Анализ на ефективността на различни видове термопомпи. Абсорбционни термопомпи с литиев бромид

Малко хора знаят какво е абсорбционна термопомпа и как работи. Устройството става все по-популярно. Може да се предположи, че в близко бъдеще ATH ще заеме водеща позиция в съответния пазарен сегмент.

В тази статия ще се опитаме да опишем най-общо какво представлява абсорбционната помпа и как работи. Подробен цикъл на работа ще бъде описан в една от следващите публикации.

Принцип на действие

Понякога ATH се бърка с адсорбционните термопомпи, но това не е вярно. За разлика от последните, принципът на действие на абсорбционните термопомпи се основава на използването на течен абсорбент. В общи линии абсорбционните термопомпи функционират по същия начин като .

Оборудването се състои от няколко топлообменника. Те са свързани чрез вериги, които насърчават циркулацията на хладилни агенти и абсорбенти. Принципът на действие е абсорбцията на пара, която се характеризира с по-ниска температура, от абсорбента. Успоредно с тези процеси се отделя необходимото количество топлина.

В резултат на това хладилният агент (охладителят) започва да кипи под вакуум; абсорбентът влиза в генератора, което води до елиминиране на наскоро абсорбираната водна пара. Сега абсорберът отново получава солен концентрат, а изпарителят - пари на хладилен агент.

Абсорбентът обикновено е разтвор на сол на литиев бромид (LiBr) във вода. Следователно, такова оборудване се нарича абсорбционни литиево-бромидни термопомпи (ABTN)

Поради протичащите процеси оборудването генерира топлина. Обхватът на абсорбционните термопомпи е доста широк. Основното нещо е да се вземе предвид конкретната цел на помпата и за каква цел е предназначена.

Предимства и недостатъци на абсорбционните термопомпи

Абсорбционната термопомпа има много предимства. Сред тях най-значимите са:

• Загряване на средата до +60 / +80 °С;
• Широк диапазон на топлинна мощност, който варира от няколко киловата до мегавата;
• Дълъг експлоатационен живот, особено в сравнение с устройства от типа на парния компресор;
• Ефективността достига 30-40% и се определя от избрания режим на работа;
• Обхватът на приложение непрекъснато се увеличава;
• Като източник на енергия се използва вряща вода, пара, някои видове газове;
• Принципът на действие на абсорбционната термопомпа не предвижда голям брой движещи се части, които създават шум по време на работа.

В допълнение към предимствата на такова оборудване има и недостатъци:

• Висока цена;
• Търсене на налична нискотемпературна топлина;
• Дълъг период на изплащане при случайна употреба.

По принцип абсорбционните термопомпи са доста обемисти единици и се използват в промишлеността. Това се дължи на наличието на голямо количество нискотемпературна топлина в индустрии, предприятия, фабрики.

И накрая, абсорбционните термопомпи са надеждни. Частите са изработени от висококачествени материали, които перфектно се справят с функциите си. Корпусът е издръжлив, издържа на тежки механични удари, устойчив на вредни фактори на околната среда.

ATH се използват главно в индустрията, но вече се предлагат малки абсорбционни термопомпи за дома. Единственото ограничение при тяхното използване е необходимостта от нискотемпературна топлина във формата, в която тя може да се абсорбира от абсорбента.

Принцип на работа на термопомпа въздух-въздух R...

Изчисляване на термопомпа въздух-вода за отопление...

Термопомпи руско производство...

Монтирането на външното тяло на термопомпата е правилно...

Принципът на действие на термопомпата вода-вода е...

Монтаж на термопомпа въздух-въздух - не в...

Термопомпи за отопление на дома - ревюта ...

Ефективност на термопомпа за отопление - реални цифри...

При проектирането на термопомпена инсталация понякога се налага да изберете термопомпа за отоплителна система с висока температурна крива, например 60/45 °C. Възможността за получаване на високи температури би разширила обхвата на термопомпите. Това е особено вярно за, тъй като те се влияят от температурните колебания в околния въздух.

Повечето термопомпи са в състояние да постигнат температурна разлика между нискокачествения източник на топлина и подаването на отопление от не повече от 60°C. Това означава, че при температура на околната среда от -15 °C, максималната температура на подаване не надвишава 45 °C за термопомпа с въздушен източник. Това вече няма да е достатъчно за загряване на топла вода.

Проблемът е, че температурата на парите на хладилния агент в компресора по време на компресия не може да надвишава 135°C. В противен случай маслото, добавено към веригата на хладилния агент, ще започне да се коксува. Това може да доведе до повреда на компресора на термопомпата.

Графиката на налягането и енталпията (енергийно съдържание) показва, че максималната температура в отоплителната система не може да надвишава 45 °C, ако термопомпата с въздушен източник работи при температура на околната среда от -15 °C.

За да се реши този проблем, беше прието просто, но в същото време много ефективно решение. Към веригата на работния флуид е добавен допълнителен топлообменник и разширителен вентил (EXV).

Част от хладилния агент (от 10 до 25%) след кондензатора се отвежда към допълнителен разширителен вентил. Във клапана работният флуид се разширява и след това се подава към допълнителен топлообменник. Този топлообменник служи като изпарител за този хладилен агент. След това нискотемпературната пара се впръсква директно в компресора. За този компресор високотемпературна термопомпаоборудван с още един вход. Такива компресори се наричат ​​компресори "EVI" (междинно впръскване на пари). Този процес се случва по време на втората трета от компресията на изпарения хладилен агент.

Източникът на топлина в спомагателния топлообменник е оставащият хладилен агент, подаван към главния разширителен вентил. Има и положителен ефект. Основният поток хладилен агент се преохлажда с 8-12 °C и влиза в изпарителя с по-ниска температура. Това ви позволява да абсорбирате повече естествена топлина.

Поради тези процеси има "изместване" на температурата, показано на диаграмата. По този начин е възможно парата да се компресира повече в компресора, като се достигне необходимия индикатор за налягане и не се превишава максималната температура от 135 °C.

Въпреки използването на технологията за междинно впръскване на пара, не е възможно да се постигне температура на подаване към топлоснабдителната система над 65 ° C в термопомпи с този дизайн. Максималното налягане на хладилния агент трябва да бъде такова, че в момента на започване на кондензацията работният флуид да не надвишава стойност на температурата, по-голяма от критичната точка. Например, за често използвания хладилен агент R410A, тази точка е 67°C. В противен случай хладилният агент ще премине в нестабилно състояние и няма да може „правилно“ да кондензира.

В допълнение към повишаването на максималната температура, EVI технологията значително се подобрява . Графиката по-долу показва разликата в ефективността между термопомпа, оборудвана с технология за междинно впръскване на пара и конвенционална термопомпа. Благодарение на това свойство компресорите EVI се монтират и в термопомпи земя-вода и вода-вода.

При проектиране на система за топлоснабдяване с термопомпа трябва да се даде предпочитание на нискотемпературни криви на отопление. На такива изисквания отговарят системите за подово отопление, топли/студени стени, вентилаторни конвектори и др. Въпреки това, ако са необходими по-високи температури, трябва да се използват високотемпературни термопомпи с EVI технология за междинно впръскване на пари.

Абсорбционните системи използват способността на течностите и солите да абсорбират парите на работния флуид. Най-често срещаните източници на работна пара за абсорбционните системи са:

Вода - работна течност и литиев бромид - абсорбент;

Амонякът е работният флуид, а водата е абсорбентът.

Схема на абсорбционна термопомпа на фиг. 3.6.

Газообразният работен агент, напускащ изпарителя, се абсорбира от разтворителя в абсорбера, в резултат на което се отделя топлината на абсорбция. Полученият разтвор, обогатен с работен агент, се подава в генератора с помощта на помпа, която осигурява повишаване на налягането. В генератора работният агент се изпарява от разтвора чрез външен източник на топлина (например горелка за природен газ или LPG или от отпадна топлина от друг процес). Комбинацията от абсорбатор и генератор действа като термичен компресор, осигуряващ повишаване на температурата и налягането. Оставяйки генератора под високо налягане, работният агент навлиза в кондензатора, където кондензира, отделяйки високопотенциална топлина.

Консумацията на енергия на помпата за разтворител в абсорбционна термопомпа е значително по-ниска от консумацията на енергия на помпа в компресионна термопомпа (консумацията на енергия за изпомпване на течност е по-ниска, отколкото за компресиране и изпомпване на газ).

Ориз. 3.6. Схема на абсорбционна термопомпа

Q c - топлина, подадена на консуматора, Q n - висок потенциал

топлина, Q n - нискокачествена топлина, Q A - топлина

доставен на потребителя (топлина на абсорбция)

Когато се използва парна среда, където разтворителят има само ниско парциално налягане в сравнение с хладилния агент, високочестотните пари на хладилен агент се освобождават по време на процеса на изпаряване. Въпреки това, работната двойка вещества амоняк-вода не се прилага в този случай, тъй като водната пара се отделя заедно с амонячната пара и следователно е необходимо допълнително свързване на устройство за дестилация.

