پمپ های حرارتی جذبی در مدار حرارتی نیروگاه ترکیبی حرارت و برق. تجزیه و تحلیل کارایی انواع پمپ های حرارتی

A. V. Popov، موسسه ترموفیزیک SB RAS (IT SB RAS)

در دهه اخیر، علاقه چشمگیری به پمپ های حرارتی (HP) در کشور ما وجود داشته است. این در درجه اول به دلیل افزایش قیمت انرژی و مشکلات زیست محیطی است. تجربه خارجی نیز به این امر کمک می کند.

لازم به ذکر است که فناوری پمپ حرارتی بیش از 30 سال است که در خارج از کشور به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. در روسیه، استفاده عملی از TN در مراحل اولیه است. این وضعیت با استفاده از TN در روسیه با دلایل عینی و ذهنی همراه است.

در حال حاضر انواع مختلفی از HP در بازار وجود دارد. کارشناسان اغلب در توجیه استفاده و انتخاب مشکل دارند نوع بهینه TN برای یک شی خاص. این مقاله یک طبقه بندی جامع از رایج ترین انواع HP، روشی برای تجزیه و تحلیل اثربخشی آنها و توصیه های عملی در مورد انتخاب نوع HP با در نظر گرفتن ویژگی های یک شی خاص ارائه می دهد.

انواع اصلی و طبقه بندی HP

پمپ حرارتی یک سیستم ترمودینامیکی (دستگاه فنی) است که امکان تبدیل گرما را از یک سطح دمای پایین به سطح بالاتر می دهد. این ماشین ها در درجه اول برای به دست آوردن در نظر گرفته شده است آب گرم، هوای مناسب برای گرمایش، تامین آب گرم و سایر اهداف. شرط لازمبرای استفاده از HP وجود یک منبع حرارتی با دمای پایین است که با توجه به پارامترهای دما، برای استفاده به عنوان یک محیط گرمایش برای اهداف فوق مناسب نیست.

در حال حاضر، دو جهت اساسی اصلی در توسعه فناوری فنی شناسایی شده است:

فشرده سازی بخار پمپ های حرارتی(PTN)؛

پمپ های حرارتی جذبی (AHP).

پمپ های حرارتی فشرده سازی بخار

انواع مختلفی از PTN وجود دارد. با توجه به منبع حرارتی با دمای پایین و محیط گرم، PHP ها به انواع زیر تقسیم می شوند: «آب-آب»، «هوا-آب»، «هوا-هوا»، «آب-هوا». با توجه به نوع تجهیزات کمپرسور مورد استفاده: اسکرول، پیستون، پیچ و توربو کمپرسور. با توجه به نوع درایو کمپرسور - برقی، موتور محرک احتراق داخلی، توربین گاز یا بخار.

فریون ها به عنوان گرمای کار در این ماشین ها استفاده می شوند - عمدتاً هیدروکربن های فلوئوروکلره، T.N. فریون ها

اصل طراحی و عملکرد PTN به تفصیل در شرح داده شده است.

پمپ های حرارتی جذبی

ATN ها به دو نوع اصلی تقسیم می شوند - آب-آمونیوم و نمک. در ماشین های آب آمونیاک جاذب آب و خنک کننده آمونیاک است. در ماشین های نمک جاذب محلول نمک آبی و خنک کننده آب است. در عمل جهانی، در حال حاضر، عمدتاً از سوخت های نمک استفاده می شود که در آنها جاذب وجود دارد محلول آبنمک های لیتیوم بروماید (H2O/LiBr) – ABTH.

در ABHP، فرآیندهای انتقال حرارت با استفاده از سیکل‌های ترمودینامیکی رو به جلو و معکوس ترکیب می‌شوند، برخلاف HP فشرده‌سازی بخار، که در آن سیال کار (فریون) تنها تحت یک چرخه ترمودینامیکی معکوس قرار می‌گیرد.

با توجه به طبقه بندی داخلی، ماشین آلات جذب لیتیوم بروماید به ترانسفورماتورهای حرارتی پله و پایین تقسیم می شوند. این کار ترانسفورماتور حرارتی کاهنده را به عنوان رایج ترین نوع در نظر می گیرد.

بر اساس نوع گرمای مصرفی در دمای بالا، ABTN ها به ماشین ها تقسیم می شوند:

با بخار (آب) گرمایش؛

با گرمایش آتش با استفاده از سوخت گازی یا مایع.

با توجه به چرخه ترمودینامیکی، ABTN ها دارای طرح های بازسازی محلول یک مرحله ای یا دو مرحله ای و همچنین جذب دو مرحله ای هستند.

طرح ها، طرح ها انواع مختلف ABTN و اصل عملکرد آنها در آثار آورده شده است.

بهره وری انرژی HP

پمپ های حرارتی فشرده سازی و جذب بخار انواع مختلفی از انرژی را برای انجام چرخه های ترمودینامیکی مصرف می کنند: PTN - مکانیکی (الکتریکی)، ATN - حرارتی.

برای مقایسه اثربخشی انواع مختلف HP، یک شاخص مشترک مورد نیاز است. این شاخص می تواند باشد مصرف خاصسوخت برای تولید گرما یا میزان استفاده از آن. این رویکرد همچنین موجه است زیرا در روسیه نیروگاه های اصلی نیروگاه های حرارتی هستند که با سوخت های فسیلی کار می کنند.

