RU2659114C2 - Способ работы теплового насоса - Google Patents
Способ работы теплового насоса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659114C2 RU2659114C2 RU2016131790A RU2016131790A RU2659114C2 RU 2659114 C2 RU2659114 C2 RU 2659114C2 RU 2016131790 A RU2016131790 A RU 2016131790A RU 2016131790 A RU2016131790 A RU 2016131790A RU 2659114 C2 RU2659114 C2 RU 2659114C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- temperature
- compressor
- ammonia
- circulating water
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в воздухоразделительных установках. Способ работы теплового насоса включает сжатие в компрессоре нагретой при охлаждении воздуха воды и нагрев до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха. Нагрев регенерирующего газа до требуемых значений температуры осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения хладагента-аммиака от температуры сжатия на выходе из аммиачного компрессора до температуры конденсации. Конденсация хладагента осуществляется за счет нагрева одной части потока оборотной воды, охлаждающей воздух после воздушного компрессора, в результате чего оборотная вода нагревается от 313 до 371 K, после смешения основной части потока оборотной воды с температурой 313 K, отбираемой после охлаждения воздушного компрессора, с потоком оборотной воды, нагретой до 371 K. Техническим результатом является повышение эффективности использования низкопотенциальной теплоты оборотной воды и уменьшение работы сжатия аммиачного компрессора.
Description
Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано при разработке блоков комплексной очистки воздуха, применяемых в воздухоразделительных установках.
Известен источник информации: статья «Возможность использования теплового насоса в воздухоразделительных установках для нагрева регенерирующего газа» (журнал «Химическое и нефтегазовое машиностроение», 2011, №12, стр. 19-22), принят за прототип, из которого известен способ работы теплового насоса, в котором используется низкопотенциальная теплота воды, нагреваемая в процессе охлаждения воздуха после его сжатия в компрессоре воздухоразделительной установки, которая затем переводится на более высокий температурный уровень в тепловом насосе путем нагрева до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха.
В данном способе работы теплового насоса нагрев регенерирующего газа осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения несколько выше состояния насыщения аммиака, предварительно сжатого до необходимого давления в компрессоре. Далее в конденсаторе происходит частичное ожижение аммиака, после которого в первом отделителе жидкости поток аммиака разделяется на жидкость и пар. Жидкость далее дросселируется до давления и температуры в испарителе, а пар поступает в детандер, где расширяется до давления и температуры в испарителе с образованием парожидкостной смеси. Во втором отделителе жидкости парожидкостная смесь аммиака разделяется на жидкость и пар. Жидкость после второго отделителя смешивается с потоком аммиака после дросселя и поступает в испаритель, а пар смешивается с потоком аммиака после испарителя. В испарителе за счет низкопотенциальной теплоты оборотной воды с температурой 313 К происходит полное испарение аммиака при температуре 303 К и давлении 1,133 МПа, после чего поток аммиака поступает на всасывание в компрессор.
Такой способ работы теплового насоса имеет ряд недостатков: низкая надежность схемы из-за использования сложного детандерного агрегата с движущимися частями, работающего в парожидкостной области аммиака; недостаточно полное использование низкопотенциальной теплоты оборотной воды, что вынуждает вести процесс при более низком давлении всасывания аммиака в компрессоре (но сохраняя тем же самым выходное давление нагнетания), и соответственно, при более высоком значении работы сжатия в компрессоре, необходимость применения в схеме двух отделителей жидкости из-за частичной конденсации аммиака (примерно на половину) в конденсаторе и детандере.
Цель изобретения - упрощение способа работы теплового насоса, повышение эффективности использования низкопотенциальной теплоты оборотной воды, уменьшение работы сжатия аммиачного компрессора.
Технический результат изобретения - повышение надежности теплового насоса.
Технический результат достигается тем, что способ работы теплового насоса, использующего низкопотенциальную теплоту воды, которая нагревается в процессе охлаждения воздуха после его сжатия в компрессоре и переводится на более высокий температурный уровень в тепловом насосе путем нагрева до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха, нагрев регенерирующего газа до требуемых значений температуры осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения хладагента-аммиака от температуры сжатия до температуры конденсации, конденсация хладагента осуществляется за счет нагрева одной части потока воды, охлаждающей воздух после компрессора, в результате чего вода нагревается от 313 К до 371 К, после смешения основной части исходного потока воды с температурой 313 К с потоком воды, нагретым до 371 К, средняя температура потока воды, поступающего в испаритель становится равной 319 К, повышая температуру кипения аммиака до 309 К, при этом давление паров составляет 1,383 МПа.