Схематична диаграма на абсорбционна термопомпа е показана на фиг. 3.7.

Ориз. 3.7. Схематична диаграма на абсорбционна термопомпа:

1-генератор високо налягане HVD; 2- генератор за ниско налягане GND; 3-кондензатор; 4-изпарител; 5-абсорбер; 6-нискотемпературен топлообменник; 7-високотемпературен топлообменник; 8- топлообменник за кондензирана вода; 9-помпа за разтвор; 10-хладилен агент

Ефективността на абсорбционната помпа е коефициентът на преобразуване или условната топлинна ефективност, изчислен като съотношението на количеството топлина, получено от потребителя, към енергията, консумирана от горивото. Ако отпадната топлина се използва като източник на енергия за генератора, тогава съответната стойност се изчислява като съотношението на количеството топлина, получено от потребителя, към цената на отпадната топлина. Условната топлинна ефективност на съвременните абсорбционни термопомпи достига 1,5. Съотношението на топлинната мощност, произведена от помпата и мощността на абсорбера (поради абсорбционната топлина) обикновено е около 1,6. Настоящите системи вода-литиев бромид осигуряват температура на изхода на помпата от 100 0 C и повишаване на температурата от 65 0 C. Системите от ново поколение ще осигурят по-високи изходни температури до 260 0 C и по-високи повишения на температурата.

В зависимост от начина на нагряване на генератора се разграничават устройства с нагряване с пара (пара), гореща течност (гореща вода) и горещ въздух (отработени и горими газове).

Появата на по-високи температури при директното изгаряне на горими газове е свързана с големи ексергични загуби, така че абсорбционните хладилни и термопомпени инсталации от този тип се използват само в редки случаи.

Абсорбционните термопомпи пренасят топлинна енергия от среда с ниска температура към среда със средна температура, използвайки висок потенциал. Например, за пренос на топлина от Thermax ABTN, пара, гореща вода, отработени газове, гориво, геотермална енергия или комбинация от двете се използват като източник на енергия с висок потенциал. Такива термопомпи спестяват около 35% от топлинната енергия.

Индустриална абсорбционна термопомпа е показана на Фигура 3.8.

Ориз. 3.8. Абсорбционна термопомпа

ABTH Thermax се използват широко в Европа, Скандинавия и Китай за централно отопление. Термопомпите се използват и в индустрии като текстил, храни, автомобилостроене, растително масло и домакински уреди. Thermax има инсталирани термопомпи с общ капацитет над 100 MW по целия свят.

Основното предимство на абсорбционните термопомпи е възможността да използват не само скъпо електричество за своята работа, но и всеки източник на топлина с достатъчна температура и мощност - прегрята или отработена пара, пламъка на газ, бензин и всякакви други горелки - до изгорелите газове газове и слънчева енергия.

Освен това тези устройства са особено удобни в домашни приложения, конструкции, които не съдържат движещи се части и поради това са практически безшумни.

При битови модели работният флуид в използваните там обеми не представлява голяма опасност за другите, дори в случай на аварийно разхерметизиране на работната част.

Недостатъци на ABN:

По-ниска ефективност в сравнение с компресията;

Сложността на конструкцията на самия блок и доста голямото корозионно натоварване от работния флуид, което изисква или използването на скъпи и трудни за обработка устойчиви на корозия материали, или намаляване на експлоатационния живот на уреда до 5-7 години.

Много дизайни са много критични за поставянето по време на монтажа, т.е. изискват много внимателно подравняване на уреда.

За разлика от машините за компресия, абсорбционните машини не се страхуват толкова от твърде ниски температури - тяхната ефективност е просто намалена.

В момента в Европа газовите котли понякога се заменят с абсорбционни термопомпи, загрявани от газова горелка или дизелово гориво - те позволяват не само да се използва топлината от изгаряне на горивото, но и да се „изпомпва“ допълнителна топлина от улицата или от дълбините на земята.

Абсорбционните термопомпи пренасят топлинна енергия от среда с ниска температура към среда със средна температура, използвайки енергия с висок потенциал. Преносът на топлина ABTN Thermax използва водна пара, гореща вода, отработени газове, гориво, геотермална енергия или комбинация от двете като източник на енергия с висок потенциал. Такива термопомпи спестяват около 35% от топлинната енергия.

ABTH Thermax се използват широко в Европа, Скандинавия и Китай за централно отопление. Термопомпите се използват и в следните индустрии: текстилна, хранителна, автомобилна, растителна и битова техника. Thermax има инсталирани термопомпи с общ капацитет над 100 MW по целия свят.
Газова абсорбционна термопомпа, Парна абсорбционна термопомпа

Спецификации:

• Мощност: 0,25 - 40 MW.
• Температура на загрята вода: до 90ºC.
• Високопотенциални източници на топлина: отработени газове, пара, гореща вода, течни/газообразни горива (поотделно или заедно).
• Коефициент на охлаждане: 1,65 - 1,75.

Термични преобразуватели

При втори тип абсорбционна термопомпа, известна още като термичен преобразувател, топлината със среден потенциал се преобразува в топлина с висок потенциал. С помощта на топлинен преобразувател може да се оползотвори отпадната топлина и да се получи топлина с висок потенциал.

Входящият източник на топлина, т.е. среднотемпературната отпадна топлина, се подава към изпарителя и генератора. В абсорбера се отделя полезна топлина с по-висока температура. Такива термични преобразуватели могат да постигнат температура на изхода до 160ºC, обикновено с температурен спад до 50ºC.

Thermax наскоро пусна в експлоатация термичен конвертор в съоръжението на Asia Silicone в Западен Китай. Фирмата произвежда полимерно фолио за фотоволтаични клетки, като в този процес се използва вода с температура 100ºC. По време на процеса водата се загрява до 108ºC. След това водата се охлажда до 100ºC в сух охладител, докато топлината се отделя в атмосферата. С помощта на термичен преобразувател 45% от наличната топлина се превръща във водна пара при налягане 4 бара, която се използва в процеса.

Спецификации:

• Мощност: 0,5 - 10 MW.
• Температура на топлата вода: до 160ºC.
• Среден потенциален източник на топлина: пара, гореща вода, течно/газообразно гориво (поотделно или заедно).
• Коефициент на охлаждане: 0,4 - 0,47.

Презентация за приложението на ABTN

Центробежната термопомпа съдържа парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, свързани един с друг. За да се гарантира надеждността на помпата при заплаха от кристализация в абсорбиращия поток на течността, помпата съдържа средство, което е чувствително към началото на кристализацията на абсорбента в работния флуид или към появата на неприемливо високо вискозитет, както и средство за предотвратяване на по-нататъшна кристализация и/или за разтваряне на кристализирания разтвор или намаляване на високия вискозитет. 8 с. и 6 z.p.f-ly, 6 ill.