بازده انرژی PHP با ضریب تبدیل انرژی مشخص می شود

جایی که Qп - گرمای تولید شده؛

Qk - توان در معادل حرارتی صرف شده برای به حرکت درآوردن کمپرسور.

مقدار ضریب تبدیل پمپ حرارتی (φ) عمدتاً به دمای منبع حرارتی با دمای پایین و دمای محیط گرم شده در خروجی پمپ حرارتی بستگی دارد (شکل 1). هر چه اختلاف دما بین رسانه گرم شده و سرد شده بیشتر باشد، بازده PHP کمتر است.

برنج. 1. وابستگی ضریب تبدیل φ PTN به اختلاف دمای بین آب گرم شده (t W2) و آب سرد (t S2).

کارایی ABTN با نسبت تبدیل مشخص می شود

که در آن Qп مقدار گرمای تولید شده است.

Qg - مقدار گرمای با دمای بالا که به ژنراتور HP عرضه می شود.

ضرایب تبدیل واقعی ABTN در شکل نشان داده شده است. 2. بسته به تفاوت دما بین محیط گرم و سرد، انواع مختلفی از ماشین آلات استفاده می شود: با طرح های بازسازی محلول یک یا دو مرحله ای. با طرح جذب دو مرحله ای

برنج. 2. وابستگی ضریب تبدیل M ABTH به اختلاف دمای بین آب گرم (t W2) و آب سرد (t S2).

1 - با یک طرح بازسازی راه حل دو مرحله ای (M = 2.2).

2 - با یک طرح بازسازی راه حل یک مرحله ای (M = 1.7).

3 – با جذب دو مرحله ای (M = 1.35).

در PHP، هنگام استفاده از الکتریسیته برای راندن کمپرسور از یک نیروگاه حرارتی، مصرف سوخت خاص (از این پس معادل حرارتی) B = 1/(φ ηel) خواهد بود.

که در آن ηel راندمان نیروگاه با در نظر گرفتن تلفات برق در شبکه ها (در روسیه ~ 0.32) است.

در PHP، هنگام استفاده از یک موتور احتراق داخلی یا یک توربین گاز به عنوان محرک کمپرسور با بازیابی گرمای محصولات احتراق سوخت، مصرف سوخت ویژه برای تولید گرما خواهد بود.

B = 1/(φ ημ + ηt)

جایی که ημ - راندمان مکانیکی درایو؛

ητ – راندمان حرارتی درایو.

مصرف سوخت ویژه برای تولید گرما در ABTN خواهد بود

B = 1/(M η)

که در آن η راندمان یک منبع حرارتی با دمای بالا یا ژنراتور HP برای گرمایش آتش است.

مصرف سوخت ویژه برای تولید حرارت در دیگ بخار خواهد بود

که در آن η راندمان دیگ بخار است.

در نظر بگیریم گزینه های مختلف منبع مستقلبرای به دست آوردن آب گرم برای مقایسه، اجازه دهید یک دیگ بخار سوخت فسیلی و گزینه های مختلف پمپ حرارتی را در نظر بگیریم (شکل 3).

برنج. 3. تعادل انرژی طرح های مختلفتولید حرارت:

الف) دیگ بخار سوخت آلی؛

ب) PTN با درایو الکتریکی از یک نیروگاه حرارتی.

ج) PTP که توسط یک موتور احتراق داخلی یا توربین گاز هدایت می شود.

د) ABTN روی سوخت گازی یا مایع.

STP با محرک الکتریکی از یک نیروگاه حرارتی در ضریب تبدیل φ<2,6–3 по сравнению с котлом экономию топлива не дает (меньшее значение φ для котлов на твердом топливе, большее на газовом или жидком топливе). С учетом более высоких по сравнению с котлом удельных капитальных вложений на ТНУ и электрогенерирующие мощности использование ПТН с электроприводом может быть экономически оправдано (приемлемый срок окупаемости дополнительных капитальных вложений) при φ=4-5.

یک PHP با درایو کمپرسور از یک موتور احتراق داخلی یا یک توربین گاز، در حالی که از گرمای محصولات احتراق سوخت و سیستم خنک‌کننده موتور استفاده می‌کند، صرفه‌جویی در مصرف سوخت را از قبل 1.5 ≥ فراهم می‌کند. با این حال، امکان سنجی اقتصادی استفاده از این نوع HP باید بر اساس محاسبات فنی و اقتصادی تعیین شود، زیرا هزینه های سرمایه ای خاص برای این نوع HP چندین برابر هزینه های دیگ بخار است. استفاده از PHP با ضریب تبدیل پایین منجر به دوره های بازپرداخت غیرمنطقی برای سرمایه گذاری های سرمایه ای می شود.

ABTN همه انواع در مقایسه با دیگ دارای مصرف سوخت ویژه 40 ÷ 55٪ کمتر است. آن ها راندمان مصرف سوخت در ABTN 1.7-2.2 برابر بیشتر از دیگ است. در عین حال، هزینه گرمای تولید شده در ABTN 25-30٪ کمتر از یک دیگ است.

توجه ویژه ای باید به کارایی استفاده از HP به عنوان بخشی از یک نیروگاه CHP داده شود. در شرایط نیروگاه های حرارتی موجود اغلب نیاز به افزایش توان تولید همزمان نیروگاه وجود دارد. به عنوان یک قاعده، این مشکل با نصب دیگ های "اوج" اضافی حل می شود. با استفاده از HP می توان ظرفیت گرمایش ایستگاه را به میزان قابل توجهی افزایش داد.

