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Erfindung
Russische Föderation Patent RU2161759

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR UMWANDLUNG VON WÄRME

Name des Erfinders:. Samhan I.I; Zolotarev, GV
Der Name des Patentinhabers: Samhan Igor Isaakovich
Korrespondenzanschrift: 150014, Yaroslavl, ul.B. 73 Oktober kv.87, Samhan II
Startdatum des Patents: 1998.06.04

Arbeits Mittwoch vermindertem Druck in dem Verdampfer verdampft bei einer Wärmequelle niedrigen Temperatur Absorption. Als nächstes wird das Arbeitsmedium in einem Kompressor komprimiert und zu der Strahlvorrichtung zugeführt, wo es mit dem Flüssigkeitsstrom Eintritt in den Abscheider installiert stromab des Kondensators gemischt wird. Der Kondensator Fluidstrom aus der Strahlvorrichtung gerichtet, wo es durch Wärmeübertragung zu dem Hochtemperatur-Empfänger gekühlt wird. Die Verwendung der Erfindung wird die Energieeffizienz der termotrasformatsii durch Verringerung des spezifischen Energieverbrauchs zu verbessern.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Energiesystem, insbesondere ein Verfahren der thermischen Energie von relativ niedrigem Temperaturniveau Wärme in der Hochtemperaturstufe überführt und kann zum Heizen und Kühlen verwendet werden.

Weithin bekannt Dampf thermotransformation Kompressionsverfahren [1] , umfassend die Verdampfung des Arbeitsmittels unter vermindertem Druck, durch Wärmeaufnahme von einer Niedertemperaturquelle gefolgt, Kompression des Arbeitsmittels in der Dampfphase durch einen Kompressor, Kühlen und Kondensieren des Arbeitsmediums auf die Übertragung während dieser Wärmeenergie über die Hochtemperatur - Empfänger befreit und Senkung der Arbeitsflüssigkeit (in der Regel Drosselung) vor Verdunstung.

Bekannten Dampfstrahlverfahren thermotransformation [2] als Vergleichs ausgewählten am nächsten an der vorliegenden Erfindung durch die Kombination der Merkmale (Prototyp), die aufgrund der Absorption von Wärmeenergie von Niedertemperaturquelle in der Verdampfung des Arbeitsumgebung mit reduziertem Druck besteht, Kompression dieses Teils der Arbeitsumgebung in der Strahlmischeinrichtung es mit dem anderen Teil Fluidarbeits während dieser Wärmeenergie über die Hochtemperatur-Empfänger einen hohen Druck, Abkühlen und Kondensieren des Arbeitsfluids nach der Tintenstrahlvorrichtung mit der Übertragung der freigesetzten, wobei die Trennung des Arbeitsmediums auf der Seite, Absenken des Drucks von einem der Teile des Arbeitsmediums (Drossel- oder detandirovaniem) und Verdampfung bei Kontakt mit Niedertemperaturquelle, einem anderen Teil der Unterdruckpumpe und der Arbeitsfluidverdampfung unter Verwendung von Hochenergiequelle. Bei diesem Verfahren geliefert beiden Strömungsstrahlvorrichtung mit unterschiedlichen Dampfdruck.

Vorrichtung von Wärmeenergie für die Transformation (Kältemaschine oder Wärmepumpe), einschließlich der Zirkulationskreislauf mit darin montierten sequentiell Verdampfer, Sprühmaschine, Kühler (Kondensator), Drossel- oder Expansionseinrichtung , und eine zusätzliche Zirkulationskreislauf (Kommunikation) mit einer Hochdruckpumpe und dem Verdampfer und mit dem Hauptstromkreis von der Pumpe zwischen dem Kühler und der Drosselklappe und der Hochdruckseite des Verdampfers - zum Strahlvorrichtung. Strahlvorrichtung bekannte Vorrichtung ist eine Dampfstrahlpumpe, die die beiden Ströme von unterschiedlichen Dampfdruck mischen [2].

Das bekannte Verfahren hat eine Reihe von Vorteilen, wie eine einfache Implementierung, Betriebssicherheit und relativ niedrigen Kosten. Jedoch ist die Energieeffizienz vergleichsweise klein und inferior Wirkungsgrad Dampfkompressionsverfahren.

Das Ziel der Erfindung ist es, die Energieeffizienz thermotransformation durch Verringerung des Anteils des Verbrauchs in den Prozess der mechanischen Arbeit oder Wärmequelle mit hoher Temperatur zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Umwandlung von thermischer Energie erreicht wird , die Verdampfung des Arbeitsumgebung mit reduziertem Druck mit Wärmeabsorption , umfassend ein Niedertemperaturquelle, Teile Arbeitsfluidströmen in den Strahlmischvorrichtung, mit Arbeitsumgebung hoher Temperatur Empfänger Trennung Wärmeübertragungsmedium - Strömungskühl Teil und Absenken des Drucks eines Teils des Arbeitsfluids in der Düsenvorrichtung fließt gemischten Flüssigkeit und Dampf Teile des Arbeitsmediums, das letztere in die Strahlverdichtereinheit zugeführt wird.