Настоящото изобретение се отнася до абсорбционни термопомпи, по-специално до абсорбционни центробежни термопомпи, и до метод за работа на споменатите термопомпи. Абсорбционните термопомпи съдържат следните компоненти: изпарител, абсорбатор, генератор, кондензатор и по избор топлообменник на разтвор; и се зарежда със съответната работна смес в течна фаза. Работната смес съдържа летлив компонент и абсорбент за него. При абсорбционните термопомпи високотемпературният източник на топлина, така наречената висококачествена топлина, и нискотемпературният източник на топлина, така наречената нискокачествена топлина, предават топлината към термопомпата, която след това прехвърля (или изхвърля) сумата от вложената топлина от двата източника при междинна температура. При работата на конвенционалните абсорбционни термопомпи, богата на летливи работна смес (наричана по-долу „R Mix“ за удобство) се нагрява под налягане в генератора посредством висока потенциална топлина, така че да се образуват летливи съставни пари и работна смес който е по-малко богат или беден на летливи компонент (наричан по-долу "Смес L" за удобство). В известните едностепенни термопомпи, горните пари на летливия компонент от генератора се кондензират в кондензатор при същата висока температура, отделяйки топлина и образувайки течен летлив компонент. За да се намали налягането му, течният летлив компонент преминава през разширителен клапан и оттам се подава към изпарителя. В изпарителя споменатата течност получава топлина от източник на топлина с ниска температура, обикновено въздух или вода при температура на околната среда, и се изпарява. Получената пара от летливия компонент преминава към абсорбера, където се абсорбира в смес L, за да образува отново смес R и да отдели топлина. След това сместа R се прехвърля към парогенератора и по този начин завършва цикъла. Възможни са много варианти на този процес, например термопомпа може да има два или повече етапа, при които парата от летливия компонент, изпарена от първия споменат (първичен) парогенератор, се кондензира в междинен кондензатор, който е термично свързан към подаване на топлина с междинен парогенератор, който произвежда допълнителен летлив компонент на пара за кондензация в първия споменат (първичен) кондензатор. Когато искаме да се позоваваме на физическото състояние на летлив компонент, за удобство ще го наричаме газообразен летлив компонент (когато е в газообразно или парно състояние) или течен летлив компонент (когато е в течно състояние ). В противен случай летливият компонент може да се нарече хладилен агент, а смесите L и R като течен абсорбент. В специфичен пример хладилният агент е вода, а течният абсорбент е разтвор на хидроксид, съдържащ хидроксиди на алкални метали, както е описано в EP-A-208427, чието съдържание е включено в това заявление чрез препратка. В патент на САЩ N 5009085, чието съдържание е включено в тази заявка чрез препратка, описва една от първите центробежни термопомпи. Няколко проблема са свързани с използването на помпи от типа, описан в US 5,009,085, и различни аспекти на настоящото изобретение се стремят да преодолеят или поне да намалят тези проблеми. При термопомпите, както е описано например в US Pat.No 5,009,085, съществува риск от катастрофална повреда, ако работният флуид кристализира или изпита друго препятствие на потока. Поради тази причина термопомпата обикновено работи при максимална концентрация на разтвор, зададена за използване при условия, които са достатъчно далеч от състоянието на кристализация и се ръководят от желанието да се предотврати кристализацията, а не да се увеличи максимално ефективността на помпата. Разработихме модификация, която инициира коригиращо действие при откриване на началото на кристализация, като по този начин гарантираме, че термопомпата може да работи безопасно при условия, близки до състоянието на кристализация. В съответствие с един аспект, настоящото изобретение осигурява абсорбционна термопомпа, включваща средство, чувствително към началото на кристализация на абсорбента в работния флуид или към началото на неприемливо висок вискозитет, за задействане на средствата за предотвратяване на по-нататъшна кристализация и/или за разтваряне на кристализирания материал или намаляване на определения вискозитет. Районът, който е най-податлив на кристализация или запушване на потока, обикновено се намира по пътя на течния абсорбентен поток в абсорбера от топлообменника на разтвора, където се наблюдават най-ниската температура и най-високата концентрация. Средството за предотвратяване на кристализация или редуциране на вискозитета може да включва средство за изчистване, предназначено да повиши температурата и/или да намали концентрацията на абсорбента в работния флуид на или близо до споменатото място на кристализация. Например, течният поток може да бъде отклонен, поне временно, за повишаване на температурата на потока, преминаващ през споменатото място на кристализация, директно или индиректно чрез топлообмен. Този процес може да се активира чрез определяне на локалното налягане в точка, разположена нагоре по течението от мястото на кристализация. Един метод включва прехвърляне на топлина към течния абсорбент, протичащ в обратна посока през топлообменник на разтвор, докато течният абсорбент преминава от парогенератора към абсорбера, при което част от течния абсорбент преминава по пътя от генератора до абсорбера, който ще бъде при относително висока температура, се отклонява за инжектиране.в обратния поток от абсорбера към генератора. В този случай температурата на връщащия поток се увеличава, което повишава температурата на потока нагоре от точката на кристализация, като по този начин води до разтваряне на кристалите или намаляване на вискозитета на течността в тази точка. Такова изтегляне може да бъде постигнато чрез инсталиране на чувствителен на налягане регулатор, като клапан или праг между двата потока, при което споменатото изтегляне се инициира, когато обратното налягане, причинено от началото на кристализация или неприемливо висок вискозитет, надвиши предварително определен праг. Като алтернатива, течният хладилен агент може да бъде отклонен от кондензатора към изпарителя, за да се повиши температурата на изпаряване, което води до изпаряване на увеличено количество хладилен агент и увличане в абсорбента, което води до временно намаляване на концентрацията на абсорбента в работния флуид и повишаване на температурата на работния флуид в зоната на кристализация. Допълнителен проблем е да се поддържа сравнително висока ефективност, докато термопомпата работи на по-малка от пълна мощност, като се намалява повишаването на температурата и/или топлинното натоварване. Покачването на температурата се определя като температурната разлика между изпарителя и абсорбера. Ние открихме, че е възможно да се увеличи ефективността на цикъла при условия на частично натоварване чрез регулиране на дебита на абсорбиращата течност по време на цикъла в зависимост от топлинното натоварване и/или повишаването на температурата. В допълнение, ние открихме, че е възможно да се проектира термопомпа, така че динамичното или статично налягане в помпата да подпомага регулирането на дебита на абсорбиращата течност, за да съответства на преобладаващото повишаване на температурата или топлинното натоварване, като по този начин елиминира необходимостта от регулируеми управляващи клапани или подобни устройства. , въпреки че не изключваме възможността за използване на такива контролни устройства. В съответствие с друг аспект, настоящото изобретение осигурява абсорбционна термопомпа, включваща парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, свързани помежду си, така че да осигурят пътища за течен летлив компонент и течен абсорбент за него, и регулатор на дебита за регулирайте скоростта на потока на споменатия течен абсорбент в съответствие с поне един от (а) температурната разлика между абсорбера и изпарителя, (б) топлинното натоварване на термопомпата и (в) един или повече други работни параметри. Дебитът може да се регулира по различни начини, но предпочитаният метод е да се регулира без промяна на мощността на помпата. По този начин, регулаторът на дебита обикновено може да включва средства за ограничаване на потока, разположени по пътя на абсорбиращия течност поток от споменатия генератор. Ограничението може да се регулира, за да осигури желаната производителност чрез използването на активна система за управление, но ние открихме, че адекватен контрол може да бъде постигнат чрез пасивен ограничител, като например отвор, завихрящ механизъм, капилярна тръба или комбинация от някои или всички от тях устройства. За предпочитане е конструкцията на термопомпата да е такава, че скоростта на потока на течния абсорбент от генератора да зависи от разликата в работното налягане във всеки край на пътя на абсорбиращия течност от генератора и/или от диференциалното налягане поради всяка разлика между нива на свободни повърхности в течния абсорбент във всеки край на пътя на флуида от генератора. По този начин термопомпата и характеристиките на потока на ограничителя могат да бъдат направени така, че да осигурят подходящ дебит, който варира в зависимост от работните налягания, за да позволи скоростта на потока да варира, за да отговаря на работните условия, както е описано по-долу във връзка с фиг. 6. По същия начин могат да бъдат предвидени контейнери във всеки край на пътя на флуида от генератора, като тези контейнери са оразмерени и разположени така, че да осигуряват нива на свободна повърхност на избрани височини или разстояния в радиална посока, за да се осигури желаното диференциално свръхналягане по време на работа. В един представителен пример генераторът включва контейнер под формата на захранваща камера, в която течният абсорбент се улавя преди да влезе в генератора и който определя свободна повърхност, а пътят на течността от генератора завършва в корито, съседно на