در شکل شکل 4 نموداری از استفاده از ABTN به عنوان بخشی از یک نیروگاه حرارتی را نشان می دهد. این طرح اجازه می دهد تا بدون تغییر تعادل و پارامترهای بخار در توربین، به طور قابل توجهی قدرت بخش گرمایش ایستگاه را بدون افزایش مصرف سوخت افزایش دهد. در عین حال، هزینه گرمای اضافی تولید شده با قیمت های فعلی برای ABTN 60-80 روبل / Gcal است و دوره بازپرداخت برای سرمایه گذاری های سرمایه از 1-2 سال تجاوز نمی کند. استفاده از PTN در این طرح در هر صورت بازده اقتصادی به طور قابل توجهی کمتر از ABTN خواهد بود.

برخی از نویسندگان، با استناد به تجربه خارجی، به ویژه سوئدی، خاطرنشان می کنند که PTP های الکتریکی حتی در φ استفاده می شوند.<3. Действительно некоторые теплонасосные установки в Швеции и других странах Европы имеют φ≤3 и достаточно рентабельны (срок окупаемости 3-4 года). Это связано, в первую очередь, со структурой электроэнергетики данных стран. В ряде Европейских стран базовыми электрогенерирующими мощностями являются атомные и гидроэлектростанции, а значит относительно дешевая электроэнергия. Поэтому ТНУ с электроприводом в данных странах даже при φ≤3 экономически целесообразны, т. к. позволяют реально экономить дорогостоящее органическое топливо, сократить вредные выбросы в окружающую среду, экономить электроэнергию замещая, электрообогрев.

هنگام انتخاب نوع پمپ حرارتی، علاوه بر صرفه اقتصادی و انرژی، باید ویژگی‌های انواع ماشین‌ها (عمر کارکرد، اثرات زیست‌محیطی، قابلیت نگهداری، صلاحیت‌های مورد نیاز پرسنل بهره‌برداری، توانایی تنظیم برق را نیز در نظر گرفت. طیف گسترده ای و غیره).

از نقطه نظر اثرات زیست محیطی و ایمنی، ABTN برتری آشکاری نسبت به PTN دارد، زیرا از هیدروکربن های فلوئوروکلره استفاده نکنید. مطابق با پروتکل مونترال در سال 1987، تقریباً تمام مبردهای مورد استفاده در PTN تحت کنترل کامل تری برای "ایمنی ازن"، "اثر گلخانه ای" قرار می گیرند و برای استفاده نادرست و دفع آنها مشمول جریمه های سنگینی می شوند. در ABTN، تمام فرآیندها در خلاء انجام می شود و بر خلاف PTN، تحت صلاحیت GOSGORTEKHNADZOR نیستند.

ABTN ها عمر مفید قابل توجهی طولانی تری دارند، زیرا اساساً تجهیزات تبادل حرارتی هستند، قابلیت نگهداری بالایی دارند و در کارکردن صدای کم دارند.

از مزایای الکتروپمپ ها می توان به سادگی منبع تغذیه آنها اشاره کرد. در برخی از سایت ها این ممکن است یک عامل تعیین کننده به نفع آنها باشد.

برای توسعه موفقیت آمیز کار بر روی پمپ های سوخت در روسیه، همه پیش نیازها وجود دارد: ماشین سازی و پایگاه های مواد اولیه، پرسنل علمی و مهندسی، حجم قابل توجهی از تحقیقات و توسعه کار انجام شده، تولید بسیاری از انواع پمپ های سوخت با تسلط، تجربه بسیار قابل توجهی در عملکرد آنها وجود دارد، منابع حرارتی کم پتانسیل عملاً پایان ناپذیر.

در عین حال، باید توجه داشت که همانطور که تجربه خارجی نشان می دهد، استفاده گسترده از فناوری های صرفه جویی در انرژی تنها با مشارکت فعال دولت می تواند باشد که عمدتاً شامل ایجاد اقدامات قانونی و نظارتی است که باعث تحریک استفاده می شود. تجهیزات صرفه جویی در انرژی

ادبیات

1) پمپ های حرارتی V. G. Gorshkov. بررسی تحلیلی // فهرست تجهیزات صنعتی، 1383، شماره 2.

2) A.G. Korolkov، A.V. پوپوف، آ.ولاد. ترانسفورماتورهای حرارتی آب خنک کننده و گرمایش آب لیتیوم برومید پوپوف جذب // مشکلات صرفه جویی در انرژی شماره 1 (14) فوریه 2003.

3) Popov A.V., Bogdanov A.I., Pazdnikov A.G. تجربه در توسعه و ایجاد پمپ های حرارتی جذبی لیتیوم برومید // انرژی صنعتی - 1999، شماره 8- ص 38-43.

4) Baranenko A.V.، Popov A.V.، Timofeevsky L.S.، Volkova O.V. نسل جدید مبدل های حرارتی لیتیوم برومید جذبی // تجهیزات تبرید، 2001، شماره 4-p18-20.

