SU1097871A1 - Гидридный нагнетательно-тепловой насос - Google Patents
Гидридный нагнетательно-тепловой насос Download PDFInfo
- Publication number
- SU1097871A1 SU1097871A1 SU792790595A SU2790595A SU1097871A1 SU 1097871 A1 SU1097871 A1 SU 1097871A1 SU 792790595 A SU792790595 A SU 792790595A SU 2790595 A SU2790595 A SU 2790595A SU 1097871 A1 SU1097871 A1 SU 1097871A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- hydride
- hydrogen
- pressure
- reactor
- heat
- 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
- 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
- F25B15/09—Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type without inert gas the refrigerant being hydrogen desorbed from a hydride
-
- 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
1. ГИДРИДНЫЙ НАГНЕТАТЕЛЬНО-ТЕПЛОВОЙ НАСОС, содержащий заполненные гидридообразующим материалом реакторы высокого и низкого давлени , снабженные нагревательно-охладительными элементами и патрубками подвода и отвода гидрида, отличающийс тем, что, с целью повышени экономичности, реакторы соединены между собой трубопроводами подачи гидрированного и дегидрированного мате7/ 7 ;rj ч 1 риала, имеющими тепловой контакт между собой и снабженными устройствами дл перемещени гидрированного и дегидрированного материала из реактора низкого давлени в реактор высокого давлени и в обратном направлении. 2.Насос по п. 1, отличающийс тем, что реактор низкого давлени расположен над реактором высокого давлени , а устройства дл перемещени гидрированного и дегидрированного материала выполнены в виде дроссел и дополнительного нагревател , установленных соответственно на трубопроводах подачи гидрированного и дегидрированного материала. 3.Насос по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что устройства дл перемещени гид .рированного и дегидрированного материала выполнены в виде щлюзовых бункеров с (Л входными и выходными патрубками, подключенными через клапаны к трубопроводам подачи гидрированного и дегидрированного материала. со 00
Description
Изобретение относитс к тепловым и нагнетательным насосным установкам, в которых гидрообразующий материал подвергаетс термоциркулированию, а именно к гидридоперекачивающим устройствам, в которых гидридообразующий материал периодически перемещаетс между средой с высоким давлением и средой с низким давлением .
Известен гидридный нагнетательно-тепловой насос, содержащий заполненные гидридообразующим материалом реакторы, снабженные своими нагревательно-охладительными элементами и патрубками подвода и отвода гидрида 1.
Недостатком известного насоса вл етс относительно низка экономичность, так как его реакторы и содержащиес в них гидриды подвергаютс совместно термоциклированию . Термоциклирование главных конструктивных элементов (периодический нагрев термомассы реакторов) требует затрат энергии. Эта энерги восстанавливаетс только частично (за вычетом теплопотерь в окружающую среду), когда температура реакторов периодически измен етс , что приводит к уменьшению термодинамического КПД насоса.
Цель изобретени - повышение экономичности .
Поставленна цель достигаетс тем, что в гидридном нагнетательно-тепловом насосе, содержащем заполненные гидридообразующим материалом реакторы высокого и низкого давлени , снабженные нагревательноохладительными элементами и патрубками подвода и отвода гидрида, реакторы соединены между собой трубопроводами подачи гидрированного и дегидрированного материала , имеющими тепловой контакт между собой и снабженными устройствами дл перемещени гидрированного и дегидрированного материала из реактора низкого давлени в реактор высокого давлени и в обратном направлении.
Причем реактор низкого давлени расположен над реактором высокого давлени , а устройства дл перемещени гидрированного и дегидрированного материала выполнены в виде дроссел и дополнительного нагревател , установленных соответственно на трубопроводах подачи гидрированного и дегидрированного материала.
Кроме того, устройства дл перемещени гидрированного и дегидрированного материала выполнены в виде шлюзовых бункеров с входными и выходными патрубками, подключенными через клапаны к трубопроводам подачи гидрированного и дегидрированного материала.
На фиг. 1 изображены типичные изотермы давление - состав дл идеализированного гидридообразующего материала; на фиг. 2 - конструкци нагнетательно-теплового насоса дл движущегос гидрида; на фиг. 3 - другой вариант конструкции насоса дл движущегос гидрида; на фиг. 4 - третий вариант насоса дл движущегос гидрида.
На фиг. 5 и 6 изображены идеализированные кривые давление-состав дл циклов перекачивани , приведенных на фиг. 2.
Гидрообразующие материалы, используемые в изобретении, способны улавливать и затем отдавать в больших количествах водород , соответствующий температуре и давлению водорода. Под термином «водород подразумеваютс все изотопы водорода включа дейтерий и тритий.
Обычно каждый гидридообразователь обладает равновесной температурой, котора вл етс функцией давлени водорода.