абсорбер, а камерата за зареждане е разположена така, че при нормална работа нивото на свободната повърхност на течността в нея да е по-високо (или е било по-навътре в радиална посока навътре) спрямо свободната повърхност на течността в улея. Алтернативно, краят на пътя на абсорбиращия течност след генератора може да завършва на изход, който обикновено е над повърхността на течността в контейнер, свързан с него, който улавя течността, изпусната от него, при което височината на изхода определя изхода налягане. Както бе споменато по-горе, може да се извърши активно управление на скоростта на потока на течния абсорбент. По този начин, споменатият регулатор на дебита може да включва един или повече сензори за откриване или прогнозиране на един или повече работни параметри на устройството и средства, реагиращи на споменатите сензори за регулиране на скоростта на потока на споменатия течен абсорбент. Други трудности, свързани с използването на центробежни термопомпи включват различни помпени устройства, всяко от които обикновено съдържа винтова помпа, която е ограничена по отношение на въртене, когато термопомпата се върти, и която изтегля течност от пръстеновидно корито или контейнер и я доставя до правилното място. При типичен дизайн на червячна помпа при стартиране термопомпата първоначално е неподвижна и течността ще бъде уловена в долната дъга на коритото, което има радиална дълбочина, която е много по-голяма, отколкото когато термопомпата се върти. Червячната помпа е осцилираща маса, което означава, че помпата също е на дъното на коритото, потопена в течността. Поради това при стартиране има голяма сила на съпротивление на движението на червячната помпа, което се получава, когато флуидът в коритото взаимодейства с червячната помпа, което намалява ефективността на термопомпата и забавя стартирането на стационарно състояние операция. Разработихме нов тип червячна помпа, която може значително да намали пусковото съпротивление, установено в конвенционалните конструкции. Дизайнът също така има предимството, че намалява постоянната маса на конвенционалните червячни помпи и по този начин намалява ударните натоварвания, които една червячна помпа вероятно ще изпита в превозно средство. Съответно, в друг аспект, настоящото изобретение осигурява абсорбционна термопомпа, включваща ротационен възел, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбер, свързани помежду си, така че да осигурят циклични пътища на флуидния поток за летливия компонент и течния абсорбент, при което едно от посочените устройства (посоченият генератор, изпарител и посоченият абсорбер) включва винтова помпа, съдържаща осцилиращ елемент, монтиран с възможност за въртене в посочения възел, ограничен от въртене с посочения възел и предназначен, когато се използва за улавяне на течност от корито, като правило, разположено периферно, или от контейнер, в който споменатият осцилиращ елемент включва осцилиращ контейнер, ексцентричен по отношение на оста на въртене на споменатия възел, за изливане на течност от споменатото корито или контейнер, когато помпата е в положение Почивка. Това устройство има няколко важни предимства. Тъй като част от течността ще бъде в осцилиращия контейнер, в коритото ще има по-малко течност и следователно силите на съпротивление, които възникват при стартиране на помпата, са значително намалени. Освен това течността в осцилиращия контейнер увеличава неподвижната маса на червячната помпа, което означава увеличаване на инерцията и поради тази причина по-малко влияние на силите на съпротивление. Споменатият контейнер може да бъде снабден с течност от улей през отвор, без да се изпомпва от помпа, но за предпочитане споменатата винтова помпа включва средства за подаване на поне част от уловената от него течност към споменатия осцилиращ контейнер. По този начин, когато споменатата помпа работи в стационарно състояние, масата на флуида в споменатия осцилиращ контейнер може да осигури значителна или основна част от масата на споменатия осцилиращ елемент. Осцилиращият контейнер може да включва дренажен дренаж, който позволява на част от течността в споменатия контейнер да се оттича обратно в споменатото корито или контейнер. По този начин, в типично изпълнение, когато споменатата термопомпа работи в стабилно състояние с хоризонтална ос на въртене, споменатият контейнер е поне частично потопен в течността, съдържаща се в споменатото корито или контейнер и е поне частично напълнен с течност. Очевидно такава конструкция на винтовата помпа може да се използва вместо която и да е от винтовите помпи, използвани в конвенционалните центробежни термопомпи. Помпите в съответствие с този аспект на настоящото изобретение също осигуряват важно средство за осигуряване на начален буферен капацитет за всяко корито, съдържащо течност, и по-специално съдържащо променливи количества течност, за да позволи регулиране на концентрацията на абсорбиращата течност, както ще бъде описано по-долу. Ние също така разработихме устройство, което регулира относителните пропорции на абсорбиращите и летливите компоненти в сместа, за да съответстват на работните параметри. Отново, това може да бъде постигнато чрез измерване на температурата и използване на един или повече контролни клапани, но ние открихме, че е възможно да се контролира концентрацията на абсорбента чрез приемлива конструкция на помпата, така че в зависимост от работните параметри, променящо се количество хладилния агент трябва да се съхранява в капацитет, като по този начин се осигурява подходящо регулиране на концентрацията на разтвора. Ние също така разработихме това устройство, за да предоставим допълнителна възможност за ограничаване на максималната концентрация на разтвора. Съответно, в друг аспект, настоящото изобретение осигурява абсорбционна термопомпа, която има работен флуид (съдържащ абсорбент и летлив компонент), включващ средства за регулиране на концентрацията на споменатия абсорбент в споменатия работен флуид в съответствие с най-малко (а) температура на абсорбера разлика и изпарител, или (b) според споменатата работна течност с топлинния товар върху споменатата термопомпа, и (c) според един или повече други работни параметри. За предпочитане концентрацията се контролира чрез промяна на количеството на летливия компонент, съхраняван в текущия буфер. По този начин, споменатото средство за регулиране на концентрацията може да включва един или повече контейнери за съхраняване на модифицирано количество летлив компонент и/или течен абсорбент и средства за изпомпване на течност в споменатия контейнер и за изпомпване на течност от споменатия контейнер за регулиране на споменатата концентрация. При работа количеството летлив компонент, изпарен от изпарителя при определено повишаване на температурата, е функция от концентрацията на течния абсорбент. Тъй като скоростта на изпаряване намалява, повече течност се улавя в изпарителя и, в този аспект на настоящото изобретение, излишната течност се съхранява в буфер, като по този начин се намалява пропорцията на летливия компонент в сместа, подадена към абсорбера и по този начин се получава при увеличаване на скоростта на изпаряване. В специфично изпълнение, подвижните буфери на сместа и летливия компонент се съхраняват в подходящи контейнери, обикновено в генератора и изпарителя, въпреки че със сигурност са възможни други места за съхранение. Подвижните контейнери могат удобно да съдържат осцилиращи контейнери, както е споменато по-горе, които увеличават инерцията на червячните помпи. За предпочитане е да се ограничи концентрацията на работния флуид в термопомпата. Например, буферът за летливи компоненти може да съдържа средства за преливане, които ограничават максималното изчерпване на циркулиращата смес чрез ограничаване на количеството хладилен агент, което може да се съхранява в въртящия се контейнер в изпарителя. По този начин, средствата за преливане могат да прехвърлят течния летлив компонент от споменатия подвижен контейнер в течния абсорбиращ поток, подаван към абсорбера, когато концентрацията надвиши или се доближи до предварително определена граница. Това може да се определи по отношение на количеството хладилен агент в споменатия подвижен контейнер и/или задържан в непосредствена близост до споменатия изпарител. Допълнителен източник на неефективност при центробежните термопомпи, както установихме, е тенденцията на винтовите помпени възли да осцилират около оста на въртене, ако нивото на течността в съответното корито падне под входа на червячната помпа и такива трептения може значително да повлияе на ефективността на помпата. Имайки това предвид, ние разработихме различни устройства, чрез които вибрациите могат да се гасят. Съгласно друг аспект, настоящото изобретение осигурява абсорбционна термопомпа, включваща ротационен възел, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбер, като споменатата термопомпа включва винтова помпа, монтирана с възможност за въртене в споменатия възел, но ограничена от въртене с него, посочената винтова помпа има вход за улавяне на течност от периферно корито или контейнер, който се върти спрямо посочената винтова помпа, посочената помпа включва стабилизиращо средство, стабилизиращо посочената винтова помпа главно, но не изключително, ако нивото на течността е в указаното улей или контейнер под посочения вход. Стабилизиращият агент може да бъде от различни видове. В един пример споменатото стабилизиращо средство може да включва устройство, което ограничава водача, което от своя страна ограничава движението на подвижна тежест, която е монтирана, за да амортизира люлеенето на споменатата винтова помпа. В този случай трептенията могат лесно да се заглушат в резултат на разсейването на енергията, причинено от съпротивителните сили на движението на товара по посочения водач. Водачът за предпочитане е извит, с изпъкнала повърхност във вертикална посока над или под центъра на тежестта и вала. Алтернативно, споменатото