5) سیستم خنک کننده Popov A.V. و بازیابی حرارت گازهای دودکش از کارخانه های زباله سوز // تمیز کردن و خنثی سازی گازهای دودکش در تاسیساتی که زباله و زباله را می سوزانند. - نووسیبیرسک، 1999 - ص121-132. مجله مشکلات صرفه جویی در انرژی، مرداد 1384.

| دانلود به صورت رایگان تجزیه و تحلیل کارایی انواع پمپ های حرارتی، پوپوف A. V.

آیا آب در چاه می تواند یخ بزند؟ خیر، آب یخ نمی زند، زیرا ... در هر دو چاه شنی و آرتزین، آب زیر نقطه انجماد خاک است. آیا امکان نصب لوله با قطر بیشتر از 133 میلی متر در چاه ماسه در سیستم آبرسانی وجود دارد (من برای لوله بزرگ پمپ دارم) در هنگام نصب چاه ماسه نصب لوله با قطر بزرگتر، زیرا بهره وری چاه ماسه کم است. پمپ مالیش به طور ویژه برای چنین چاه هایی طراحی شده است. آیا لوله فولادی در چاه آب می تواند زنگ بزند؟ از آنجایی که هنگام ساخت یک چاه تامین آب کشور آب بندی می شود، دسترسی اکسیژن به چاه وجود ندارد و فرآیند اکسیداسیون بسیار کند است. قطر لوله برای یک چاه فردی چقدر است؟ بهره وری یک چاه با قطر لوله های مختلف چقدر است قطر لوله برای ساخت چاه آب: 114 - 133 (mm) - بهره وری چاه 1 - 3 متر مکعب در ساعت؛ 127 - 159 (mm) - بهره وری چاه 1 - 5 مکعب متر ./ساعت؛ 168 (میلی متر) - بهره وری چاه 3 - 10 متر مکعب در ساعت؛ به یاد داشته باشید! ضروری است که...

جزئیات مقالات 10 ژانویه 2013

حاشیه نویسی

با استفاده از نمونه UES بلاروس، امکان استفاده از پمپ های حرارتی جذب لیتیوم بروماید برای جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی با آب در گردش و آب خنک کننده ژنراتور و روغن سیستم روانکاری در نظر گرفته شده است. PDF

حاشیه نویسی

امکان استفاده از پمپ حرارتی جذبی کار شده بر روی محلول LiBr برای جلوگیری از روغن روان کننده، تشعشعات ژنراتور و اتلاف گرمای آب در گردش در این مقاله با مثال سیستم انرژی متحد بلاروس در نظر گرفته شده است.

پمپ های حرارتی جذبی در مدار حرارتی یک نیروگاه CHPتا بهره وری انرژی خود را افزایش دهد

V. N. Romanyuk, سند فن آوری علوم, D. B. Muslina, A. A. Bobich, کارشناسی ارشد مهندسی علوم, N. A. Kolomytskaya, کارشناسی ارشد اقتصاد علوم, تی وی بابیر، دانشجو، دانشگاه فنی ملی بلاروس، RUE "BELTEI"،S. V. Malkov،مدیر خدمات تجهیزات حرارتی و برودتی CJSC

معرفی

بر اساس تحقیقات آکادمی علوم روسیه، انتقال به فناوری سیکل ترکیبی نیروگاه‌های حرارتی مؤثرتر از انتقال به نیروگاه‌های چگالشی سیکل ترکیبی (CHP) است و باید ابتدا انجام شود. با این حال، بهبود نیروگاه های حرارتی با استفاده از روسازه های با دمای بالا توربین گازی (GTU) نیاز به سرمایه گذاری زیادی دارد، در حالی که جذب سرمایه گذار برای CPP ها در شرایط بلاروس کار کمتر دشواری بود، که تاخیر در نوسازی را تعیین کرد. نیروگاه های حرارتی از انتقال به سیکل ترکیبی CPP

امروزه IPS بلاروس در حال معرفی واحدهای چگالش بخار-گاز با مصرف سوخت خاص (SFC) برای تولید برق در سطح 220 گرم در (کیلووات ساعت) است که با ارزش آن در نیروگاه های حرارتی توربین بخار قابل مقایسه است. جمهوری این شرایط به همراه تغییرات در وضعیت بازار انرژی، مشکل افزایش راندمان نیروگاه‌های حرارتی توربین بخار را تشدید کرده و نیاز به افزایش راندمان آنها با استفاده از پروژه‌های کم‌هزینه را مشخص کرده است. راه حل های مربوطه، که کاملا قابل درک است، برای حفظ ارتباط آنها در طول انتقال بعدی نیروگاه های حرارتی به فناوری سیکل ترکیبی مورد نیاز است. چنین راه حل هایی شامل ادغام باتری های حرارتی در نیروگاه های حرارتی، و همچنین نوآوری های دیگر، به عنوان مثال، انتقال توربوژنراتورها به کار با خلاء خراب است. در همان زمان، مورد دوم با نیاز به تغییر طراحی واحد توربین بخار همراه است: ادغام یک بسته شبکه در کندانسور، اصلاح آخرین مراحل توربین. هر دو، و همچنین عملکرد خود یک واحد توربین با خلاء خراب، همیشه به دلایلی قابل قبول نیستند. در این شرایط، یک راه حل جایگزین برای جابجایی به خلاء خراب ممکن است استفاده از پمپ های حرارتی لیتیوم بروماید جذبی (ABTH) باشد. با کمک آنها، بدون نیاز به تغییر در طراحی واحد توربین، راه حل مؤثرتری برای همان مشکل مسدود کردن اتلاف انرژی حرارتی با آب در گردش ارائه می شود.