Когда гидридообразователь нагреваетс до температуры, превышающей равновес0 ную температуру, и происходит дополнительна подача тепла, то гидрид начинает распадатьс , отдава ранее поглощенный водород. И наоборот, гидрообразователь будет абсорбировать водород, когда его температура становитс ниже равновесной температуры , и происходит дальнейший отвод тепла. Таким образом,регулиру температуру и парциальное давление водорода на гидридообразующем материале, а также подвод или отвод от него тепло, можно измен ть содержание водорода, накопленного в, гидриде. Наибольший интерес в данном случае представл ют те материалы, которые вл ютс экзотермическими поглотител ми водорода. Дл этих, материалов характерно выделение большого количества тепла при
, абсорбировании водорода.
Большинство из предпочтительных гидридообразующих материалов вл ютс или сплавами металлов или чистыми металлами, которые способны накапливать большие количества водорода в металлической решетке.
0 Количество водорода, накопленного в решетке , может быть выражено как атомное отношение Н/гп, где Н - количество атомов водорода и ш - количество атомов металла . Полезной характеристикой многих гидридообразователей , включа многие металлические гидридообразователи, вл етс то, что дл заданной равновесной температуры равновесное давление будет примерно посто нным дл широкого диапазона водородной емкости гидрообразовател в течение
Q цикла гидрировани или Дегидрировани . С точки зрени атомного отношени это означает , что дл данной температуры эти материалы вл ютс по существу изобарическими в широком диапазоне величин Н/т. В качестве гидридообразователей могут ис5 пользоватьс сплавы, смеси и интерметаллические соединени никель-магний, лантанникель , кальций-никель, железо-титан-никель титан-никель, ниобий, скандий, ванадий и т.п. Кроме того, могут примен тьс углеводородные соединени с ненасыщенными св з ми углерод-углерод, которые могут принимать и отдавать водород при соответствующих услови х. На фиг. 1 представлены идеализированные изотермы дл предпочтительного гидридообразовател , пригодного дл - использовани . Эти материалы обладают изобарическими равновесными зонами, в которых дл данной равновесной температуры равноновесное давление вл етс по существу посто нным в щироком диапазоне концентрации водорода. Следует иметь ввиду, что это вл етс парциальным давлением водорода, а не полным давлением, которое показано на графиках (фиг. 1). В дальнейщем, если нет до полнительного по снени , то речь идет о парциальном давлении водорода. Материалы, которые наиболее подход т дл использовани , имеют зоны плато, которые вл ютс по существу изобарическими дл диапазона Н/ш пор дка 0,10 или больще. Такие материалы способны абсорбировать или десорбировать больщие количества водорода при фиксированных температуре и давлении путем регулировани потока тепла и водорода вблизи материала. Равновесна температура дл данного давлени не будет одной и той же дл всех гидридообразующих материалов. С другой стороны, различные гидридообразующие материалы имеют различные равновесные температуры дл данного давлени , в результате чего в теплоперекачивающих схемах можно использовать в комбинации два или более гидридообразующих материалов. Дл гидридообразователей более высокие равновесные температуры в основном св заны с более высокими давлени ми водорода . Гидридообразующие материалы могут использоватьс дл создани как тепловых, так и нагнетательных насосов, примен ющих циклы гидрид-дегидрид. Причем гидридообразующие материалы сами перемещаютс из одной активной зоны в другую, уменьща тем самым термоцйклирование баков реактора. Гидридные насосы, в которых гидридообразующий материал перемещаетс из одной активной зоны в другую, назьшаютс в дальнейщем гидридными насосами движущегос сло . Основные циклы гидрировани /дегидрировани , использующие движущиес -слои гидридообразующего материала, могут функционировать как нагнетательные, так и тепловые насосы. Схематично показан нагнетательный насос движущегос гидридообразующего материала. Многие из гидридообразующих материалов самопроизвольно измельчаютс в порощок после повторного термоциклировани . Размер индивидуальных частиц порощка зависит, главным образом , от механических свойств гидридообразовател , подвергающегос циклированию в среде богатой водородом. Некоторые из гидридообразующих металлов могут давать самопроизвольное спекание, и средний размер частиц у таких материалов может зависеть от динамического баланса между конкурирующими процессами роста частиц (спекани или агломерации или других аналогичных процессов) и разрущением частиц (дроблением). Дл многих из этих материалов средний диаметр частицы находитс в пределах от одного до п тидес ти микрон. В псевдожидко.