стабилизиращо средство може да включва средство за плъзгане, като ребро или друга повърхност за плъзгане, или допълнително входящо средство за допълнителна винтова помпа. Допълнителна трудност, която може да се срещне, особено при стартиране на центробежна термопомпа, е, че запасите от течност в системата могат да бъдат такива, че да не се осигури достатъчен поток на сместа към генератора. Това може да доведе до силно прегряване и разрушаване на стената на генератора. Имайки предвид това, ние разработихме ново устройство, което гарантира, че помпата, осигуряваща потока на сместа към генератора, има приоритетен достъп до работната смес. В още един аспект, настоящото изобретение осигурява абсорбционна термопомпа, включваща ротационен възел, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, които са свързани помежду си, така че да осигурят пътища (цикличен флуиден поток) за течен летлив компонент и течен абсорбент за него, помпа (осигуряваща смесен поток към генератора) за инжектиране на течен абсорбент върху нагрятата повърхност на споменатия генератор, помпа (осигуряваща поток на смес от генератора) за улавяне и изпомпване на течност, изтичаща от повърхността на споменатият генератор и средства за гарантиране, че споменатата помпа, осигуряваща потока на сместа към генератора, има достатъчен запас от течност за навлажняване на повърхността на посочения генератор в началото на термопомпата. Средствата за осигуряване на адекватно подаване на течност за предпочитане включват общ контейнер, в който по време на работа се подава течният абсорбент, изтичащ от определената повърхност на генератора, и течният абсорбент за пръскане върху определената повърхност на генератора, и определена помпа, която осигурява потока на сместа към генератора, а посочената помпа, осигуряваща потока на сместа от генератора (за предпочитане всяка), получава течен абсорбент от посочения общ капацитет, а посочената помпа, осигуряваща потока от сместа към генератора, има приоритетен достъп до него. В едно изпълнение споменатите помпи, осигуряващи поток на сместа към и от генератора, са червячни помпи, споменатият съд е периферен улей и входът на червячната помпа, осигуряващ потока на сместа към генератора, се простира радиално по-далеч от оста на въртене от входа. дюза на помпата, която осигурява потока на сместа от генератора. Помпата, осигуряваща потока на сместа към генератора и помпата, осигуряваща потока на сместа от генератора, могат да бъдат единична разделена помпа нагоре по веригата. Друг аспект на настоящото изобретение осигурява абсорбционна термопомпа, включваща ротационен възел, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбер, свързани помежду си, така че да осигурят циклични пътища на флуиден поток за течен летлив компонент и течен абсорбент, и също така съдържащ общ контейнер за улавяне на течен абсорбент, изтичащ от нагрятата повърхност на споменатия генератор, и приемащ течност, която да бъде подадена към нагрятата повърхност на генератора. Друга трудност, срещана при центробежните термопомпи от типа, описан в US 5,009,085, е да се осигури ефективен пренос на маса и топлина към течния хладилен агент в кондензатора и абсорбера. В съответствие с този ранен патент абсорберът и кондензаторът съдържаха абсорбиращ диск и кондензаторен диск от всяка страна на преградата, а повърхностите, върху които сместа и водата съответно течаха, бяха ограничени до плоски плочи, в съответствие с тогавашното разбиране за центробежни интензификация на процеса, както е описано по-рано в европейски патент EP-B-119776. Въпреки това, ние открихме, че топлообменниците могат да бъдат направени от спирални тръби и изненадващо това осигурява ефективно увеличаване на топло- и масопреноса в центробежните помпи. Съгласно друг аспект, настоящото изобретение осигурява абсорбционна центробежна термопомпа, включваща възел, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбер, при което едно или повече от тези устройства (кондензатор, изпарител и абсорбер) включват топлообменник, ограничен чрез намотка от тръба или с гофрирана външна повърхност. Тази намотка обикновено може да бъде затворена чрез междинни завои на намотка в контакт или затворена както към следващата вътрешна, така и към следващата външна намотка, за да се определи топлообменник с две прекъснати или гофрирани повърхности. Тръбата за предпочитане има сплеснато кръгло напречно сечение, като сплесканите части са близо една до друга или до зони във взаимен контакт. Спиралата може да бъде плоска или с форма на чиния. При конвенционалните термопомпи вътрешната атмосфера съдържа въздух и корозията води до образуването на свободен водороден газ, който влошава абсорбцията на летливия компонент от течния абсорбент, като по този начин намалява ефективността на помпата. Това може да се пребори чрез редовно изпомпване на термопомпата, но това е трудоемка и потенциално опасна операция и поради това не се препоръчва за промишлени приложения. Алтернативен вариант е да използвате паладиеви щифтове, но те са скъпи и също изискват нагреватели и свързано с тях оборудване. Въпреки това, ние открихме, че чрез внимателен подбор на материали е възможно значително да се намали количеството водород, което обикновено се отделя, и да се осигури сравнително евтино и просто устройство за абсорбиране на свободен водород, така че да не влошава работата на термопомпата . Съответно, в друг аспект на настоящото изобретение е осигурена абсорбционна термопомпа, включваща субстрат от материал, който по време на употреба е способен да абсорбира и/или свързва водородни молекули. Носещият материал съдържа хидрогенизиращо вещество, включително подходящ катализатор. Примери за подходящи материали, податливи на хидрогениране, са материали на базата на редуцируеми органични полимери, податливи на хомогенно катализирано хидрогениране. Типична комбинация съдържа стирен-бутадиен триблок кополимер (полистирол-полибутадиен-полистирол), като Kraton D1102, наличен от Shell Chemical Company, и иридиев катализатор, като Crabtree Catalist, описан по-долу, или рениев катализатор. Специалистите в областта са запознати с много други подходящи материали, притежаващи подобни свойства. За предпочитане субстратът съдържа индикатор, който би посочил състоянието на материала, към който се приближава, в което е наситен с водород или по други причини вече не е в състояние да свързва или абсорбира водород. Разработихме и система за безопасност за облекчаване на свръхналяганията в термопомпата, но която също така неочаквано позволява продължителна и/или продължителна работа на термопомпата. В този аспект на настоящото изобретение, съответно е осигурена абсорбционна термопомпа, включваща генератор/междинен охладител на кондензаторна камера под високо налягане, междинна генератор/кондензаторна камера под междинно налягане и абсорбираща и изпарителна камера под ниско налягане, и включваща включително редуциращи средства, разположени между (а) споменатата камера за високо налягане и споменатата камера за междинно налягане и/или (b) споменатата камера за междинно налягане и споменатата камера с ниско налягане. Средството за намаляване на налягането за предпочитане осигурява контролирано намаляване на налягането, при което потокът през споменатото редуциращо средство зависи от диференциалното налягане. В един пример, когато диференциалното налягане достигне предварително определено ниво, средството за намаляване на налягането се отваря и скоростта на потока се увеличава с увеличаване на диференциалното налягане. В този случай работният обхват на уреда се разширява и той може да работи като едностепенна термопомпа и да се върне към двустепенна работа, когато диференциалното налягане отново падне под зададеното ниво. Известно е, че абсорбентите на хидроксидна основа, включително описаните в европейския патент EP-A-208427, са много агресивни, особено при високите температури, при които работи горивната камера, и че трябва да се внимава при избора на материалите, от които запечатан корпус, който ограничава въртящия се монтаж и вътрешните компоненти. Досега стените и компонентите се изработват от медно-никелови сплави, като монел, които имат значително съдържание на никел и други метали. Въпреки това, ние открихме, донякъде за наша изненада, че въпреки че това може да изглежда противоинтуитивно, всъщност е възможно да се използват мед и медни сплави, съдържащи по-малко от 15% тегловни от другите компоненти на металната сплав. В допълнителен аспект на настоящото изобретение, съответно, е осигурена абсорбционна термопомпа, включваща запечатан корпус, съдържащ работен флуид, съдържащ един или повече хидроксиди на алкални метали, при което поне част от споменатата обвивка, която е в контакт със споменатата работна течност течност, е изработена от меден материал, съдържащ до 15 тегл.% добавки, като хром, алуминий, желязо и други метали. За предпочитане по същество целият корпус е направен от споменатия меден материал. Споменатият меден материал за предпочитане съдържа медно-никелова сплав. Ние открихме, че сплавите с ниско съдържание на никел медно-никел, за които се очаква да корозият сериозно при контакт с течен хидроксид, всъщност проявяват висока устойчивост на корозия дори при високи температури на парогенератора. Настоящото изобретение може да бъде разширено до всяка комбинация от елементи на изобретението, описани в това приложение по-горе или в следващото описание с позоваване на придружаващите чертежи. По-специално, някои елементи могат, когато контекстът позволява, да се използват в центробежни и нецентробежни термопомпи, както и в едностепенни или многостепенни термопомпи, самостоятелно или в комбинация един с друг. Настоящото изобретение се простира и до методи за работа с абсорбционни термопомпи в съответствие с принципите, описани по-горе и в описанието по-долу. По този начин, в допълнителен аспект, настоящото изобретение осигурява метод за работа на абсорбционна термопомпа, включващ наблюдение на работния флуид за откриване или прогнозиране на началото на абсорбираща кристализация в работния флуид или началото на неприемливо висок вискозитет на него и при откриване или прогнозиране на някое от горните условия, осигуряващо започване на превантивни мерки за предотвратяване на по-нататъшна кристализация и/или разтваряне на кристализирания материал или за намаляване на споменатия вискозитет. За предпочитане, споменатата инициираща операция включва отклоняване на флуиден поток (например, топъл работен флуид) поне временно за повишаване на температурата на съседна област, склонна към кристализация или увеличаване на вискозитета. Когато работният флуид съдържа течен абсорбент, който е податлив на кристализация, споменатата инициираща операция може да включва поне временно намаляване на концентрацията на течния абсорбент в област, съседна или нагоре по течението на областта, склонна към кристализация. В друг аспект, настоящото изобретение осигурява метод за работа на абсорбционна термопомпа, включваща парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, свързани помежду си, така че да осигурят (цикличен течен поток) пътища за течен летлив компонент и течен абсорбент следователно, което включва регулиране на скоростта на потока в съответствие с поне едно от: а) температурната разлика между абсорбера и изпарителя,
