica gel-water adsorption chillers
RU2587737C1 (en) Method of increasing thermal potential of heat source
Gado et al. Parametric study of an adsorption refrigeration system using different working pairs
JP2009174783A (en) Adsorption type heat pump system using low temperature waste heat
CN102679616B (en) Double-stage adsorption refrigerating recycling system
JP6044236B2 (en) Water heater
CN109631413A (en) A kind of absorption/compression mixture circulatory system adsorbing cooling air-breathing
CN211120103U (en) Heat recovery&#39;s ice making system
RU2626525C1 (en) Device for realisation of adsorption cycle for increasing temperature potential of heat source
Kühn et al. Comparison of ab-and adsorbents for low temperature heat driven sorption cooling machines
CN205481916U (en) Solar energy adsorbs formula refrigerating system
US20230332033A1 (en) Composite material for thermochemical energy storage and method of making same
Aristov New composite adsorbents for conversion and storage of low temperature heat: activity in the Boreskov Institute of Catalysis
Ali et al. Simulation model for silica gel-water adsorption cooling system powered by renewable energy
He et al. Study and theoretical calculation on new type of adsorption chiller
CN110779236A (en) Heat recovery&#39;s ice making system
Asfahan et al. Performance Evaluation of Phenol-Resin-Based Adsorbents for Heat Transformation Applications. Materials 2023, 16, 5262
Habash et al. Isotherm relations and COP analysis on silica gel RD with two different adsorptive; acetone and ethanol.
KR101283489B1 (en) 1-stage compressing-absorbing type heat pump and 2-stage compressing-absorbing type heat pump

Legal Events

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

Effective date: 20200326