RU2745434C2 - Абсорбционная холодильная машина - Google Patents
Абсорбционная холодильная машина Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745434C2 RU2745434C2 RU2019124654A RU2019124654A RU2745434C2 RU 2745434 C2 RU2745434 C2 RU 2745434C2 RU 2019124654 A RU2019124654 A RU 2019124654A RU 2019124654 A RU2019124654 A RU 2019124654A RU 2745434 C2 RU2745434 C2 RU 2745434C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- ejector
- generator
- refrigerant
- absorber
- Prior art date
Links
Images
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
- F25B15/00—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
- F25B15/02—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- 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]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Изобретение относится к холодильной технике, а именно к абсорбционно-эжекторным холодильным установкам, используемым в энергетике, нефтехимии, при нефтепереработке и других областях науки и техники, где имеются низкопотенциальные источники тепла, и имеется потребность в получении холода. В абсорбционную холодильную машину, содержащую замкнутый циркуляционный контур, в котором установлены генератор, эжектор, абсорбер, конденсатор, дроссель, испаритель, насос, теплообменник, дополнительно введен десорбер без дефлегматора. Генератор выполнен термосифонным высокой кратности циркуляции. Эжектор установлен между десорбером и абсорбером. Техническим результатом является повышение теплового коэффициента (отношения холодопроизводительности к подведенному теплу) холодильного цикла. 1 ил.
Description
Изобретение относится к холодильной технике, а именно к абсорбционно-эжекторным холодильным установкам. Использование абсорбционной холодильной машины предполагается в энергетике, нефтехимии, при нефтепереработке и других областях науки и техники, где имеются низкопотенциальные источники тепла, и имеется потребность в получении холода.
Известна абсорбционная холодильная машина системы "Platen-Mun-ters" (см. пат. №2224189, з. 03.09.1999 г., МПК F25B 15/10), содержащая генератор для испарения растворенного в растворителе хладагента, сепаратор растворителя, в котором происходит отделение растворителя от хладагента, конденсатор для сжижения хладагента, испаритель, в котором хладагент испаряют посредством сухого газа и с охлаждением, при необходимости первый газовый теплообменник и абсорбер, в котором в обедненную смесь из хладагента и растворителя вводят испаренный хладагент, и эту смесь в генераторе повторно испаряют, выход испарителя или выход расположенного, при необходимости, за испарителем первого газового теплообменника и выход генератора впадают в ведущий в абсорбер байпас, причем идущую от испарителя через первый газовый теплообменник смесь из испаренного хладагента и сухого газа направляют к выходу генератора и через байпас, где газовая смесь вступает в контакт с горячим, частично выгазованным, идущим от генератора раствором и отбирает у него дальнейший хладагент.
Недостаток известной абсорбционная холодильная машина заключается в наличии конденсатора, отводящего тепло конденсации хладагента непосредственно в атмосферу, что снижает тепловой коэффициент холодильного цикла. Кроме того, установка применима для малых мощностей, для охлаждения бытовых объектов. Возможны пульсации в работе - система не стабильна и зависит от режима образования паров хладагента в условиях изменения мощности теплового потока, давления, температур и других параметров фазового равновесия, что также отрицательно влияет на эффективность работы абсорбционной холодильной машины.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является абсорбционная холодильная машина с мультиступенчатым эжектором (см. пат №2460020, з. 05.10.2010, МПК F25B 15/02), содержащая замкнутый циркуляционный контур, в котором последовательно установлены генератор, эжектор с приемной камерой, абсорбер, выполненный в виде струйного аппарата, конденсатор, дроссель, испаритель, насос, теплообменник, эжектор и струйный абсорбер выполнены в виде мультиступенчатого эжектора, корпус которого покрыт кожухом с образованием полости, являющейся рубашкой охлаждения, причем мультиступенчатый эжектор состоит из последовательно размещенных по ходу пара и соединенных между собой n ступеней, каждая из которых содержит приемную камеру, сопло и диффузор, при этом приемная камера и сопло I-й ступени соединены трубопроводами с испарителем и генератором соответственно, генератор, в свою очередь, соединен с теплообменником и насосом, приемные камеры II-й и последующих ступеней соединены с диффузорами предыдущих ступеней, внутри их устроены направляющие лопатки, теплообменник и сопла II-й и последующих ступеней соединены с нагнетательным патрубком насоса параллельно, кожух примыкает к корпусу конденсатора и снабжен входным патрубком, рубашка охлаждения и диффузор последней ступени соединены с конденсатором через отверстия в стенке его корпуса и крышке соответственно.