б) големината на топлинното натоварване на термопомпата, и
в) в съответствие с един или повече други работни параметри. Сега настоящото изобретение ще бъде описано подробно на примера на термопомпа с различните й модификации с позоваване на придружаващите чертежи, където
Фиг. 1 е схематична диаграма на двустепенен термопомпен апарат съгласно настоящото изобретение, неограничен от температури и налягания, които са само за илюстративни цели. Фиг. 2 е схематичен страничен изглед на термопомпа съгласно настоящото изобретение, показващ основните компоненти на термопомпата, но за по-лесно илюстриране някои взаимовръзки, компоненти и работен флуид не са показани. Фиг. 3 е пример за демпферно устройство за използване с червячна помпа в модификация на термопомпата, показана на чертежите. Фиг. 4 е друг пример за демпферно устройство за използване с червячна помпа. Фиг. 5 е схематична диаграма, илюстрираща примерен (чувствителен на налягане) контрол на потока, предназначен да намали възможността за кристализация в течния абсорбиращ поток, преминаващ между генератора и абсорбера. Фиг. 6 е идеализирана диаграма, представяща оптималните концентрации на разтвора и температури на други термопомпени елементи за настройка на температурата на изпарителя и две различни повишаване на температурата. На фиг. 1 и 2 илюстрират изпълнение на термопомпа съгласно настоящото изобретение, която включва херметически затворен модул 10, задвижван от вал 12 и ограничаващ област на високо налягане 14, област на междинно налягане 16 и област на ниско налягане 18. Термините "високо налягане", "междинно налягане" и "ниско налягане" се отнасят за наляганията в тези области, когато термопомпата работи. Вътрешността на термопомпата не съдържа въздух по време на работа. Както е показано, зоната на високо налягане 14 е ограничена отляво от стена, действаща като парогенератор 20, която се нагрява отвън от горивната камера 22. От другата си страна зоната на високо налягане 14 е ограничена от стена, която ограничава кондензатора 24 върху неговата повърхност с високо налягане и междинния парогенератор 26 от друга повърхност и който също така дефинира левия край на зоната на междинно налягане 16. Допълнителна стена 27 е разположена в зоната 14 на високо налягане, разположена между парогенератора 20 и кондензатора 24, и определя зареждащата камера 28, предназначена да улавя течност от дюзата 30 на генератора, като погрешно е пропуснат референтния номер "30". ), както е описано по-долу. Областта на междинно налягане 16 е отделена от зоната с ниско налягане чрез преграда 32 и включва двойна кондензаторна намотка 34 и първи и втори разтворни топлообменници 36 и 38, съответно. Зоната с ниско налягане 18 съдържа абсорбираща намотка 40 и двойна изпарителна намотка 42. По време на работа богата на вода смес от вода и хидроксиди на алкални метали се загребва от общия улей 44 към и от генератора посредством входящата тръба 46 на червячната помпа, която осигурява потока на сместа към генератора, и излиза от напорната тръба 48 към генератора към парогенератора 20, за да се разпръсне върху (негови) повърхности. Част от летливия компонент (вода) се изпарява и преминава към кондензатора 24. Останалата, бедна на вода смес "L" се улавя в улея 44 към и от генератора. Входът на винтовата помпа 46, осигуряващ потока на сместа към генератора, е част от комплекта на винтовата помпа за окачена течност 50 и ще бъде описан по-подробно по-долу. Входът на червячната помпа 52, осигуряващ потока на сместа към генератора, е част от същия възел, но е разположен радиално навътре спрямо входа на червячната помпа 46, осигуряващ потока на сместа към генератора. Червячната помпа, осигуряваща потока на сместа от генератора, принуждава сместа "L" в пръстеновидната товарна камера 28, откъдето сместа преминава през тръба (не е показана) към канала за охлаждане на първия разтворен топлообменник 36, където тя отдава топлина на сместа "R", преминавайки в други разклонения и наоколо, за да се върне в улея 44 към генератора и от генератора, от междинния парогенератор 26 (виж фиг. 1). След преминаване през канала за охлаждане на първия разтворен топлообменник 36, сместа "L" преминава през канала за охлаждане на втория разтворен топлообменник 38, където отдава топлина на течността на друг клон, който минава от абсорбатора на пари 40 към междинен парогенератор 26. От канала за охлаждане сместа "L" преминава през ограничителя на потока 54 (виж фиг. 1) и оттам в пръстеновидното корито 56, образувано върху страничната повърхност на преградата 32 на абсорбера. Оттук сместа се улавя от входа на винтовата помпа 58, осигурявайки поток на сместа към абсорбера, и се изтласква през изпускателната тръба 60 към абсорберната намотка 40, където абсорбира летливия компонент от изпарителя 42. Сместа, вече богата на вода, се улавя в улея 62 от абсорбера, откъдето се впръсква в камерата за зареждане 64, оформена като пръстеновиден улей върху преградата 32, радиално в улея 56 на абсорбера, през входната тръба 66 на червячната помпа, която осигурява изтичането на сместа от абсорбера, и изпускателната тръба 68. Винтовите помпи, които осигуряват потока на сместа към и от абсорбера, са част от общ модул 65. От захранващата камера 64 богатата на вода смес преминава към канала за нагряване на втория разтворен топлообменник 38, където се нагрява и след това влиза в улея 70 на междинния генератор. Оттам течността се улавя през входа 72 на червячната помпа, която осигурява потока на сместа към междинния генератор и се освобождава през изпускателната тръба 74 към центъра на междинния генератор 26, където получава топлина от междинния кондензатор 24 върху друга повърхност на същата стена. Част от летливия компонент се изпарява през междинния парогенератор 26 и преминава към кондензатора на спиралата 34 на първичния кондензатор. Течната смес, излизаща от междинния парогенератор 26, се улавя в корито 76, откъдето се изсмуква с помощта на вход на помпа 78, осигуряващ потока на сместа от междинния генератор, и се подава през тръба под налягане 80 към нагревателния канал канал на първия разтворен топлообменник 36, където се нагрява и след това се връща към общия улей 44 на генератора. Червячните помпи, осигуряващи поток на сместа към и от междинния генератор, образуват част от общ модул, монтиран на вал 12. За по-голяма яснота на илюстрацията, връзките на потока към топлообменниците на разтвора не са показани. Когато се разглежда цикълът на летливия поток, е очевидно, че част от летливия компонент се изпарява в областта на високо налягане 14, когато сместа преминава през парогенератора 20 и газообразният летлив компонент кондензира върху повърхността на междинния кондензатор 24. След това, кондензираният течен летлив компонент през дросела 82 (виж фиг. Фиг. 1) преминава към първичния кондензатор 34 в зоната 16 на междинното налягане. От първичния кондензатор 34, течният летлив компонент преминава през допълнителен дросел 84 към улея 86 на изпарителя в областта на ниско налягане 18. Тук течността се улавя през входа 88 на винтовата помпа 89, която осигурява потока на сместа към изпарителя и се изтласква през напорната тръба 90 към изпарителната намотка 42. Оттам изпареният летлив газ преминава към абсорбиращата намотка 40, където се абсорбира отново в сместа и след това следва пътя на сместа. Вторият вход 92 на винтовата помпа ограничава нивото на течния летлив компонент в улея 86 чрез изпомпване на излишния течен летлив компонент в контейнер 102, който е свързан с помпа, която осигурява поток на сместа към изпарителя и която има дренажен отвор 94 и преливна тръба 96. Десният край на вала 12 е разделен на канали 103, 105, за да осигури път на потока на течната охлаждаща течност, като вода, която преминава през центъра на вала, циркулира в двойните намотки на първичния кондензатор 34 и след това в абсорбиращата намотка 40 и излиза от шахтата. Потокът през намотки на кондензатора 34 започва, очевидно, от вътрешната страна на лявата намотка, спираловидно навън, след това се връща навътре и излиза. В абсорбиращата намотка 40 потокът започва от външната страна на бобината и се извива навътре. По същия начин, верига за охладена течна вода (не е показана) доставя и улавя охладена вода от изпарителни намотки 42. След като общото устройство е описано, ще бъдат описани някои специфични подобрения или модификации. Регулиране на скоростта на потока на абсорбиращата смес