Darüber hinaus sind die Merkmale des Verfahrens führt ein technisches Ergebnis zu erhalten , wie folgt:

  • Einspeisung in die Strahlvorrichtung der Treibflüssigkeit nach dem Abkühlen;
  • Einspeisung in die Strahlvorrichtung weiterhin einen Teil des erhitzten flüssigen Arbeitsmediums;
  • der Druckabfall von einem der Teile der Arbeitsumgebung durch Drosselung;
  • eine zusätzliche Kühlung ist ein Teil seiner Drosselung der Arbeitsumgebung;
  • Verwendung als Arbeitsmedium Fluidmischungen mit unterschiedlichen Siedepunkten;
  • der flüssige Teil des zusätzlichen Fluids Kompression arbeitet, bevor es in die Strahlvorrichtung zugeführt.

In einer Vorrichtung zur thermischen Energie transformiert, umfassend eine Zirkulationsschleife eingebaut es Strahlvorrichtung konsistent Verdampfer gekoppelt es zuzuführen Dampfstrom, Kühler, Drossel- oder Expansionseinrichtung und Dienstprogramme die Strahlvorrichtung ferner einzuspeisen Kommunikationsstrahlvorrichtung zu verbinden Zirkulationsströmungs Kontur in dem Bereich zwischen dem Kühler und der Drossel (expander) Flüssigkeitszirkulationskreislauf und dem Bereich zwischen der Düseneinheit und einem Verdampfer installiert Kompressor zuzuführen.

Weitere Besonderheiten des Gerätes sind:

  • zusätzliche Verbindung der Strahlvorrichtung in dem Bereich zwischen der Düseneinheit und dem Kühler zu der Zirkulationsschleife;
  • einschließlich in einer Pumpe für eine Fluidverbindung zu pumpen;
  • Installation zwischen dem Kühler und dem Drossel des Trenngefäßes;
  • Installation vor der Drossel (Expander) Zusatzkühler.

Somit wird in dem vorliegenden Verfahren, im Gegensatz zu den bekannten Verdichtungsvorgang Dampfstrahl-Arbeitsmedium in Dampfkompressionseinheit durch einen Teil des Arbeitsmediums ursprünglich Kompressor ersetzt und dann in Dampf-Flüssigkeitsstrahlvorrichtung.

Der Dampf-Flüssigkeitsstrahlvorrichtung Mischung erreicht Schallgeschwindigkeit, bei dem Druck ein Sprung bei gleichzeitiger Kondensation von Dampf ist und die Temperaturerhöhung.

In dem vorgeschlagenen Verfahren im Gegensatz zu den bekannten keine hohe Temperatur Energiequelle erfordern Dampfüberdruck und die möglichen Kosten der mechanischen Energie zu dem Zwischendampfkompression in der ersten Stufe oder Flüssigkeitskompression zu der Strahlvorrichtung zugeführt wird, viel kleiner als vergleichbare Kosten eines Dampfkompressionsprozess auf derselben zu erzeugen, Kompression. Daher schlug die Energieeffizienz (Koeffizienten oder thermotransformation) Verfahren nicht nur deutlich höher im Vergleich zu dem bekannten Verfahren, sondern auch im Vergleich mit dem Dampfkompressionsverfahren.

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR UMWANDLUNG VON WÄRME

Das Wesentliche des Verfahrens ist für die Realisierung, dargestellt in Figur eine schematische Darstellung der Anlage veranschaulicht. 1 und das herkömmliche Verfahren Charakteristik des Bildes in den Koordinaten dieses Verfahrens ist die absolute Temperatur T - Entropie S klassische Fig. 2.

Die Vorrichtung von Fig. 1 enthält eine Zirkulationsschleife 1, 2, umfassend einen Verdampfer, einen Kompressor 3, der Düsenvorrichtung 4, den Kühler 5, einen Trennbehälter 6-Kühler 7 und einem Drosselventil 8 für die Zirkulation der flüssigen Komponente des Arbeitsmediums hat eine Pumpe 9 und Kommunikations 10, 11. Der Verdampfer 2 verbunden ist, ein Niedertemperatur-Wärmequelle 12 und der Kühler 5 - Hochtemperatur-Wärme Empfänger 13. der Nachkühler 7 und hat externe Kühlung (Pfeile).

Fig. 2 zeigt die folgenden Prozesse der Betriebsumgebung zu ändern:

1-2 - die Verdampfung des Arbeitsmediums mit der Absorption von Quelle thermische Energie von Niedertemperaturwärme;

2.3 - Kompression des Arbeitsmitteldampf auf einen Zwischendruck mit dem mechanischen Kompressor;

3-4-8-7 - eine Mischung aus Dampf und Flüssigkeitsanteile der Arbeitsumgebung in der Strahlvorrichtung;

4-5 - Kompression des Arbeitsmediums in der Strahlvorrichtung infolge von Stößen;

5-6 - Rückkehr des erwärmten flüssigen Arbeitsmedium in der Strahlvorrichtung mit einer Erhöhung seiner Geschwindigkeit;

5-7 - isobaren Abkühlung der Flüssigkeit mit Wärmeenergieübertragung zu externen Verbraucher Arbeitsmedium;

7-8 - der Ablauf der Kühlflüssigkeit in der Strahlvorrichtung Arbeitsmedium;

7-9 - weiter den Rest der Arbeitsumgebung Kühlung;

01.09 - Drosselung des verdampften Arbeitsmediums.