м потоке движуща с среда используетс дл переноса твердых частиц в направлении потока жидкости (среды). Скорость жидкости, необходима дл разжижени порощка известной плотное ти и размера, может быть определена на основе стандартных инженерных принципов. Наличие частиц небольщого размера дает р д преимуществ. Скорость передачи тепла обычно больще дл меньщих частиц, а скорость жидкости, необходимой дл разжижени порощка с частицами меньщего размера , будет ниже. Однако, с другой стороны, межчастична св зь и поверхность раздела газ-твердое тело могут представить значительные трудности, когда размер частицы уменьщаетс . Предпочтительные размеры частиц и скорость разжижающей жидкости будут измен тьс в зависимости от свойств примен емого гидридообразующего материала . Под термином «псевдожидкий и «псевдожидкий слой здесь подразумеваетс больщое разнообразие методов транспортировани , по которым твердые вещества захватываютс текущей жидкостью. Термин этот следует понимать так, чтобы в него вощли методы транспортировани , в которых помимо движущейс жидкости используютс средства дл пере.мещивани или диспергировани тверых частиц, а также методы транспортировани , в которых движуща с жидкость сама отдел ет и переносит частицы . Так например, в сочетании с движущейс жидкостью дл получени псевдожидкого потока могут использоватьс лтэпатки, акустические средства или электромеханические средства. Дл разжижени гидридообразователей имеетс больщое количество жидкостей. Однако , основными характеристиками, на которые следует обращать внимание при выборе жидкости, вл ютс высока скорость передачи тепла и водорода, а также то, чтобы она не ухудшала гидридообразующей способности гидридообразовател . Предпочтительной жидкостью вл етс водород, который легко накапливаетс в гидридной системе , и характеризуетс высокой скоростью теплопередачи и оказывает минимальное отравл ющее действие на гидридообразователь . Нагнетательный насос (фиг. 2) содержит реактор 1 высокого давлени и реактор 2 низкого давлени . Реактор 1 высокого давлени - снабжен патрубком 3, по которому из реактора под высоким давлением отводитс водород, и нагревательно-охладительным элементом 4, служащим дл передачи высокотемпературного тепла в реактор. Аналогично реактор 2 низкого давлени снабжен патрубком 5, по которому подаетс от источника водород под низким давлением, а также нагревательно-охладительным элементам 6, соединенным с низкотемпературным поглотителем тепла. Оба реактора частично заполнены гидридообразующим материалом, который циклируетс между реакторами I и 2 с помощью устройства 7 дл перемещени гидридированного материала через трубопровод 8 подачи гидрированного материала в указанном сплошной стрелкой направлеНИИ , а с помощью устройства 9 дл перемещени дегидрированного материала в обратном направлении по трубопроводу 10 и подачи дегидрированного материала. Дл тепловой св зи двух потоков гидридообразующего материала используетс противоточный теплообменник П, с помощью которого часть тепловой энергии гидридообразующего материала, покидающего реактор 1 высокого давлени , восстанавливаетс и используетс дл нагревани гидридообразующего материала, поступающего в реактор 1. На фиг. 3 представлена схема работающего в непрерывном режиме насоса дл псевдожидкого гидрида. Насос содержит реактор 1 высокого давлени и реактор 2 низкого давлени , в которых находитс соответствующий гидридообразующий материал. Водород высокого давлени удал етс из реактора 1 через патрубок 3, а высокотемпературное тепло вводитс с помощью нагревательно-охладительного элемента 4. Аналогично, водород низкого давлени подаетс в реактор 2 низкого давлени через патрубок 5, а низкотемпературное тепло отводитс из него с помощью нагревательно-охладительного элемента 6. Трубопровод 8, снабженный дросселем 12 установлен между двум реакторами давлени 1 и 2, причем реактор 2 низкого давлени расположен над реактором 1 высокого давлени , а вес псевдожидкого гидрида, наход щегос в трубопроводе 8, оказываетс достаточным дл поддержани требуемого перепада давлений между реакторами 2 и 1. Между реакторами 2 и 1 установлен трубопровод 10, выполн ющий роль пузырькового подъемника. Дополнительный нагреватель 13 св зан с частью трубопровода 10. Оба трубопровода 8 и 10 термически св заны с помощью противоточногр теплообменника 11, который передает тепло от поднимающегос потока псевдожидкого дегидрированного материала в трубопроводе 10 направленном вниз по потоку псевдожидкого гидрида в трубопроводе 8. Теплообменник 11 может быть очень простым устройством, которое осуществл ет только тепловую св зь между двум потоками гидридообразующего материала . Восстановление тепла в гидридных насосах осуществл етс без применени сложных систем, использующих движущуюс теплообменную среду и теплообменные насосы. В данном случае гидридообразующий материал сам перемещаетс , а восстановление тепла осуществл етс путем установки трубопроводов , содержащих два потока гидридообразующего материала, р дом друг с другом и расположением между ними теплопроводного материала. Насос (фиг. 4) содержит реактор 1 высокого давлени , снабженный патрубком 3 дл подачи водорода высокого давлени , и нагревательно-охладительным элементом 4 дл отвода высокотемпературного тепла. В реактор 2 Низкого давлени подаетс низкотемпературное тепло с помощью нагревательно-охладительного элемента б, а водород низкого давлени удал етс из реактора по патрубку 5. Реакторы 1 и 2 соединены со щлюзовыми бункерами 14, 15 и 16. Дл регулировани потока между реакторами и щлюзовыми бункерами