Дебитът на абсорбиращата смес в термопомпата се контролира от ограничител на потока 54 в линия между втория топлообменник за разтвор 38 и улей 56 на абсорбера, свързан с абсорбера на парите 40. Ограничителят на потока 54 може да бъде отвор, капилярна тръба, завихрящ механизъм или отвор, а скоростта на потока през ограничителя 54 се определя от налягането, действащо през него. По този начин скоростта на потока зависи от съответните налягания, а не от производителността на помпата, осигуряваща потока на сместа от генератора, както преди. Поради тази причина скоростта на потока ще се модулира от разликата в налягането между зоните с високо и ниско налягане 14, 18, съответно, както и определящото налягане разстояние (просвет) между свободната повърхност на камерата за зареждане 28 и свободната повърхност на коритото върху абсорбера. Дебитът на абсорбиращия поток автоматично ще се увеличи, когато спадът на налягането между зони 14 и 18 се увеличи в зависимост от режима на работа. Минималният дебит при необходимите работни условия обикновено се задава, като се вземе предвид кристализацията, но всяка граница над това намалява ефективността на термопомпата поради увеличените загуби в топлообменниците на разтвора. От термодинамична гледна точка най-добрата ефективност ще бъде постигната, когато концентрацията на абсорбента е достатъчна само за поддържане на повишаването на температурата, изисквано от цикъла. При тези условия различни фактори ще определят необходимия масов дебит на абсорбента. В системи, използващи вода като хладилен агент и неорганична сол като абсорбент, минималният дебит при дадено повишаване на температурата може да бъде ограничен от максималната концентрация на разтвора, която може да се толерира преди да започне кристализацията. На фиг. Фигура 6 показва типични характеристики на идеален флуид, където може да се види, че температурите на абсорбера и кондензатора са 58°C и сместа при дадена концентрация на разтвора може да абсорбира хладилен агент при 4°C. 200°C генератор. Тъй като температурите на абсорбера и кондензатора падат до 35°C, може да се види, че ако концентрацията на разтвора се намали, за да отговаря на новите условия, тогава температурата на генератора пада до 117°C. Това означава, че при даден масов дебит на абсорбента в цикъла, топлинните загуби в топлообменниците също вероятно ще намалеят. В допълнение, тази по-ниска концентрация също ще намали значително температурата на кристализация, позволявайки по-нисък дебит (и следователно по-висок диапазон на концентрация на разтвора). Системата за управление, описана в това приложение, осигурява както автоматичен контрол на концентрацията, така и контрол на масовия поток за допълнително подобряване на производителността. Окачени течни червячни помпи
Общият помпен възел 50, който осигурява потока на сместа към и от генератора, съдържа люлеещ се контейнер 98, окачен на вала 12 посредством цилиндър лагер, в който течността се подава от общ улей 44 през входяща тръба 100, който е радиално навътре от входящите тръби 46 и 52. Това означава, че по време на работа част от течността, нормално задържана в коритото на генератора, се задържа в осцилиращия контейнер, което има значителен принос за постоянната маса на помпен възел 50. Когато помпата е изключена, значителна част от течността по правило ще бъде уловена в коритото 44 и ще бъде изместена от осцилиращата маса на осцилиращия контейнер за помпения агрегат. Съгласно илюстрираното устройство, когато помпата е неподвижна, течността остава в нея или преминава в осцилиращия контейнер 98 през входа 100, като по този начин намалява нивото на течността в коритото и увеличава масата на помпения агрегат. Тези елементи допринасят за значително намаляване на пусковото съпротивление. По подобен начин помпата 89, осигуряваща потока на сместа към изпарителя, включва осцилиращ контейнер 102, който действа като осцилираща тежест и освен това като подвижен амортисьор на хладилен агент, както ще бъде описано по-долу. Регулиране на концентрацията на течния абсорбент
В устройството, показано на фиг. 2 се приема, че концентрацията на абсорбента се контролира автоматично според скоростта на абсорбция на изпарения летлив компонент от абсорбера 40. Помпата 89, която осигурява потока на сместа към изпарителя, съдържа вход 92, който изпомпва всеки излишен течен летлив компонент в контейнера 102. Този течен летлив компонент се отстранява от циркулацията и по този начин води до увеличаване на пропорцията на абсорбента в циркулиращата смес с увеличаване на съдържанието на контейнера 102. Има регулируем отвор за преливане 94 обратно в корито 86. Максималната концентрация на абсорбента е ограничена чрез осигуряване на контейнер 102 с преливна тръба 96, която се оттича в корито 62 от абсорбера. По този начин абсорбиращата концентрация се контролира автоматично от съхраняваното количество течен летлив компонент в контейнера 102 и могат да бъдат удовлетворени описаните по-горе изисквания за цикъл. Затихване на червячната помпа
На фиг. 3 показва схематична конфигурация на демпферно устройство на червячната помпа, което може да се използва за всяка или всички червячни помпи в термопомпата, илюстрирана на фиг. 2. Помпата 104 е цапа, монтирана на вала 12 и включва корпус 106 и вход 108 на червячната помпа. Под входната тръба 108 на червячната помпа е предвиден спирачен елемент под формата на неработеща входяща тръба 107. Следователно, дори ако входната тръба на червячната помпа преминава свободно (с хлабина) над нивото на течността, неработещият вход тръбата 107 все още е потопена и по този начин осигурява важно амортисьорно средство, когато входът на червячната помпа излиза или отново влиза във флуида. В алтернативното устройство, показано на фиг. 4, няколко детайла са подобни на показаните на фиг. 3 и са обозначени със същите референтни номера. Въпреки това, под цилиндъра е предвиден извит водач 110, който не е подравнен с вала 12 и който определя ограничителен канал за тежестта 112. Това тегло е ограничено, така че да може да се движи по водача, когато тялото е отклонено около вал, стремящ се да върне тялото в равновесно положение, но с известно съпротивление, така че кинетичната енергия на движението на махалото бързо се разсейва. Ръководството може да има много конфигурации. Тази подредба е особено ефективна, когато няма съседна фиксирана структура, която да действа като еталон. Предотвратяване на кристализация
Както беше посочено по-горе, желателно е да се работи възможно най-близо до границата на кристализация, за да се осигури ефективност на цикъла, но ефектите от кристализацията могат да бъдат катастрофални. Съответно, както може да се види на фиг. 1 и 5, схемата за отклоняване е настроена така, че след като се установи началото на кристализация, сместа от парогенератора 20 може да бъде отклонена в точка 112 преди втория топлообменник за разтвор 38, за да бъде свързан в точка 114 към потока от абсорбатора на пара 40 за въвеждане във втория топлообменник 38 разтвор. Това води до повишаване на температурата на потока, влизащ във втория разтворен топлообменник 38 от абсорбера на пара 40, което повишава температурата на потока от втория топлообменник на разтвора към абсорбера на пара, в областта 116, където е вероятно да започне кристализация . В устройството, показано на фиг. 5, отклонението на потока се контролира от чувствителен на налягане праг 118. При нормална работа диференциалното налягане между точки 112 и 114 не е достатъчно, за да преодолее височината, определена от прага, и по този начин не преминава между тези точки. Въпреки това, тъй като кристализацията започва в участък 116, обратното налягане в точка 112 е достатъчно голямо, за да принуди течността да тече към точка 114. При това разположение ограничителят на потока 54 може да бъде преместен нагоре по потока от точката на отклонението 112. Могат да се използват различни други регулатори на потока и за по-лесно илюстриране, фиг. 1, такова средство за управление е показано като управляващ клапан 120. Този елемент може да се използва и когато работните флуиди са склонни към нежелано повишаване на вискозитета, което има тенденция да възпрепятства потока. Общ улей към и от генератора
Ще бъде показано, че различните входове 46, 52 и 100 на винтовата помпа вземат течност от същия улей 44, но че входът 46, за осигуряване на поток на сместа към генератора, е потънал по-дълбоко в улея от другите два . Това гарантира, че при стартиране и други екстремни условия помпата, осигуряваща потока на сместа към генератора, има преференциален достъп до течността в коритото, като по този начин намалява възможността повърхността на генератора да бъде суха. Замърсяване с водород
В илюстрираните изпълнения на настоящото изобретение, поне една от запечатаните области 14, 16, 18 включва елемент 114 от хидрогенизиращ полимерен материал, в който е въведен катализатор и който има висок афинитет към водородните молекули и който по време на работа, абсорбира водород от атмосферата вътре в устройството, за да предотврати замърсяване на течния абсорбент върху абсорбера. Типична комбинация от полимер и катализатор е стирен-бутадиен триблок съполимер (полистирол-полибутадиен-полистирол), като Kraton D1102, наличен от Shell Chemical Company, и иридиев катализатор, като Crabtree Catalist PF 6 (където COD е 5-циклооктадиен; py е пиридин, tcyp - трициклохексилфосфин). 300 ml клетка от този материал може да е достатъчна за абсорбиране на свободен водород за няколко години работа. спад на налягането
Устройството, показано на фиг. 2 включва също редукционни клапани 122, 124, разположени между областите на високо и средно налягане 14 и 16 и областите на средно и ниско налягане 16 и 18, съответно. Редукционните клапани осигуряват плавна модулация на налягането на дебита, когато са отворени, като по този начин позволяват на термопомпата да има разширен работен обхват, да работи като едностепенна термопомпа, когато спадът на налягането в редукционните клапани надвиши налягането на отваряне на клапана и се върнете към двустепенна работа, когато върне налягането към нормалното.