ABTN های مشخص شده در طرحی آماده و مناسب برای نصب و بهره برداری به نام چیلر تولید می شوند. آنها همچنین می توانند به طور همزمان به عنوان ماشین های تبرید استفاده شوند که آب سرد را بر اساس برنامه دمایی 7/12 درجه سانتیگراد تأمین می کنند، که برای مثال در یک نیروگاه حرارتی زمانی که برای کار با روبنای توربین گاز برای خنک سازی لازم است، لازم است. هوای ورودی به کمپرسور توربین گاز نتیجه استفاده تقریبا مستمر از گیاه جذب در طول سال است. به عنوان مثال، ادغام ABTN در مدار حرارتی توربوژنراتور PT-60 باعث صرفه جویی سالانه در سیستم گاز طبیعی بیش از 5.5 هزار تن سوخت معادل می شود و در عین حال محدودیت های اقتصادی مورد نیاز نیز حاصل می شود: بازگشت ساده. در دوره سرمایه گذاری تا 2 سال با لحظه راه اندازی، مقادیر متناظر دوره بازده سرمایه گذاری پویا، نرخ بازده داخلی و غیره.

مشکل عبور تراکم بخار از توربوژنراتورهای تولید همزمان

از نظر فنی، حداقل عبور بخار به کندانسور توربوژنراتورهای انواع "P"، "T"، "PT" و مصرف بیش از حد سوخت مرتبط با آن، که قبلا سوالی را ایجاد نمی کرد، امروز غیر قابل قبول است. به عنوان مثال، برای رایج ترین توربوژنراتورهای PT-60 و تغییرات آنها، حداقل عبور بخار به کندانسور به 12 تن در ساعت محدود شده است. برای پارامترهای بخار اولیه 13 مگاپاسکال، با در نظر گرفتن سهم استخراج احیا کننده در این عبور بخار به کندانسور، توان تولید برق توربوژنراتور PT-60-130 4.3 مگاوات است. اتلاف انرژی حرارتی با آب در گردش (CV) که گرمای فرآیند تراکم 12 تن در ساعت بخار را در فشار 4 کیلو پاسکال از بین می برد، 6.3 Gcal/h است. URT برای تولید برق با استفاده از جریان بخار مشخص شده 0.42 کیلوگرم بر (کیلووات × ساعت) تخمین زده می شود که «0.2 کیلوگرم بیشتر از تولید برق جابجا شده در واحدهای چگالش بخار-گاز است. با احتساب 5 درصد تلفات برق برای تحویل آن به بارهای صنعتی نیروگاه های حرارتی، این رقم برای IES برابر با 0.24 کیلوگرم بر کیلووات ساعت است. با زمان کار سالانه توربوژنراتور 7.5 هزار ساعت، فرسودگی سوخت به »6 هزار تن معادل سوخت، به ارز خارجی - بیش از 1.5 میلیون دلار می رسد. در ارتباط با تعداد کل نیروگاه های حرارتی کشور (36 واحد)، ضرورت رفع چنین استفاده غیرمنطقی از سوخت آشکار می شود. در محاسبات فوق یک واحد گاز سیکل ترکیبی با بازده الکتریکی مطلق 54 درصد به عنوان نیروگاه حرارتی در حال بسته شدن در نظر گرفته شده است. انتخاب به این دلیل است که (با در نظر گرفتن ساختار مصرف انرژی حرارتی و الکتریکی در کشور و همچنین تغییرات در ساختار تولید این جریان‌های انرژی پس از معرفی روسازه‌های با دمای بالا در توربین بخار CHP نیروگاه ها) با راه اندازی نیروگاه های هسته ای به عنوان بخشی از ظرفیت های تولید UES بلاروس، هیچ باری برای CPP های توربین بخار که امروزه به عنوان ظرفیت های بسته شدن استفاده می شوند، باقی نمی ماند.

راه حل مشکل سرکوب اتلاف انرژی حرارتی با آب در گردش با انتقال توربوژنراتورها برای کار با خلاء خراب

فشار در کندانسور توربین هنگام کار در خلاء خراب (VC) به 0.06 مگاپاسکال افزایش می یابد و توان تولید برق در نرخ جریان 12 تن در ساعت بخار در کندانسور 3.4 مگاوات است. در این حالت، بخار از استخراج حرارتی به مقدار متناظر با جریان انرژی حرارتی 6.3 Gcal/h (7.2 مگاوات) جابجا می شود. خروجی ویژه استخراج T از توربوژنراتور در نظر گرفته شده، با در نظر گرفتن سهم جریان های بازسازی، ≈516 کیلووات ساعت در گرمکال است، که امکان تعیین کاهش ظرفیت تولید برق را به 3.2 مگاوات در هنگام انتقال بخار به دستگاه فراهم می کند. استخراج T به دلیل انتقال به حالت هیدروکربنی. بنابراین، در طول انتقال به خلاء خراب در کندانسور PT-60، به دلیل کاهش توان تولید، نیروگاه حرارتی تا 4.3 - (3.4 - 3.2) = 4.1 مگاوات به CPP منتقل می شود. مصرف سوخت ساعتی سیستم مربوطه 0.79 tce برآورد شده است. t/h و شامل عبارات زیر در مقایسه با حالت استاندارد است که در ارتباط با:

با جابجایی تولید بر روی جریان بخار به داخل کندانسور و انتقال آن به IES PGU: 4.3 (0.42 – 0.24) = 0.77 t/h.