В представленном цикле термостатирование возможно на более высоких температурных уровнях охлаждения, чем при выделении паров, выступающих в роли хладагента, охлаждается крепкий раствор без предварительного отделения хладагента. Производительность насоса весьма избыточна и при этом не реализуется тепло горячего слабого раствора. Дросселируя крепкий раствор происходит снижение температуры до уровня концентрированного хладагента невозможно из-за ограничений, обусловленных условиями фазового равновесия абсорбента (высококипящий элемент в смеси).
Не предусмотрено углубление отбора тепла от источника (в рассматриваемом случае пара и его конденсата). Рекуперация осуществляет отбор тепла от охлаждающего потока. Температурная схема цикла, возможно, не рациональная и приводит к передаче тепла после генератора непосредственно к теплоприемнику и от него опять - к крепкому раствору. Все затраты энергии сводятся к снижению давления в испарителе после дросселирования крепкого раствора, снижение температуры которого ограничено пониженной концентрацией хладагента.
Что в результате приводит к снижению эффективности функционирования всей абсорбционной холодильной машины.
Задача заявляемого изобретения состоит в разработке высокоэффективной абсорбционной холодильной машины (АХМ) с высоким тепловым коэффициентом (отношение холодопроизводительности к подведенному теплу) холодильного цикла, вплоть до единицы, за счет достижения возможности преобразования принятого тепла низкотемпературного источника (НТИ) и низкопотенциального высокотемпературного источника (ВТИ) в работу сжатия хладагента в эжекторе. (Возможность достижения максимального теплового коэффициента ограничивается лишь КПД трансформатора тепла в работу сжатия.)
Поставленная задача решается за счет того, что в абсорбционной холодильной машине, содержащей замкнутый циркуляционный контур, в котором установлены генератор, эжектор, абсорбер, конденсатор, дроссель, испаритель, насос, теплообменник, дополнительно введены десорбер без дефлегматора, генератор выполнен термосифонным высокой кратности циркуляции, а эжектор установлен между десорбером и абсорбером.
Использование десорбера приводит к повышению концентрации хладагента за счет протекания массообменных процессов в нем и в термосифонном генераторе высокой кратности циркуляции. Повышение концентрации хладагента снижает температуру термостатирования при фиксированном давлении, что расширяет диапазон реализации холода.
Использование десорбера без дефлегматора упрощает конструкцию установки и исключает выброс тепловой энергии до эжектора, повышая при этом тепловой коэффициент согласно формуле: QВТИ+QНТИ=Qабс., в которой исключен показатель Qконд.
Повышение теплового коэффициента говорит об увеличении эффективности установки.
Использование эжектора на линии циркуляции абсорбента позволяет реализовать энергию расширения абсорбента (и хладагента при использовании, например, детандера) в работу сжатия отработавшего хладагента, что повышает тепловой коэффициент абсорбционной холодильной машины (АХМ), а значит и ее эффективность.
Предлагаемый цикл абсорбционной холодильной машины (АХМ) построен на основании классической схемы, однако, его тепловой баланс выражается не общепринятым равенством сумм теплот от низко- и высокотемпературного источников (НТИ и ВТИ) с тепловыми стоками от конденсатора К и абсорбера
А: QВТИ+QНТИ=Qконд+Qабс.,
где QВТИ - теплота высокотемпературного источника,
QНТИ - теплота низкотемпературного источника,
Qконд - теплота теплового стока от конденсатора К,
Qaбc. - теплота теплового стока от абсорбера А.
Модернизированный цикл АХМ выражается тепловым балансом без стока тепла от конденсатора (дефлегматора), т.е.: QВТИ+QНТИ=Qабс..
Это предполагает возможность концентрации принятого тепла в цикл и преобразование его в работу предварительного поджатая хладагента перед абсорбером.
Повышение давления хладагента в эжекторе позволяет увеличить его концентрацию в растворе, что обеспечивает повышенную его концентрацию после отделения в десорбере и сокращение циркуляции абсорбента.
Кроме того, это позволяет снизить температуру термостатирования в испарителе, т.е. снизить температуру низкотемпературного источника тепла (НТИ).
Основное преимущество предлагаемого решения состоит в возможности преобразования принятого тепла ВТИ в работу сжатия отработавшего хладагента в эжекторе. Это позволяет повышать тепловой коэффициент (отношение холодопроизводительности к подведенному теплу) описываемого холодильного цикла вплоть до единицы для идеального цикла. Возможность достижения максимального теплового коэффициента ограничивается лишь КПД трансформатора тепла и/или кинетической энергии в работу сжатия и тепловыми потерями от контакта элементов системы с окружающей средой.