предусмотрены клапаны 17-21. Насос (фиг. 2) работает следующим образом . При включении устройств 7 и 9 дл перемещени гидрированного и дегидрированного материала последний движетс в направлении против часовой стрелки по непрерывному циклу. На фиг. 5 дано идеализированное представление цикла гидрировани /дегидрировани , который выполн етс Б нагнетательном насосе, показанном на фиг. 2. Точка А на графике фиг. 5 представл ет состо ние дегидрированного материала , поступающего в реактор 2 низкого давлени , при этом содержание водорода, давление и температура материала наход тс на низком уровне. При этом материал абсорбирует водород в реакторе 2. Водород низкого давлени забираетс материалом во врем экзотермической реакции. Теплова энерги удал етс из реактора 2 с помощью нагревательно-охладительного элемента 6 дл поддержани гидрирующего материала при требуемой низкой температуре. Когда содержание водорода в гидридообразующем материале увеличиваетс , то материал из точки А перемещаетс в точку В на графике фиг. 5. После насыщени гидридом материал перемещаетс в реактор высокого давлени , где он нагреваетс нагревательно-охладительным элементом 4 до более высокой температуры. При этой температуре равновесное давление водорода становитс выше, чем раньше, и водород высокого давлени отводитс по патрубку 3, в результате чего гидрид смещаетс из точки С в точку D на графике фиг. 5. Нагревательно-охладительный элемент 4 осуществл ет подачу высокотемпературного тепла , под действием которого протекает процесс эндотермического дегидрировани . После того, как материал существенно дегидрируетс , он возвращаетс из реактора 1 высокого давлени в реактор 2 низкого давлени дл повторени цикла, т.е. насос использует перенос тепла от более высокой температуры к низкой температуре дл сжати водорода. Цикл гидрировани /дегидрировани , показанный на фиг. 2 и 5, может быть реверсирован , и тогда устройство функционирует как тепловой насос. Водород высокого давлени используетс дл переноса тепловой энергии от источника тепла низкой температуры к более высокой температуре. В этом случае гидрированный материал (показано пунктирной линией на фиг. 2) поступает в реактор 2 низкого давлени через трубопровод 8. Водород низкого давлени отводитс по патрубку 5, и эта эндотермическа реакци протекает под действием низкотемпературного тепла нагревательно-охладительного элемента 6. Применительно к графику фиг. 6 материал перемещаетс из точки Е в точку F, так как он десорбирует во дород при.низких температуре и давлении. После того, как материал существенно дегидрировалс , он перемещаетс по трубопроводу 10 в реактор 1 высокого давлени , где материал подвергаетс воздействию водорода высокого давлени и абсорбирует водород. Процесс экзотермической абсорбции сопровождаетс выделением большого количества тепла, имеющего высокую температуру , которое поглощаетс нагревательно-охладительным элементом 4. Гидридообразователь смещаетс из точки G в точку Н на графике фиг. 3 по мере того, как он поглощает водород. После того, как материал подвергс существенному гидрированию, он возвращаетс в реактор 2 низкого давлени по трубопроводу 8, и цикл начинаетс сначала . Цикл теплового насоса гидрировани / дегидрировани протекает под действием водорода высокого давлени с целью переноса тепла от источника низкотемпературного тепла до поглотител высокотемпературного тепла. Кривые состава, представленные на фиг. 5 и 6, вл ютс несколько идеализированными так как не учитывают вли ние гистерезиса. Вообще же действительные кривые давлениесостав показывают, что дл данной температуры абсорбци будет иметь место только при давлении, которое выше, чем давление, при котором происходит десорбци . Такое действие будет уменьшать общую производительность насоса и может потребовать повышени температуры (давлени ) десорбции или понижени температуры (давлени ) абсорбции. Однако результирующие потери производительности могут быть низкими за счет тщательного выбора гидридообразующего материала. Некоторые гидриды дают рко выраженный гистерезис, тогда как в других вли ние гистерезиса почти ничтожно. Кривые состава на графиках фиг. 5 и 6 идеализированы в том смысле, что изотермы дл любого данного гидридообразовател могут не давать участка совершенно посто нного давлени в широком диапазоне величин Н/т. Такое отклонение от полностью изобарического поведени дл некоторого диапазона Н/т будет вли ть на общую эффективность гидридного цикла. Предпочтительными гидридообразующими материалами вл ютс такие, которые обладают изотермами с прот женной изобарической зоной . Гидридный нагнетательный насос, показанный на фиг. 3, работает следующим образом . Поскольку скорость циркул ции гидридообразовател между верхним и нижним реакторами зависит от регулировки дроссел и количества тепла, добавл емого к дегидриду в трубопроводе 10 (с помощью дополнительного нагревател 13), то тепло, добавленное к дегидриду с помощью нагревател 13, вызывает десорбцию дополнительного водорода, который образует «пузырьки в псевдожидком дегидриде. В другом случае в трубопровод 10 может подаватьс транспортирующий газ, способствуюш ,ий образованию