با جابجایی تولید بر روی جریان بخار به T-selection و انتقال آن به CPP CPP: 3.2 (0.17 - 0.24) = -0.22 t/h.

تولید در حالت HC بر روی یک جریان بخار به یک کندانسور با URT برابر با 164 گرم در (کیلووات ساعت) که 3.4 · (0.24 - 0.164) = 0.25 تن در ساعت تخمین زده می شود.

بدیهی است که هنگام انتقال یک توربوژنراتور به کار با خلاء خراب، تعداد ساعت های سالانه کار آن، که مصرف سوخت سیستم را نیز تعیین می کند، به شرایط خاص منطقه تامین گرما و ترکیب نیروگاه حرارتی بستگی دارد. در صورتی که برابر با 7.5 هزار ساعت ذکر شده قبلی باشد، صرفه جویی در سوخت سالانه سیستم 5.9 هزار تن خواهد بود.

پمپ حرارتی جذبی

پمپ حرارتی جذبی یک دستگاه پیوسته است که برای انتقال انرژی حرارتی از منبع دمای پایین به منبع دمای بالاتر طراحی شده است. برای جبران چنین انتقال غیرطبیعی انرژی حرارتی، لازم است انرژی حرارتی (TE) روی درایو ABTN خرج شود. نیروگاه‌های جذب چرخه معکوس از نظر ویژگی‌های انرژی نسبت به ماشین‌های فشرده‌سازی بخار پایین‌تر هستند، اما اگر دستگاه‌های دومی برای کار کردن به انرژی مکانیکی باارزش‌تر انرژی و اقتصادی نیاز داشته باشند، اولی می‌تواند از انرژی حرارتی ارزان‌تری از توربین‌های بخار، دیگ‌های بازیابی، انرژی گاز خروجی حاصل از احتراق داخلی گاز استفاده کند. موتورها و منابع انرژی ثانویه این شرایط جایگاه ABTN را تعیین می کند که آنها به زودی در سیستم های مختلف تکنولوژیکی اشغال خواهند کرد.

به عنوان سیال عامل در ABTN، از محلول هایی (در مورد مورد بررسی، آب - لیتیوم برومید) استفاده می شود که در آنها غلظت اجزا برای فاز مایع و بخار متفاوت است. غلظت اجزاء نمی تواند با مقدار متناظر با معادله تعادل محلول متفاوت باشد، که این امر باعث می شود تا تراکم (جذب) بخار سرد توسط یک محلول مایع داغ تر تا زمانی که غلظت ها مطابق با معادله مشخص شده برابر شود.

در ساده ترین حالت، ABTN ترکیبی از چهار مبدل حرارتی است که در یک محفظه یکپارچه قرار گرفته اند. عملکرد آنها برای پرسنل انرژی آشنا است و مشکلی ایجاد نمی کند (شکل 1). دو مبدل حرارتی (ژنراتور و کندانسور) با فشار بالاتر کار می کنند و هدف آنها بدست آوردن مایعی با جوش کم، در این مورد آب، به شکل تقریبا خالص است. دو مبدل حرارتی دیگر (اواپراتور و جاذب) با فشار کاهش یافته کار می کنند. وظیفه آنها حذف انرژی حرارتی از منبع و تبدیل بخار حاصله به جزء محلول مایع است. در طی تحولات توصیف شده، گرمای فرآیندهای جذب و تراکم مربوطه از جاذب و کندانسور حذف می شود که به خنک کننده گرم شده، به عنوان مثال، آب شبکه منتقل می شود. فقط برای جلوگیری از انتقال دمای مبرد فراتر از مقادیر حدی که برای محلول آب در لیتیوم بروماید مجاز نیست، چه در حین ذخیره سازی و چه در حین کار، لازم است. به عبارت دیگر، دماهای محدود کننده جریان های آزاد کننده گرما (بازیافت شده) و دریافت کننده گرما وجود دارد که در آن عملیات ABTN امکان پذیر است. مدار یک ABTN واقعی تا حدودی پیچیده تر است، که با بازسازی همراه است، که بازده انرژی نصب را افزایش می دهد، به همین دلیل است که تعداد مبدل های حرارتی و پیچیدگی مدار کمی افزایش می یابد.

کارایی ABTN تا حد زیادی به محدوده دمایی که در آن کار می‌کند بستگی دارد: هرچه دومی باریک‌تر باشد، عملکرد انرژی نصب بالاتر خواهد بود. علاوه بر این، دماهای محدود کننده ای برای جریان های آزاد کننده گرما (بازیافت شده) و دریافت گرما وجود دارد که در آن عملیات ABTN امکان پذیر است.

