SU1268114A3 - Хемосорбционный аппарат дл нагревани или охлаждени - Google Patents

Description

. J Изобретение относитс  к технике кондиционировани , воздуха, а конкретно к хемосорбционным аппаратам дл  нагревани  или охлаждени  транспортного средства. Целью изобретени   вл етс  повыше ние экономичности и улучшение массогабаритных характеристик. На фиг,1 представлена принципиаль на  схема предлагаемо -о аппарата; на фиг,2 - хемосорбционный аппарат, предназначенный дл  использовани  в качестве блока кондиционировани  воз духа в транспортном средстве; на фиг 3 - внутренн   часть хемосорбционного аппарата; на фиг.4 - термоэлемент разрез; на фиг,5 - вариант хемосорб1П10Я110ГО аппарата, Хемосорбционный аппарат содержит цилиндрический корпус 1, ротор 2 с .чол1)ми тёpмoэлeмeнta }И (элементами) 3, выполне11 1ьгми в виде ребер (фиг.1) или труб (фиг,5) образующих круговую решетку 4, котора  закреплена с возможностью враще.ни  на валу 5. Внутренн   часть корпуса 1 разделена на две части с помощью перегородок 6, а злементы 3 образуют радиальные группы каналов 7 между каждой парой смежньп: элементов 3 (фиг,1 Дл  формировани  каналов 7 (вариант аппарата на фиг,5) корпус 1 дополнителыю снабжен радиальными разделите л ми 8, Перегородки 6 дел т корпус 1 на равные части 9 и 10, причем количество термоэлементов 3 определ ет с  требуемыми входным и выходНым теп ловьпуги потоками, циклическими параметрами и теплоемкостью абсорбента, используемого в элементах 3.. Кроме того, корпус 1 имеет входные 11-14 и выходные 15-18 отверсти  с соответствую Щ мп температурными зонами.. , Каждый элемент 3 разделен на верх нюю часть 19 дл  реактанта, которым Дл  большинства, материалов  вл етсй/ .вод ной пар, и нижнюю часть 20 дл  абсорбента. Из полости элемента 3 с целью повышени  эффективности цлкла может быть откачан воздух. .Дл  обеспечени  высокого уровн  проникнове ни  реактанта абсорбирующий материал взвегаен в пористой структуре 21, Котора  содержит гранулы абсорбента, удаленные друг от -друга на таком рассто нии, что во врем iповторных циклов работы элементов 3 не происходит их соединение luni сдетшение. 142 Кроме того, структура 21 служит дл  предотвращени  распыпивани  частиц на влажном воздухе при многокра ной абсорбции паров воды, что продлевает срок службы абсорбента. Между част ми 19 и 20 может быть предусмотрен фильтр 22, проницаемый только дл  молекул реактанта и блокирующий абсорбент . Этим предотвращаетс  з1агр знение верхней части 19 абсорбентом. В верхней же части 19 может быть установлен фитиль 23 из тканевого материала , предназ1гаченный дл  удержани  большого количества десорбированной воды. В нижней части 20 к стенкам прижата проволочна  сетка 24, Кроме того, внутри каждопо элемента 3 могут быть предусмотрены распорки 25 дл  придани  необходимой жесткости конструкции при работе под вакуумом во внутренней полости элемента 3, Абсорбент может быть также снеша с opVaническим соединением (смолой) «или в жущим материалом (тефлоном) и нанесен в виде сло  на внутреннюю поверхность элемента 3. Это обеспечивает плотный тепловой контакт между абсорбентом h стенками 3, Хемосорбциопный аппарат работает следующим образом, При использовании в качестве охлаждающей системы высокотемпературный материал подаетс  в нижнюю часть 20 группы элементов 3 в одном секторе корпуса 1, Реактант десорбируетс  из .абсорбента и движетс  в верхнюю часть 19, где тепло удал етс  из текучей среды в наружный теплообменник (не показан). Когда группа элементов 3 повернетс  в другую температурную зону, тепло удал етс  из нижних частей 20 элементов 3 с помощью теплообменника в теплрчриемник (не показаны) Стрем сь к химическому равновесию реактант движетс  вниз дл  повторной абсорбции в абсорбент, а его испарение из верхниз4 частей 19 элементов 3 создает охлаждающий выход щий поток, который используетс  дл  охлаждени  ,выхог щей текучей среды. Кондиционер транспортного средства в качестве основной входной энергии использует отход щее тепло двигател . Гор ча  вода подводитс  от блока