пузырьков. Эти пузырьки уменьшают общий вес материала в трубопроводе 10 и заставл ет дегидрид подниматьс вверх через трубопровод 10 в верхний реактор 2 низкого давлени . После пребывани в верхнем реакторе 2 в течение времени , которое необходимо дл полного дегидридировани , материал под действием силы т жести опускаетс в нижний реактор 1. Реакторы могут выполн тьс с высокими теплопередающими характеристиками и осуществл ть быстрое смещивание псевдожидкого потока с тем, чтобы гарантировать более быстрое завершение реакции, чем среднее врем нахождени материала в реакторах 1 и 2. Или же материал может проходить через реакторы 1 и 2 в виде слоистого или закупоривающего потока, средн скорость которого выбираетс такой, чтобы гарантировать полную реакцию. Работа насоса (фиг. 4) осуществл етс следующим образом. В реактор 2, установленном выше другого реактора, посто нно поддерживаетс низкое давление. Гидридированный материал падает в реактор 2 в точку, наход щуюс на некоторой высоте. По мере десорбции водорода этим материалом тепло абсорбируетс у нагревательно-охладительного элемента 6. Дегидридированный материал смещаетс на дно реактора, так как дегидрид постепенно удал етс с основани реактора 2. Между последним и шлюзовым бункером 15 встроен клапан 17. Последний периодически открываетс дл того, чтобы пропустить материал из реактора 2 в бункер 15, после чего клапан закрываетс Дл создани давлени в бункере 15 в него может добавл тьс водород, однако, это может и не потребоватьс дл правильной работы устройства. У основани бункера 15 установлен другой клапан 18, открывающийс в нижний реактор 1. Когда этот клапан 18 открыт, то дегидридированные частицы падают из шлюзового бункера в нижний реактор 1, и клапан 18 закрываетс . Водород высокого давлени подаетс в реактор 1 через патрубок 3. Этот водород абсорбируетс гидридообразующим материалом, который экзотермически освобождает высокотемпературное тепло, забираемое нагревательно-охладительным элементом 4. У основани реактора 1 установлен клапан 19, открывающийс в нижний шлюзовой бункер 16, в который поступают порции гидридированного материала. После этого в бункер подаетс водород высокого давлени , а как только клапан 19 закрываетс , то открываетс клапан 20, благодар чему водород высокого давлени проходит в бункер 16. Движушийс водород переносит -порошкообразный гидрид в верхний бункер 14, где он собираетс . Из бункера 14 удал ютс водород дл перерегулировки газового давлени до того, как открываетс клапан 21, и порци порошкообразного гидрида упадет в реактор 2 низкого давлени . Противоточный теплообменник 11 термически св зывает гидрид, наход щийс в бункере 16, с гидридообразующим материалом в бункере 15, восстанавлива тем самым часть тепловой энергии гидрида. Использование шлюзового бункера дл транспортировани гидрида применено и к гидридным нагнетательным насосам и к гидридным насосам, в которых реактор высокого давлени установлен над реактором низкого давлени . В этом случае гравитационные силы используютс дл перемещени порошкообразного гидридообразовател вниз через основную часть цикла, а псевдоожиженный поток - дл подъема гидридообразовател с целью завершени цикла. Путем изменени относительного размера шлюзовых бункеров 14, 15 и 16 по отношению к реакторам 1 и 2 система может выполн тьс дл работы как по непрерывному циклу, так и по циклу движущейс порции. Когда бункеры используютс дл передачи порций, которые относительно малы по сравнению с объемом гидрообразова ел в любом из реакторов 1 и 2, то цикл протекает почти непрерывно. Шлюзовые бункеры могут быть выполнены дл размешени в них всего содержимого реакторов 1 и 2, В этом случае насос работает по циклу движущейс порции. Транспортирование гидрида в состо нии псевдожидкого порощка (фиг. 3) заключаетс в том, что количество движущихс частей сводитс до минимума. Поскольку вес столба псевдожидкого гидрида используетс дл поддержани перепада давлений меж ду верхним и нижним реакторами, то вертикальное разделение между реакторами должно выбиратьс с учетом обеспечени требуемого полного перепада давлений. Вомногих случа х и дл многих циклов гидридировани (дегидридировани ) может потребоватьс относительно большое вертикальное разделение агрегатов насоса. Поэтому, использование данного метода рекомендуетс дл транспортировани гидридообразовател дл крупномасштабных промышленных систем. Второй способ псевдоожиженного транспортировани гидридообразователей показан на фиг. 6. Метод, основанный на применении шлаковых бункеров, может примен тьс при малом весе столба гидридообразовател дл поддержани перепада давлений между реакторами. Применение шлюзовых бункеров дл транспортировани гидрида дает р д преимуществ по сравнению с конструкцией по фиг. 5. Устройство может быть выполнено меньших размеров,-поскольку здесь дл создани перепада давлений в системе не требуетс вес гидридообразовател . Однако метод шлюзовых бункеров требует применени большого количества клапанов, работающих в т желых услови х, включающих во многих случа х протекание твердых частиц, в результате чего в данном случае увеличиваетс обслуживание клапанов дл обеспечени их правильной работы.