Кроме трансформатора тепла абсорбента тепловой коэффициент зависит от степени адиабатичности процесса расширения хладагента и возможности отбора работы вместо изоэнтальпийного дросселирования.
На чертеже представлена схема цикла абсорбционной холодильной машины, в которую входят:
1 - абсорбер, 2 - десорбер, 3 - испаритель, 4 - конденсатор, 5 - рекуператор, 6 - термосифонный генератор, 7 - эжектор, 8 - дроссель, 9 - насос.
НТИХ - к низкотемпературному источнику тепла холодное;
НТИГ - от низкотемпературного источника тепла горячее;
ТПГ - теплоприемник горячий (вода, атмосфера);
ТПХ - теплоприемник холодный (вода, атмосфера);
ВТИХ - к высокотемпературному источнику тепла холодное;
ВТИГ - от высокотемпературного источника тепла горячее;
Описание работы цикла.
Раствор в т. 1 разделяется на две части и проходит через конденсатор 4 и рекуператор 5. Здесь поток нагревается до состояния в т. 2 и подается на орошение насадки десорбера 2. Раствор, обедняясь хладагентом, опускается в куб и циркулирует через т. 7 в термосифонном генераторе 6, нагреваясь до состояния в т. 8.
При высокой кратности циркуляции через термосифонный генератор 6 более легкий хладагент имеет в парах т. 8 повышенную концентрацию при пониженной температуре циркулирующего через генератор 6 потока. Это позволяет принимать тепло от низкопотенциальных источников тепла - водяной конденсат, тепло сжатия в компрессоре и т.п.
Циркуляция через генератор 6 обеспечивает испарение хладагента уже в кубе десорбера 2, частично рекуперируя тепло абсорбента.
Абсорбент при состоянии в т. 7 под рабочим давлением прямого цикла подается на эжектор.
Хладагент в виде пара при состоянии в т. 3, удаляясь из десорбера 2, поступает в конденсатор 4, где конденсируется и парожидкостной поток охлаждается до минимальной температуры при состоянии в т. 4 относительно состояния в т. 1.
После охлаждения хладагент дросселируется в дросселе 2 и понижает свою температуру в т. 5 до температуры НТИ.
После приема тепла от НТИ поток хладагента поступает на эжектор 7. В эжекторе 7 (либо другом устройстве повышения давления смеси) происходит сжатие хладагента до давления потока после эжектора. При повышенном давлении парожидкостная смесь, поступая в абсорбер 1, охлаждается и переходит в жидкое состояние.
Образовавшаяся жидкость в т. 10 нагнетается насосом 9 под рабочим давлением, после чего цикл повторяется.
Описанный цикл предполагает возможность существенного повышения теплового коэффициента, а значит и эффективности АХМ, что определяет сокращение срока окупаемости АХМ и минимизацию потерь тепловой энергии от низкопотенциальных тепловых источников.
Эжектор 7 и дроссель 8 приняты для использования, как простейшие устройства, обеспечивающие работоспособность системы, реализующей описанный цикл.
Таким образом, настоящее решение характеризуется:
1. Рекуперацией тепла конденсации при нагреве раствора;
2. Использованием десорбера без дефлегматора - исключение избыточного стока тепла;
3. Наличием высокой кратности циркуляции раствора через термосифонный генератор для производств от малых до крупнотоннажных;
4. Преобразованием тепла и давления абсорбента в работу сжатия хладагента;
5. Полным охлаждением низкопотенциального источника тепла и максимальным отбором его энергии при концентрации всей принятой извне тепловой мощности в едином аппарате, обеспечивающем сток тепла - абсорбере.