Bildprozesse des Verfahrens von Fig. 2 ist eine schematische und dient zur Veranschaulichung, da ein hinreichend genaues Bild dieser Prozesse ist wegen ihrer Unstetigkeit sehr schwierig und variable Arbeitsfluid Masse.

Die Energiebilanz des Verfahrens, wie üblich, was die Tatsache widerspiegelt, dass die Energiemenge in einem Arbeitsmittelkreislauf erzeugt wird, gleich der Energie thermische Energie externen Empfänger aufgegeben. Insbesondere die Menge der Energie , die durch das Arbeitsmedium durch Verdampfung und Verdichtung Q 1-2 Q 2-3 (und möglicherweise aus anderen Quellen), die gleich der Wärmemenge Q 5-7 und Q 7-9, übermittelt durch die verschiedenen Komponenten der Arbeitsumgebung erhalten externe Kunden.

Die Wirksamkeit des vorgeschlagenen Verfahrens durch thermotransformation Verwendung als eine Stufe der Kompression in der Wärmepumpe oder der Dampf-Flüssigkeitsstrahlvorrichtung Kühlvorrichtung.

Das Verfahren kann beispielsweise R 12, R 22, R 134a, etc. oder Mischungen davon untereinander oder mit anderen Flüssigkeiten (mineralische oder synthetische Öle, Wasser und dergleichen unter Verwendung einer herkömmlichen Wärmepumpe und niedrigsiedenden Flüssigkeiten Haushaltskühlgeräten, durchgeführt werden. d.).

Das vorgeschlagene Verfahren kann deutlich früher erreicht technische und wirtschaftliche Indikatoren thermotransformation Prozesse zu verbessern.

Verwendung von Quellen

1. EY Sokolov, VM Brodyansky Energiegrundlagen der Wärmetransformation und Kühlprozesse. - M: Energoizdat 1981, p.. 14-66.

2. Thermische Grundlagen der künstlichen Kälte. Directory. - M: Lebensmittelindustrie, 1980, S... 50-51.

FORDERUNGEN

1. Verfahren zur Wärmetransformation eines Arbeitsfluids, umfassend Unterdruck des Unterdruck, gefolgt von der Absorption der Niedertemperatur-Wärmequelle Ströme Mischteilen Arbeitsfluid in der Strahlvorrichtung, Kühlmittelströmung von der Hochtemperatur-Wärmeübertragung auf den Empfänger, die Trennung von Arbeitsfluid in Teile Verdampferteil ein Teil des Arbeitsmittels, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlvorrichtung gemischten Flüssigkeit und Dampf Teile des Arbeitsmediums fließt, in die Strahlverdichtereinheit zugeführt, wobei die letztere.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlvorrichtung Teil der Flüssigkeit zurückgeführt wird Arbeitsfluid nach dem Abkühlen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführabschnitt Strahlvorrichtung erhitzt flüssigen Arbeitsmediums.

4. Verfahren nach den Ansprüchen von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckabfall von einem der Teile wird durch Drosselung der Arbeitsumgebung durchgeführt.

5. Verfahren nach Anspruch. 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, bevor ein Teil davon wird weiter Drosselung Arbeitsfluid gekühlt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, daß als Arbeitsmedium gekennzeichnet ist eine Mischung aus Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkten.

7. Verfahren nach den Ansprüchen von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Anteil des Arbeitsmediums vor der Strahlvorrichtung weiter komprimiert zu gelangen.

8. Vorrichtung zur Transformation einer Wärmezirkulationsschleife mit darin gekoppelten Verdampfer nacheinander Strahlvorrichtung definiert darin eine Dampfströmung zu liefern, Kühler oder Drosselklappen expander Kommunikation und die zusätzlichen Fäden Strahlvorrichtung zuzuführen, dadurch gekennzeichnet, Kommunikationsvorrichtung an einem Strahlzirkulationskreis auf einer Seite zwischen dem Kühler und der Drossel (expander) angeschlossen Flüssigkeitszirkulationskreislauf und dem Bereich zwischen der Düseneinheit und einem Verdampfer installiert Kompressor zuzuführen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahleinrichtung eine zusätzliche Verbindung zu der Zirkulationsschleife in dem Bereich zwischen der Düseneinheit und dem Ladeluftkühler aufweist.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, wobei die Kommunikationspumpenfluid zu pumpen, umfassen.

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 - 10, daß zwischen dem Kühler und der Drossel installiert Isolationskapazität aus.

12. Vorrichtung nach Anspruch. 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Drossel (Expander), einen optionalen Kühler.

Druckversion
Erscheinungsdatum 30.12.2006gg