در دمای جریان گرم شده 55 درجه سانتیگراد که مطابق با دمای آب شبکه برگشتی در طول دوره گرمایش مجدد است، تامین آب در گردش برای دفع طبق برنامه 17/22 درجه سانتیگراد (فشار در کندانسور - 4 کیلو پاسکال). در این حالت گرمایش آب شبکه تا دمای 64 درجه سانتی گراد تضمین می شود. در طول فصل گرما، زمانی که دمای آب شبکه برگشتی می تواند به 70 درجه سانتی گراد برسد، دمای آب در گردش 49/45 درجه سانتی گراد خواهد بود که مربوط به فشار 15 کیلو پاسکال در کندانسور است. آب شبکه تا 79 درجه سانتی گراد گرم می شود. در دمای آب تحویل در محدوده مشخص شده، سایر مشخصات جریان را می توان با درون یابی خطی تعیین کرد. برای دمای متوسط ​​دوره گرمایش 0.7- درجه سانتیگراد، دمای آب شبکه برگشتی 47 درجه سانتیگراد است و فشار در کندانسور مورد نیاز برای ABTN 4 کیلو پاسکال خواهد بود. با توجه به وضعیت تغییرات پارامترهای جریان در طول سال، می‌توان نتیجه گرفت که به عنوان اولین تقریب، نصب ABTN تضمین می‌کند که فشار در کندانسور در کل دوره کارکرد در سطح 4 کیلو پاسکال حفظ می‌شود. فشار بخار گرمایش برای درایو ABTN نباید کمتر از 0.4 مگاپاسکال باشد، که می توان با استخراج بخار از استخراج احیا کننده شماره 4 توربین PT-60 اطمینان حاصل کرد. ضریب گرمایش ABTN در این موارد 1.7 است.

ماهیت روش و ارزیابی اثر صرفه جویی در انرژی

در مدار حرارتی یک توربوژنراتور، چندین جریان گرما در محیط پخش می شود. با استفاده از توربو ژنراتور PT-60 به عنوان مثال، این موارد عبارتند از: جریان خنک کننده CV با توان 7.3 مگاوات، جریان های ژنراتور و سیستم های خنک کننده روغن با توان کل 0.47 مگاوات. جریانهای حرارتی ذکر شده، که قدرت آنها 7.8 مگاوات است، با آب در حال گردش به ABTN فرستاده می شود، که در آن ≥4 درجه سانتیگراد خنک می شود (شکل 2). برای به حرکت درآوردن ABTH، گرمای فرآیند تراکم بخار مصرف می شود که نیاز به آن توسط ضریب گرمایش ABTH تعیین می شود و در این حالت مقدار بار حرارتی که میزان مصرف بخار را تعیین می کند 40.2 GJ/h است. 9.6 Gcal/h). جریانی از انرژی حرارتی با توان 18.9 مگاوات به آب شبکه منتقل می شود و آن را 10.2 درجه سانتی گراد گرم می کند.

در نتیجه استفاده در نظر گرفته شده از ABTN، ضمن حفظ بار حرارتی CHP، تولید برق بین منابع سیستم توزیع مجدد می شود و در مثال ما، کاهش تولید در CHP به میزان 4.7 مگاوات با URT 0.42 کیلوگرم بر (کیلووات ساعت)، که به دلیل موارد زیر است:

• بار استخراج حرارتی به میزان 15.9 Gcal/h کاهش می یابد و بنابراین ظرفیت تولید 8.2 مگاوات کاهش می یابد (خروجی ویژه T-Exraction 516 kWh/Gcal است).
• بار انتخاب احیا کننده شماره 4 به میزان 9.6 Gcal/h افزایش می یابد، که برای درایو ABTN مورد نیاز است، که توان تولید را 3.5 مگاوات افزایش می دهد (خروجی ویژه انتخاب احیا کننده شماره 4 362 کیلووات ساعت/Gcal است).

با در نظر گرفتن کاهش مشخص شده در توان جریان تولید برق به میزان 4.7 مگاوات با حفظ انرژی حرارتی عرضه شده، کاهش مصرف سوخت سالانه نیروگاه حرارتی در مورد ما تا 11.9 هزار تن معادل سوخت خواهد بود:

• 4.3 0.42 7.5 = 13.5 هزار TCE - کاهش ناشی از حذف تولید برق با URT 420 گرم در (کیلووات × ساعت) با عبور بخار به کندانسور.
• 4.3 (0.17 - 0.136) 7.5 = 1.1 هزار Tce - کاهش مربوط به انتقال تولید الکتریسیته از جریان استخراج گرما با URT 170 گرم بر (کیلووات × ساعت) به جریان داخل کندانسور، با خنک کردن آب در گردش در ABTN، که مطابق با URT 136 است. g/(kW×h)؛
• 3.2 (0.17 - 0.283) 7.5 = -2.7 هزار Tce - افزایش مربوط به انتقال تولید برق از جریان استخراج همزمان با نرخ 170 گرم در (کیلووات × ساعت) به جریان به انتخاب احیا کننده شماره 4 با نرخ 283 گرم در (کیلووات × ساعت).

در عین حال، صرفه جویی در سوخت سیستم سالانه در مورد ما تا 5.5 هزار تن خواهد بود.

نتایج ارائه شده با نمودارهای توضیحی حالت های مختلف عملکرد توربوژنراتور مورد بررسی در شکل 1 تکمیل شده است. 3-5.