Claims (2)
- Абсорбционная холодильная машина, содержащая замкнутый циркуляционный контур, в котором установлены генератор, эжектор, абсорбер, конденсатор, дроссель, испаритель, насос, теплообменник,
- отличающаяся тем, что дополнительно введены десорбер без дефлегматора, генератор выполнен термосифонным высокой кратности циркуляции, а эжектор установлен между десорбером и абсорбером.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124654A RU2745434C2 (ru) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Абсорбционная холодильная машина |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019124654A RU2745434C2 (ru) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Абсорбционная холодильная машина |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019124654A3 RU2019124654A3 (ru) | 2021-02-01 |
RU2019124654A RU2019124654A (ru) | 2021-02-01 |
RU2745434C2 true RU2745434C2 (ru) | 2021-03-25 |
Family
ID=74550888
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019124654A RU2745434C2 (ru) | 2019-07-31 | 2019-07-31 | Абсорбционная холодильная машина |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2745434C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115540392A (zh) * | 2022-11-29 | 2022-12-30 | 安徽普泛能源技术有限公司 | 一种防结晶梯级减压吸收设备及其吸收式制冷系统和工艺 |
RU2819105C1 (ru) * | 2023-11-24 | 2024-05-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Трансформатор теплоты |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU800572A1 (ru) * | 1979-03-27 | 1981-01-30 | Северо-Западное Отделение Всесоюзногонаучно-Исследовательского И Проектно- Конструкторского Института "Внипиэнерго-Пром" | Термосифон |
RU2142101C1 (ru) * | 1993-05-11 | 1999-11-27 | Роки Ресеч | Усовершенствованное устройство и способы теплопередачи в сорбционных системах твердое тело - пар |
CN200968743Y (zh) * | 2006-05-28 | 2007-10-31 | 吴以锋 | 双效溴化锂吸收式汽车空调 |
RU2460020C2 (ru) * | 2010-10-05 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Абсорбционная холодильная машина с мультиступенчатым эжектором |
US20120266618A1 (en) * | 2009-09-06 | 2012-10-25 | Ben-Gurion University Of The Negev Research And Development Authority | Air cooled absorption cooling system operable by low grade heat |
-
2019
- 2019-07-31 RU RU2019124654A patent/RU2745434C2/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU800572A1 (ru) * | 1979-03-27 | 1981-01-30 | Северо-Западное Отделение Всесоюзногонаучно-Исследовательского И Проектно- Конструкторского Института "Внипиэнерго-Пром" | Термосифон |
RU2142101C1 (ru) * | 1993-05-11 | 1999-11-27 | Роки Ресеч | Усовершенствованное устройство и способы теплопередачи в сорбционных системах твердое тело - пар |
CN200968743Y (zh) * | 2006-05-28 | 2007-10-31 | 吴以锋 | 双效溴化锂吸收式汽车空调 |
US20120266618A1 (en) * | 2009-09-06 | 2012-10-25 | Ben-Gurion University Of The Negev Research And Development Authority | Air cooled absorption cooling system operable by low grade heat |
RU2460020C2 (ru) * | 2010-10-05 | 2012-08-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗ ГУ) | Абсорбционная холодильная машина с мультиступенчатым эжектором |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115540392A (zh) * | 2022-11-29 | 2022-12-30 | 安徽普泛能源技术有限公司 | 一种防结晶梯级减压吸收设备及其吸收式制冷系统和工艺 |
RU2819105C1 (ru) * | 2023-11-24 | 2024-05-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Трансформатор теплоты |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019124654A3 (ru) | 2021-02-01 |
RU2019124654A (ru) | 2021-02-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2385760C (en) | Heat pump fluid heating system | |
JP6441511B2 (ja) | 多段プレート型蒸発吸収式冷凍装置及び方法 | |
CN210688806U (zh) | 制冷设备 | |
US4481783A (en) | Hybrid heat pump | |
RU2009143172A (ru) | Способ и устройство для преобразования тепловой энергии в электричество, теплоту повышенного потенциала и холод | |
US20110056219A1 (en) | Utilization of Exhaust of Low Pressure Condensing Steam Turbine as Heat Input to Silica Gel-Water Working Pair Adsorption Chiller | |
RU2745434C2 (ru) | Абсорбционная холодильная машина | |
US2875589A (en) | Method of and device for recovering energy when cooling compressed gases in heat exchangers | |
TWI579520B (zh) | 熱交換器、熱機循環系統及其控制方法 | |
EA030895B1 (ru) | Способ извлечения и повышения тепла и соответствующее устройство | |
RU2460020C2 (ru) | Абсорбционная холодильная машина с мультиступенчатым эжектором | |
US4622820A (en) | Absorption power generator | |
CN103994599A (zh) | 一种基于气液喷射泵的跨临界喷射制冷系统 | |
RU2266483C1 (ru) | Трехцелевой трансформатор тепла | |
SU1068671A1 (ru) | Абсорбционна бромистолитиева холодильна установка | |
DK161482B (da) | Varmepumpe | |
JPH04116346A (ja) | 凝縮器 | |
RU2659114C2 (ru) | Способ работы теплового насоса | |
SU591667A1 (ru) | Способ охлаждени рабочего тела | |
RU56959U1 (ru) | Паросиловая установка | |
JPH05332633A (ja) | 複合冷凍装置 | |
RU2376535C2 (ru) | Способ производства холода | |
Kumbhar et al. | Theoretical analysis of hybrid chiller | |
KR200360454Y1 (ko) | 압축기 과부하방지용 냉난방 시스템 | |
SU813094A1 (ru) | Холодильна установка |