5.
:d
7
о о
о
iS
//
//7
л
Фиг.г
ч
4
Hjm
Фиг.
ч
vi
ФигЛ
И/т
Фиг. 5
Claims (3)
1. ГИДРИДНЫЙ НАГНЕТАТЕЛЬНО-ТЕПЛОВОЙ НАСОС, содержащий заполненные гидридообразующим материалом реакторы высокого и низкого давления, снабженные нагревательно-охладительными элементами и патрубками подвода и отвода гидрида, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности, реакторы соединены между собой трубопроводами подачи гидрированного и дегидрированного мате риала, имеющими тепловой контакт между собой и снабженными устройствами для перемещения гидрированного и дегидрированного материала из реактора низкого давления в реактор высокого давления и в обратном направлении.
2. Насос по π. 1, отличающийся тем, что реактор низкого давления расположен над реактором высокого давления, а устройства для перемещения гидрированного и дегидрированного материала выполнены в виде дросселя и дополнительного нагревателя, установленных соответственно на трубопроводах подачи гидрированного и дегидрированного материала.
3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что устройства для перемещения гидрированного и дегидрированного материала выполнены в виде шлюзовых бункеров с входными и выходными патрубками, подключенными через клапаны к трубопроводам подачи гидрированного и дегидрированного материала.
Фиг.1 ^//77
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/923,805 US4178987A (en) | 1978-07-12 | 1978-07-12 | Moving bed hydride/dehydride systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1097871A1 true SU1097871A1 (ru) | 1984-06-15 |
Family
ID=25449288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792790595A SU1097871A1 (ru) | 1978-07-12 | 1979-07-12 | Гидридный нагнетательно-тепловой насос |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4178987A (ru) |
EP (1) | EP0007143A1 (ru) |
JP (1) | JPS5533588A (ru) |
CA (1) | CA1128330A (ru) |
SU (1) | SU1097871A1 (ru) |
Families Citing this family (60)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5953201B2 (ja) * | 1979-12-18 | 1984-12-24 | 松下電器産業株式会社 | 水素ガスの精製方法 |
JPS631148Y2 (ru) * | 1980-04-03 | 1988-01-12 | ||
DE3020565A1 (de) * | 1980-05-30 | 1981-12-10 | Studiengesellschaft Kohle mbH, 4330 Mülheim | Verfahren und vorrichtung zur energiesparenden gewinnung von nutzwaerme aus der umgebung oder aus abfallwaerme |
JPS5924357B2 (ja) * | 1980-06-23 | 1984-06-08 | 株式会社神戸製鋼所 | 水素収蔵体を利用した熱交換装置 |
US4366680A (en) * | 1981-01-28 | 1983-01-04 | Lovelace Alan M Administrator | Cycling Joule Thomson refrigerator |
US4436539A (en) | 1981-10-06 | 1984-03-13 | Technion Research And Development Foundation Ltd. | Method and apparatus for air-conditioning by means of a hydrogen heat pump |
US4425318A (en) | 1981-11-12 | 1984-01-10 | Allied Corporation | Hydriding body-centered cubic phase alloys at room temperature |
US4402187A (en) * | 1982-05-12 | 1983-09-06 | Mpd Technology Corporation | Hydrogen compressor |
DE3310012A1 (de) * | 1983-03-19 | 1984-10-18 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren und vorrichtung zum inertisieren von transport-containern |
US4659554A (en) * | 1984-06-04 | 1987-04-21 | Allied Corporation | Low-energy process for separation of hydrogen isotopes |
US4599867A (en) * | 1985-01-25 | 1986-07-15 | Retallick William B | Hydrogen storage cell |
US4641499A (en) * | 1985-02-14 | 1987-02-10 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Ten degree Kelvin hydride refrigerator |
FR2582790B1 (fr) * | 1985-06-04 | 1987-07-24 | Elf Aquitaine | Procede et dispositif thermochimiques de stockage et destockage de chaleur |
DE3639545C1 (de) * | 1986-11-20 | 1988-06-01 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Verfahren zur Waermespeicherung und -transformation sowie Kaelteerzeugung |
ES2036677T3 (es) * | 1987-04-14 | 1993-06-01 | Uwe Rockenfeller | Sistema de acumulacion de energia quimica. |
FR2615601B1 (fr) * | 1987-05-22 | 1989-11-10 | Faiveley Ets | Dispositif et procede pour produire du froid et/ou de la chaleur par reaction solide-gaz |
US4827726A (en) * | 1987-07-14 | 1989-05-09 | Ernest Gladstone | Method of and arrangement for generating hydrogen |
DE3809680A1 (de) * | 1988-03-17 | 1989-09-28 | Mannesmann Ag | Anlage zur verdichtung von wasserstoffgas |
US4928496A (en) * | 1989-04-14 | 1990-05-29 | Advanced Materials Corporation | Hydrogen heat pump |