двигател  при температуре около 110 С через входное отверстие 11 к нижней части 20 элементов 3 и отводитс  через выходное отверстие 15. Отверсти  1) и 15 выполнены дугообразными и занимают несколько промежутков между элементами 3, определ   высокотемпературную зону аппарата. Верхние части 19 элементов 3 контактируют с водой, проход щей от радиатора (не показан) через дугообраз ные входное 12 и выходное 16 отверсти , которые образуют другую температурную зону. Тепло непрерывно удал етс  из верхних частей 19 через ра диатор в теплообменник-(наружный воз дух) , При этом температура верхних частей 19 находитс  в диапазоне 40-85 Разность температур между верхней 19 и нижней 20 част ми позвол ет абсорбенту , наход щемус  в нижних част х 20 элементов 3, десорбировать реактант , который & газообразном состо нии движетс  в верхнюю часть 19 элемента 3. Элементы 3 продолжают поворачиватьс  посредством вала 5 в следующую часть теплового цикла. Нижние части 20, элементов 3 проход т через третью , температурную зону, образованную входным 13 и выходным 17 отверсти ми дл  ц||ркул ции воды из радиатора. Здесь нижние части 20 элементов 3 охлаждаютс  до температуры 40-85 С, при этом парообразный реактант,. наход щийс  в верхних част х ,19 элементов 3,дви жетс  вниз в сторону химического равновеси  дл  абсорбировани  абсорбент том, наход щимс  в нижних част х 20. Испарение реактанта из верхней части 19 создает эффект охлаждени , привод щий к тому, что температура в верхних част х 19 составл ет около 22-35 С Теплообменна  текуча  среда, наприме вода или гликоль, циркулирует через входное 14 и выходное 18 отверсти , чтобы переносить энергию охлаждени  к обычному змеевику вентил тора (не показан) кондиционера воздуха тран- . спортного средства. Воздух охлаждаетс  за счет контакта со змеевиком вентил тора и подаетс  в пассажирский салон. Элементы 3 продолжают поворачиватьс  дл  следующего цикла охлаждени . Предлагаемый хемосорбционный аппарат может быть использован и вкачестве нагревател . При этом нельз  ограничивать его применение только с целью отоплени  в автомобиле, который может обогреватьс  непосредственно через теплообменник с системой циркул ции двигател  или отход 1i теплом. Аппарат может быть нсполь щим зован везде,, где имеютс  тепловой источник и теплоприемник (например, спутники, космические транспортные средства, солнечные кондиционеры воздуха в здани х), Аппарат действует как тепловой или термоэнергетический насос, приводимый в действие реакцией хемосорбции при услови х, когда может быть использован градиент: источник тепли поглотитель. Контакт с тепловым источником у одного конца абсорбционных элементов и наличие теплоприемника у другого конца перекачивают тепловую энергию в одном направлении (десорбци  - хранение). Реверсирование положени  источник - приемник перекачивает энергию в другом направлении (абсорбци  - высвобождение), создава  тепло, отводимое потребителю. Материалами, используемыми.в хемосорбционном аппарате, могут служить обычные сухие и жидкие абсорбенты, например силикагель, цеолиты, солевые растворы, гликоли и т.д. Однако предпочтительными с точки зрени  эффективности переноса тепловой энергии и низкой стоимости  вл ютс  сухие химические абсорбенты: щелочные или щелочно-железистые галогениды , аммониакаты (аммоний в качестве реактанта) биоксалат натри , окись магни , хлорид лити  или хлорид кальци . Другие сухие абсорбенты и соответствующие реактанты могут быть вы влены путем выбора химических равновесных состо ний,пригодных дл  требуемых рабочих условий. Пориста  структура дл  абсорбента может быть получена в виде тканого материала, например замши, металлической или органической губки или керамики или металлической пены, поставл емой под фирменным названием Дуоцел. Пригодна  дл  использовани  система кондиционировани  воздуха может быть выполнена на 20-60 ребрахкруглой решетки, причем частота вращени  составл ет одного оборота за 15-20 мин. ормулй изобретени  1. Хемосорбционный аппарат дл  нагревани  или охлаждени , содержащий