Претенция

1. Абсорбционна термопомпа, характеризираща се с това, че съдържа средство, което е чувствително към началото на кристализация на абсорбента в работния флуид или към началото на неприемливо висок вискозитет, за стартиране на средство за предотвратяване на по-нататъшна кристализация и/или за разтваряне на кристализирания материал или за намаляване на определения вискозитет. 2. Абсорбционна термопомпа съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че съдържа средство за създаване на хлабина, предназначено за повишаване на температурата и/или намаляване на концентрацията на абсорбента в работния флуид в или близо до зоната, склонна към кристализация или повишаване на вискозитета. . 3. Абсорбционна термопомпа съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че включва средства за отклоняване на течния поток, поне временно, за повишаване на температурата на потока, преминаващ през споменатата зона, склонна към кристализация или повишаване на вискозитета. 4. Абсорбционна термопомпа съгласно претенция 2 или 3, характеризираща се с това, че споменатото средство за създаване на хлабина е направено чувствително към локалното налягане нагоре по течението от зоната, склонна към кристализация или повишаване на вискозитета. 5. Абсорбционна термопомпа съгласно претенция 2 или 3, характеризираща се с това, че е конфигурирана да пренася топлина от течния абсорбент, преминаващ от парогенератора към абсорбера, като течният абсорбент преминава в обратна посока през топлообменника на разтвора и споменатият термопомпата съдържа средства за отстраняване на част от течния абсорбент от потока, преминаващ от парогенератора към абсорбера, за въвеждането му във връщащия поток от абсорбера към парогенератора за повишаване на температурата на потока нагоре по течението от зоната, предразположена към кристализация или повишаване на вискозитета. 6. Абсорбционна термопомпа съгласно претенция 5, характеризираща се с това, че споменатото средство за изтегляне включва чувствителен на налягане регулатор, например клапан или прагово устройство между два потока, което гарантира, че споменатото изтегляне се инициира, когато обратното налягане, причинено от началото на кристализация или неприемливо висок вискозитет надвишава зададената прагова стойност. 7. Абсорбционна термопомпа съгласно която и да е от претенции от 1 до 3, характеризираща се с това, че споменатото средство за отстраняване е конфигурирано да изтегля течен хладилен агент от кондензатора към изпарителя, за да увеличи температурата на изпаряване, като по този начин увеличава количеството изпарен и уловен хладилен агент от абсорбента и осигурява временно намаляване на концентрацията на абсорбента в работния флуид и повишаване на температурата на работния флуид в зоната на кристализация. 8. Метод за работа на абсорбционна термопомпа, характеризиращ се с това, че включва наблюдение на работния флуид за откриване или прогнозиране на началото на кристализацията на абсорбента в работния флуид или началото на неприемливо висок вискозитет в него и ако всяко от тези състояния се открива или прогнозира, като се инициират превантивни мерки за предотвратяване на по-нататъшна кристализация и/или разтваряне на кристализирания материал, или за намаляване на споменатия вискозитет. 9. Абсорбционна термопомпа, съдържаща парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбер, свързани помежду си за осигуряване на цикличен течен поток за течен летлив компонент и течен абсорбент за него, характеризираща се с това, че съдържа регулатор на дебита от посочения течен абсорбент в съответствие с поне един от параметрите: температурната разлика между абсорбера и изпарителя, топлинното натоварване на термопомпата и един или повече други работни параметри. 10. Метод на работа на абсорбционна термопомпа, съдържаща парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, свързани помежду си, за осигуряване на цикличен поток на течност за течен летлив компонент и течен абсорбент за него, характеризиращ се с това, че включва регулиране скоростта на потока в съответствие с поне една от температурната разлика между абсорбера и изпарителя, топлинното натоварване на термопомпата и един или повече други работни параметри. 11. Абсорбционна термопомпа, съдържаща ротационен модул, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, свързани помежду си, за да осигурят цикличен поток от течност за летлив компонент и течен абсорбент за него, характеризираща се с това, че поне един от тези устройства, а именно парогенератора, изпарителя и посочения абсорбер, включва винтова помпа, съдържаща осцилиращ елемент, монтиран с възможност за въртене в посочения възел, ограничен срещу въртене с посочения възел и разположен, когато се използва за събиране на течност, като правило, от периферно разположен улей или контейнер, при което споменатият осцилиращ елемент включва осцилиращ контейнер, монтиран ексцентрично по отношение на оста на въртене на споменатия възел за изливане на течност от споменатия улей или контейнер, когато помпата е в покой. 12. Абсорбционна термопомпа с работен флуид, съдържащ абсорбент и летлив компонент, характеризираща се с това, че съдържа средство за регулиране на концентрацията на определения абсорбент в посочения работен флуид в съответствие с поне един от параметрите: температурна разлика между абсорбера и изпарителя, топлинното натоварване на термопомпата и един или повече други работни параметри. 13. Методът на работа на абсорбционна термопомпа, съдържаща ротационен възел, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, свързани помежду си за осигуряване на цикличен поток течност за летлив компонент и течен абсорбент за него, характеризиращ се в това, че включва регулиране на концентрациите на течен абсорбент и летлив компонент, преобладаващи в избраната част или части на споменатата термопомпа чрез съхраняване на модифицирано количество течност в контейнер за пълнене с течност. 14. Абсорбционна центробежна термопомпа, съдържаща възел, включващ парогенератор, кондензатор, изпарител и абсорбатор, характеризиращ се с това, че едно или повече от устройствата, а именно кондензатор, изпарител и абсорбатор, съдържа топлообменник, ограничен от тръбна спирала или с гофрирана външна повърхност.

Изобретението се отнася до методи за компресиране на работен флуид, използван за пренос на топлина от охлаждаща течност с по-ниска (E) температура към охлаждаща течност с по-висока температура (Al), и може да се използва в термопомпа. Методът комбинира абсорбцията и концентрацията на електролитен разтвор, например ZnCl2, (Na, K, Cs, Rb) OH, CoI2, (Li, K, Na) (Cl2, Br2, I, SO4) или вещество, чиято концентрация намалява с повишаване на температурата, в полярни разтворители: H2O, NH3, метанол, етанол, метиламин, DMSO, DMA, AN, формамид, мравчена киселина. Силно концентрираният наситен разтвор, напускащ абсорбер-топлообменник (A1), се охлажда от висока (1) до ниска (2) температура, докато преминава през топлообменника-кристализатор (HE), за да образува абсорбиращи кристали. Кристалите се отделят (K1), оставяйки ниско концентриран разтвор (2). За охлаждане, ниската концентрация се разширява частично. разтвор (2), парата се подава към кристалите (K1), в които те се абсорбират. Компресирайте разтвора до налягането на изпарителя-топлообменник (E). Разширете с ниска концентрация. разтвор в турбината с производство на работа или хладилен цикъл за частично изпаряване в изпарител-топлообменник (E) при дадена температура и образуване на пари от разтворител. Отделете допълнителни абсорбиращи кристали (K2), комбинирайте ги с предварително избрани кристали (K1). Парата се нагрява чрез преминаване през топлообменника-кристализатор (HE) и се компресира (5) под налягането на абсорбера (A1). ниска концентрация разтворът (3), останал след частичното изпаряване, се компресира до налягането на абсорбера (А1) и се нагрява в топлообменника-кристализатор (HE). Отделените кристали се нагряват в топлообменник-кристализатор (HE), разтварят се в нагрят разтвор (3) с образуване на силно концентриран. решение. Подаване на пара (4) към абсорбера (A1), където парата се абсорбира, докато топлината се отстранява и първоначалният разтвор се образува отново. Методът подобрява ефективността на топлопреминаването, например при отопление-климатизация. 7 w.p. f-ly, 4 ил.

Изобретението се отнася до охлаждане, а именно до абсорбционни хладилници. Абсорбционната хладилна машина с интегриран термопомпен агрегат съдържа генераторен блок с първи кондензатор и абсорбиращ блок с първия изпарител. Първият кондензатор на първия блок е свързан с течен тръбопровод към първия изпарител на втория блок, а генераторът е свързан към абсорбера чрез линии от силни и слаби разтвори, преминаващи през кухините за охлаждане и отопление на първия регенеративен топлообменник , съответно. Абсорбционният охладител е допълнително оборудван с термопомпен агрегат, соларен нагревател и охладителна кула. Термопомпеният блок включва втори кондензатор, компресор, втори изпарител и втори регенеративен топлообменник, докато генераторът е свързан чрез линия за гореща вода към входа за вода на втория кондензатор, чийто изход е свързан към соларната вход на нагревателя. Изходът на соларния нагревател е свързан към входа на генератора, изходът на първия кондензатор е свързан към входа на втория изпарител през охлаждащата вода. Изходът на втория изпарител е свързан с входа на охладителната кула, чийто изход е свързан с входа на първия кондензатор посредством помпа за охлаждаща вода. Техническият резултат е повишаване на ефективността, мобилността и надеждността на абсорбционната хладилна машина. 1 болен.

Абсорбционна термопомпа (опции) и начин на нейната работа (опции)