US4939902A (en) * | 1989-10-24 | 1990-07-10 | Retallick William B | Air conditioner for an automobile |
US5048299A (en) * | 1989-10-24 | 1991-09-17 | Retallick William B | Air conditioner for an automobile |
US5161382A (en) * | 1991-05-24 | 1992-11-10 | Marin Tek, Inc. | Combined cryosorption/auto-refrigerating cascade low temperature system |
JP2624077B2 (ja) * | 1992-02-15 | 1997-06-25 | 日本ケミコン株式会社 | 固体電解コンデンサ |
US5450721A (en) * | 1992-08-04 | 1995-09-19 | Ergenics, Inc. | Exhaust gas preheating system |
JP3407913B2 (ja) * | 1992-12-28 | 2003-05-19 | 三洋電機株式会社 | 水素吸蔵合金を利用した熱輸送システム |
US5386705A (en) * | 1993-08-27 | 1995-02-07 | California Institute Of Technology | Staged regenerative sorption heat pump |
WO1996035079A1 (en) * | 1995-05-02 | 1996-11-07 | Thermal Electric Devices, Inc. | Low mass hydride heat pump |
US6000463A (en) * | 1999-01-19 | 1999-12-14 | Thermal Corp. | Metal hydride heat pump |
US7581698B2 (en) * | 2004-04-23 | 2009-09-01 | Airbus Deutschland Gmbh | Method and apparatus for tempering gaseous and/or liquid media in transportation vehicles, particularly in aircraft |
US7213409B1 (en) * | 2005-07-14 | 2007-05-08 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Reconfigurable hydrogen transfer heating/cooling system |
US8318131B2 (en) | 2008-01-07 | 2012-11-27 | Mcalister Technologies, Llc | Chemical processes and reactors for efficiently producing hydrogen fuels and structural materials, and associated systems and methods |
US9188086B2 (en) | 2008-01-07 | 2015-11-17 | Mcalister Technologies, Llc | Coupled thermochemical reactors and engines, and associated systems and methods |
US7901491B2 (en) * | 2008-03-31 | 2011-03-08 | General Electric Company | Hydrogen storage material and related system |
US8246903B2 (en) * | 2008-09-09 | 2012-08-21 | H.C. Starck Inc. | Dynamic dehydriding of refractory metal powders |
US8441361B2 (en) * | 2010-02-13 | 2013-05-14 | Mcallister Technologies, Llc | Methods and apparatuses for detection of properties of fluid conveyance systems |
GB2474249B (en) * | 2009-10-07 | 2015-11-04 | Mark Collins | An apparatus for generating heat |
WO2011100699A2 (en) | 2010-02-13 | 2011-08-18 | Mcalister Roy E | Reactor vessels with transmissive surfaces for producing hydrogen-based fuels and structural elements, and associated systems and methods |
US8734546B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-05-27 | Mcalister Technologies, Llc | Geothermal energization of a non-combustion chemical reactor and associated systems and methods |
CN103857873A (zh) | 2011-08-12 | 2014-06-11 | 麦卡利斯特技术有限责任公司 | 从水下来源除去和处理气体的系统和方法 |
WO2013025659A1 (en) | 2011-08-12 | 2013-02-21 | Mcalister Technologies, Llc | Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, includings for chemical reactors, and associated systems and methods |
US9302681B2 (en) | 2011-08-12 | 2016-04-05 | Mcalister Technologies, Llc | Mobile transport platforms for producing hydrogen and structural materials, and associated systems and methods |
US8911703B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-12-16 | Mcalister Technologies, Llc | Reducing and/or harvesting drag energy from transport vehicles, including for chemical reactors, and associated systems and methods |
US8821602B2 (en) | 2011-08-12 | 2014-09-02 | Mcalister Technologies, Llc | Systems and methods for providing supplemental aqueous thermal energy |
US10233788B1 (en) * | 2012-04-10 | 2019-03-19 | Neil Tice | Method and apparatus utilizing thermally conductive pumps for conversion of thermal energy to mechanical energy |
US8926719B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-01-06 | Mcalister Technologies, Llc | Method and apparatus for generating hydrogen from metal |
WO2015114716A1 (ja) * | 2014-01-30 | 2015-08-06 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 熱輸送システム |
WO2017017548A1 (en) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Thermax Limited | Regeneration system for a metal hydride heat pump |
JP2018077001A (ja) * | 2016-11-09 | 2018-05-17 | 東洋エンジニアリング株式会社 | ケミカルヒートポンプシステム |
CN108507071B (zh) * | 2017-02-27 | 2020-11-03 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调、用于控制电化学空调的方法 |
CN108507060A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调系统及其控制方法 |
CN108507073A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调系统及其控制方法 |
CN108507064A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调系统及其控制方法 |