., s12

цилиндрический корпус, ра деленмый на температурные зоны и имеющий входное и, выходное отверсти  в каждой из них, и ковксиально установленный в корпусе ротор в виде укрепленных на приводном валу полых термоэлементов, образующих круговую решетку in заполненных абсорбентом и реактантом,которые способны соедин тьс  один с другим с высвобождением тепла абсорбции или диссоциировать с поглощением тепла в .зависимости от уровн  температур , подводимых к. термоэлементам в соответствующих температурньк зонах, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повьшени  экономичности и улучшени  массогабаритных характеристик, ,корпус с .термоэлементами разделен на две части с помощью секторньск перегородок , установленных в одной плоскости между.термоэлементами, причем одна часть, каждого элемента заполнена абсорбентом, а друга  - реактантом.

2.Аппарат по п,1, о т л и ч а (О щ и и с   тем, что полости. термоэлементов дополнительно заполнены пористой структурой, в которой взвешен абсорбент.

3.Аппарат по п.1, о т ли ч а ю ГЦ и и с   тем,, что абсорбент прикреплен к внутренней поверхности термоэлементов с помощью органической смолы или нанесен на нее в виде сло  его смеси со св зук цим веществом.

4.Аппарат по п.t, отличающийс  тем, то в одной части термоэлемента дополнительно установлен фитиль.

1

5.Аппарат поп., отличающийс  тем, что части каждого термоэлемента, содержащие абсорбент

и реактант, разделены с Помощью фильтра , проницаемого только дл  реактанта;

(риг. J

ы

19 25

22

24

20 25

ij

us. S

Claims (5)

1. Формул^ изобретения

   1. Хемосорбционный аппарат для нагревания или .охлаждения, содержащий цилиндрический корпус, разделенный на температурные зоны и имеющий входное и, выходное отверстия в каждой из них; и коаксиально установленный в корпусе ротор в виде укрепленных на приводном валу полых термоэлементов, образующих круговую решетку и заполненных абсорбентом и реактантом,которые способны соединяться один с другим с высвобождением тепла абсорбции или диссоциировать с поглощением тепла в зависимости от уровня температур, подводимых к, термоэлементам в соответствующих температурных зонах, о т лича ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности и улучшения массогабаритных характеристик, корпус с .термоэлементами разделен на две части с помощью секторных перегородок, установленных в одной плоскости между термоэлементами, причем одна часть, каждого элемента заполнена абсорбентом, в другая - реактантом.
2. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что полости,термоэлементов дополнительно заполнены пористой структурой, в которой вэве-

   5 шен абсорбент.
3. 3. Аппарат по π.1, о т л’и ч βίο щ и й с я тем₀ что абсорбент прикреплен к внутренней поверхности термоэлементов с помощью органической

   10 смолы или нанесен на нее в виде слоя его смеси со связующим веществом.
4. 4. Аппарат по η.I, отличающийся тем, Что в одной части

   15 термоэлемента дополнительно установлен фитиль.

   i
5. 5. Аппарат по π.1, отличающийся тем, что части каждого

   20 термоэлемента, содержащие абсорбент и реактант, разделены с Помощью фильтра, проницаемого только для реактанта.

   фиг. 2

   1268114.

   Фиг. У . г