Предлагается способ работы теплового насоса на основе парокомпрессионного цикла аммиака, в котором эффективнее используется низкопотенциальная теплота оборотной воды.
Функционирование такого теплового насоса осуществляется следующим образом.
После сжатия в компрессоре аммиак поступает в предконденсатор, где охлаждаясь до линии насыщения, нагревает до требуемой температуры регенерирующий газ, идущий далее в блок комплексной очистки воздуха. Из предконденсатора аммиак далее поступает в конденсатор, где полностью ожижается за счет нагрева оборотной воды низкопотенциальной теплоты, которая имеет температуру 313 К на выходе из основного компрессора воздухоразделительной установки.
При этом расход оборотной воды, поступающей в конденсатор, выбирается таким, чтобы на выходе из конденсатора температура оборотной воды была на три градуса меньше температуры конденсации аммиака, то есть составляла величину порядка 371 К. Поскольку эта температура существенно больше 313 К (температура оборотной воды после охлаждения компрессора), то нагретая в конденсаторе оборотная вода направляется на смешение с основной частью потока оборотной воды, который поступает в испаритель аммиака сразу после компрессора воздухоразделительной установки. Такое смешение позволяет повысить температуру оборотной воды перед испарителем 319 К, что делает возможным увеличить параметры кипения аммиака: температуру - с 303 до 309 К, а давление паров - с 1,133 до 1,383 МПа относительно прототипа. В итоге это позволяет снизить работу сжатия в аммиачном компрессоре примерно до 10 процентов. Это следует из отношения работ изотермического сжатия в аммиачном компрессоре для прототипа и предлагаемого теплового насоса, которые функционируют при одном и том же удельном расходе аммиака и сжимают аммиак до одного и того же давления, но имеют разные температуры и давления входа. Для этого используем формулу для работы изотермического сжатия, (см. Справочник по физико-техническим основам криогеники/ Под ред. М.П. Малкова. М.: Энергоатомиздат, 1985 г. - 434 с. (стр. 26)).
После конденсатора жидкий аммиак расширяется в дроссельном вентиле до давления 1,383 МПа и температуры 309 К и далее направляется в испаритель аммиака. В испарителе за счет теплоты оборотной воды аммиак полностью испаряется и поступает обратно на вход компрессора.
После испарителя аммиака оборотная вода с температурой порядка 311 К, смешиваясь с основным циркулирующим потоком оборотной воды, поступает снова в воздухоразделительную установку для осуществления соответствующих технологических процессов, оборотная вода возвращается на вход теплового насоса с температурой 313 К после охлаждения основного компрессора воздухоразделительной установки.
Таким образом, предложенный способ работы теплового насоса для блоков комплексной очистки воздуха позволяет повысить надежность теплового насоса.