CN108507075A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调系统及其控制方法 |
CN108692399A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-10-23 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调系统及其控制方法 |
CN108507074A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调系统及其控制方法 |
CN108507069A (zh) * | 2017-02-27 | 2018-09-07 | 青岛海尔智能技术研发有限公司 | 电化学空调系统及其控制方法 |
SE542957C2 (en) * | 2018-06-05 | 2020-09-22 | Saltx Tech Ab | System and method for energy collecting |
EP4188872A1 (en) * | 2020-07-28 | 2023-06-07 | ExxonMobil Technology and Engineering Company | Continuous thermal compression of hydrogen |
CN113074472B (zh) * | 2021-03-11 | 2022-04-22 | 西安交通大学 | 一种高效回热式热驱动弹热制冷方法及系统 |
GB2621075A (en) * | 2021-05-20 | 2024-01-31 | Nabors Energy Transition Solutions Llc | Systems, devices, and methods for hydrogen energy production and storage |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3922872A (en) * | 1975-02-04 | 1975-12-02 | Us Energy | Iron titanium manganase alloy hydrogen storage |
US3943719A (en) * | 1975-02-26 | 1976-03-16 | Terry Lynn E | Hydride-dehydride power system and methods |
US4044819A (en) * | 1976-02-12 | 1977-08-30 | The United States Of America As Represented By The United States Energy Research And Development Administration | Hydride heat pump |
US4039023A (en) * | 1976-02-25 | 1977-08-02 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus for heat transfer, using metal hydrides |
US4090361A (en) * | 1976-03-15 | 1978-05-23 | Terry Lynn E | Power cycles based upon cyclical hydriding and dehydriding of a material |
US4055962A (en) * | 1976-08-18 | 1977-11-01 | Terry Lynn E | Hydrogen-hydride absorption systems and methods for refrigeration and heat pump cycles |
GB1572737A (en) * | 1977-01-17 | 1980-08-06 | Exxon France | Heat pump |
US4200144A (en) * | 1977-06-02 | 1980-04-29 | Standard Oil Company (Indiana) | Hydride heat pump |
-
1978
- 1978-07-12 US US05/923,805 patent/US4178987A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-06-29 JP JP8254879A patent/JPS5533588A/ja active Pending
- 1979-07-10 CA CA330,721A patent/CA1128330A/en not_active Expired
- 1979-07-10 EP EP79200385A patent/EP0007143A1/en not_active Withdrawn
- 1979-07-12 SU SU792790595A patent/SU1097871A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент СССР № 936829, кл. F 25 В 29/00, 1977. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4178987A (en) | 1979-12-18 |
CA1128330A (en) | 1982-07-27 |
JPS5533588A (en) | 1980-03-08 |
EP0007143A1 (en) | 1980-01-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1097871A1 (ru) | Гидридный нагнетательно-тепловой насос | |
US4055962A (en) | Hydrogen-hydride absorption systems and methods for refrigeration and heat pump cycles | |
EP0028512B1 (en) | Storage and recovery systems for electrically generated energy | |
JPS5855688A (ja) | 金属水素化物を利用した蓄熱システム | |
US3729105A (en) | Liquid sealed solids lock hopper | |
US10184657B2 (en) | Process and apparatus for chemical looping redox combustion with control of the heat exchanges | |
CN108106476B (zh) | 一种连续化学反应法蓄热放热系统 | |
US4769225A (en) | System for exchange of hydrogen between liquid and solid phases | |
Kang et al. | Dynamic behavior of heat and hydrogen transfer in a metal hydride cooling system | |
EP0094136B1 (en) | Process for the separation of hydrogen from a mixture of gases | |
US11255575B2 (en) | Process and system for hot and/or cold energy transfer, transport and/or storage | |
US5955040A (en) | Integrated apparatus and process for high recovery of acetylene from the reaction of calcium carbide with water | |
US3963415A (en) | Method and apparatus for conveying and/or heating coal particles in a dense phase flow | |
WO2017013152A1 (en) | System and method for storing and releasing heat | |
JPS5992902A (ja) | アンモニアからの水素 | |
Blinov et al. | Experimental investigations of thermal processes in the flow-throw hydrogen purification reactor | |
Heung | Developments in tritium storage and transportation at the Savannah River Site | |
JPS60249610A (ja) | 水素化金属を用いるエネルギ−変換装置 | |
JPS6340703A (ja) | 水素ガスの精製方法 | |
JPS59212600A (ja) | 水素の貯蔵方法 | |
Dunikov et al. | Optimization of heat transfer in metal hydride reactor | |
JP3518963B2 (ja) | 水素吸蔵合金を使った蓄熱システムの運転方法 | |
JPS591949B2 (ja) | 水素貯蔵金属を内蔵した熱交換装置の制御方法 | |
JPS59162103A (ja) | 水素の貯蔵方法および貯蔵装置 | |
JPH08119601A (ja) | 水素吸蔵合金を用いた水素貯蔵装置 |