Claims (1)
- Способ работы теплового насоса, использующего низкопотенциальную теплоту оборотной воды, которая нагревается в процессе охлаждения воздуха после его сжатия в воздушном компрессоре воздухоразделительной установки и переводится на более высокий температурный уровень в тепловом насосе путем нагрева до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха, отличающийся тем, что нагрев регенерирующего газа до требуемых значений температуры осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения хладагента-аммиака от температуры сжатия на выходе из аммиачного компрессора до температуры конденсации, конденсация хладагента осуществляется за счет нагрева одной части потока оборотной воды, охлаждающей воздух после воздушного компрессора, в результате чего оборотная вода нагревается от 313 K до 371 K, после смешения основной части потока оборотной воды с температурой 313 K, отбираемой после охлаждения воздушного компрессора, с потоком оборотной воды, нагретой до 371 K.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131790A RU2659114C2 (ru) | 2016-08-02 | 2016-08-02 | Способ работы теплового насоса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131790A RU2659114C2 (ru) | 2016-08-02 | 2016-08-02 | Способ работы теплового насоса |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016131790A RU2016131790A (ru) | 2018-02-07 |
RU2659114C2 true RU2659114C2 (ru) | 2018-06-28 |
Family
ID=61174201
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131790A RU2659114C2 (ru) | 2016-08-02 | 2016-08-02 | Способ работы теплового насоса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2659114C2 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU771417A2 (ru) * | 1978-04-05 | 1980-10-15 | Северо-Кавказское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Холодильной Промышленности | Тепловой насос холодильной установки |
WO2001022011A1 (en) * | 1999-09-24 | 2001-03-29 | Peter Forrest Thompson | Heat pump fluid heating system |
US6467303B2 (en) * | 1999-12-23 | 2002-10-22 | James Ross | Hot discharge gas desuperheater |
US6739139B1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-05-25 | Fred D. Solomon | Heat pump system |
UA88723C2 (ru) * | 2008-03-17 | 2009-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью «В.Д.Е. - Украина» | Универсальный тепловой насос и способ его работы |
RU106727U1 (ru) * | 2011-02-24 | 2011-07-20 | Андрей Николаевич Нечаев | Тепловой насос |
-
2016
- 2016-08-02 RU RU2016131790A patent/RU2659114C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU771417A2 (ru) * | 1978-04-05 | 1980-10-15 | Северо-Кавказское Отделение Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Холодильной Промышленности | Тепловой насос холодильной установки |
WO2001022011A1 (en) * | 1999-09-24 | 2001-03-29 | Peter Forrest Thompson | Heat pump fluid heating system |
US6467303B2 (en) * | 1999-12-23 | 2002-10-22 | James Ross | Hot discharge gas desuperheater |
US6739139B1 (en) * | 2003-05-29 | 2004-05-25 | Fred D. Solomon | Heat pump system |
UA88723C2 (ru) * | 2008-03-17 | 2009-11-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью «В.Д.Е. - Украина» | Универсальный тепловой насос и способ его работы |
RU106727U1 (ru) * | 2011-02-24 | 2011-07-20 | Андрей Николаевич Нечаев | Тепловой насос |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016131790A (ru) | 2018-02-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8056356B2 (en) | Refrigerating plant | |
US9897363B2 (en) | Transcritical carbon dioxide refrigeration system with multiple ejectors | |
SU645618A3 (ru) | Способ охлаждени и конденсации природного газа | |
JP2015523491A5 (ru) | ||
CN105737427A (zh) | 一种采用双级气液分离器的一级自复叠低温制冷循环系统 | |
JP2013537614A (ja) | 単段膨張及び蒸発促進用ポンプを利用する、エネルギー効率の良いco2の製造 | |
US8667797B2 (en) | Organic rankine cycle with flooded expansion and internal regeneration | |
CN105180492B (zh) | 一种气波增压辅助双级蒸汽压缩制冷系统及其工作方法 | |
US10245527B2 (en) | Solid-liquid separation device | |
TWI516723B (zh) | 用於液化來自燃燒裝置之煙道氣的方法及裝置 | |
Taslimitaleghani et al. | Energy and exergy efficiencies of different configurations of the ejector-based refrigeration systems co2 | |
CN109737623A (zh) | 一种新型增效低温自复叠制冷系统及工作过程 | |
JP2018028395A (ja) | ヒートポンプ装置 | |
JP6830091B2 (ja) | 工業用ガスおよび炭化水素ガスの液化 | |
JP2018511026A5 (ru) | ||
RU2018108052A (ru) | Усовершенствованные способ и система для охлаждения углеводородного потока | |
RU2659114C2 (ru) | Способ работы теплового насоса | |
JP2016531263A (ja) | 熱回収及び改良方法及び当該方法における使用のためのコンプレッサ | |
CN104315741A (zh) | 混合工质喷射式制冷循环系统及制冷循环方法 | |
RU2745434C2 (ru) | Абсорбционная холодильная машина | |
RU2563948C2 (ru) | Способ переработки нефтяного газа | |
JP2014190580A (ja) | 直膨式冷却装置 | |
CN105650922A (zh) | 一种与喷射器耦合的复叠式制冷循环系统 | |
RU2376537C1 (ru) | Способ ожижения диоксида углерода | |
NL2019397B1 (en) | Method for operating a sorption system having a main circuit and an additional circuit for generating cold |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190803 |