پمپ های حرارتی جذبی در طرح CHP

برای اتصال ABTN با توربو ژنراتور PT-60، می توانید از دو چیلر کوچکتر یا یک چیلر بزرگتر استفاده کنید. گزینه ای با دو ABTN انعطاف پذیرتر به نظر می رسد. خنک کننده های مختلفی را می توان برای هدایت آنها استفاده کرد: بخار، آب، گازهای دودکش، سوخت. در این حالت بخار با فشار حداقل 0.4 مگاپاسکال است. در نسخه با دو نصب، از جمله، یکنواختی تجهیزات جذب نیروگاه های حرارتی تضمین می شود: پمپ های حرارتی و ماشین های تبرید قابل تعویض هستند، که می تواند در هنگام افزودن واحدهای توربین گاز به نیروگاه های حرارتی، در مواقع ضروری مفید باشد. برای تثبیت پارامترهای خود در تابستان، خنک کردن هوای مکیده شده توسط کمپرسور. ABTN را می توان هم در نسخه کانتینری و هم در یک ساختمان قرار داد. در تمام موارد لازم است که دمای اتاق کمتر از 5 درجه سانتیگراد نباشد. البته، یک رویکرد فردی بر اساس شرایط پیچیده یک سایت خاص مورد نیاز است: چیدمان، هیدرولیک و غیره.

ارزیابی اقتصادی

با در نظر گرفتن هزینه کار ساخت و نصب و تجهیزات جانبی، اجرای گزینه در نظر گرفته شده در مثال به حدود 3 میلیون تومان نیاز دارد. برای نیروگاه های حرارتی با تعداد ساعات کار سالانه توربوژنراتور 7.5 هزار، دوره بازگشت سرمایه و سایر شاخص ها با کاهش مصرف گاز طبیعی به میزان 11.9 هزار تن سوخت معادل تعیین می شود. با بار حرارتی ثابت و کاهش ظرفیت تولید برق به میزان 4.7 مگاوات. میانگین موزون تعرفه و هزینه برق در نیروگاه های حرارتی به ترتیب 88.5 و 51.4 USD/(MWh) می باشد. با هزینه گاز طبیعی 244 دلار به ازای هر 1 تن سوخت معادل. اثر اقتصادی سالانه یک بازده ساده در دوره سرمایه گذاری 2.3 سال را فراهم می کند. دوره بازپرداخت پویا با نرخ تنزیل 20٪ 2.8 سال است، نرخ بازده داخلی 42٪ است (شکل 7).

دوره بازپرداخت پویا با نرخ تنزیل 20 درصد فراتر از افق محاسبه 10 ساله است و تنها با نرخ تنزیل 15 درصد به 9.6 سال کاهش می یابد.

صرفه جویی سالانه سوخت سیستم در نتیجه پروژه 5.5 هزار تن برآورد شده است. در عین حال، البته مصرف انرژی حرارتی و الکتریکی بدون تغییر باقی می ماند. اثر اقتصادی سالانه ناشی از کاهش سیستمیک مصرف گاز طبیعی »1.3 میلیون دلار برآورد شده است. با مقادیر دیگر آرگومان هایی که قبلا داده شد، دوره بازپرداخت ساده 2.7 سال است، دوره بازپرداخت پویا با نرخ تنزیل 20٪ 4.3 سال است، نرخ بازده داخلی 35٪ است (شکل 9).

شاخص های انرژی و اقتصادی داده شده نشان دهنده جذابیت سرمایه گذاری عالی این پروژه برای IPS کشور است.

نتیجه گیری

1. مسدود کردن اتلاف انرژی در مدارهای حرارتی نیروگاه های حرارتی مرتبط است. از نظر ساختاری، این به سادگی با ادغام ABTN در مدار حرارتی نیروگاه CHP به دست می آید. در عین حال، شاخص های فنی و اقتصادی بالایی وجود دارد که جذابیت سرمایه گذاری پروژه را تضمین می کند.

2. کاهش تلفات انرژی حرارتی در طرح های نیروگاه حرارتی با تغییر به عملکرد توربوژنراتورهای با خلاء خراب یا استفاده از ABTN گزینه های حل مشکل را گسترش می دهد. انتخاب راه حل بهینه نیازمند یک رویکرد متمایز بر اساس شرایط یک منطقه تامین گرما خاص و ترکیب تجهیزات منبع تولید کننده گرما است.

3. استفاده از ABTN در طرح های نیروگاه حرارتی با حذف تولید برق از جریان بخار به کندانسور، تولید برق در نیروگاه حرارتی را کاهش می دهد، که از جمله موارد دیگر، پوشش برنامه مصرف برق را از نظر آسان تر می کند. عبور از حداقل بارهای IPS. تغییر کامل تولید برای تمامی نیروگاه های حرارتی کشور تا 300 مگاوات برآورد شده است.

4. ادغام پمپ های حرارتی جذبی در مدارهای حرارتی نیروگاه های حرارتی به منظور جلوگیری از اتلاف انرژی حرارتی نیز در صورت اجرای گزینه انتقال توربوژنراتورها برای کار با خلاء خراب، مورد تقاضا است، زیرا با کمک ABTN می توان از گرمای سیستم های خنک کننده روغن، ژنراتورها و غیره استفاده کرد.

5. کاهش تولید برق در نیروگاه حرارتی به میزان 4.7 مگاوات با حفظ بار حرارتی و کاهش همزمان مصرف گاز طبیعی به طور مستقیم در نیروگاه حرارتی به میزان »12 هزار تن سوخت معادل. در هر سال امکان‌سنجی اقتصادی را بسته به تعرفه‌های گاز طبیعی و برق، نرخ‌های تامین مالی مجدد و غیره در یک منطقه خاص تعیین می‌کند. در تمام موارد، عملکرد انرژی و اقتصادی بالا پروژه تضمین می شود.

6. سرمایه گذاری های مورد نیاز برای اجرای نمونه مورد بررسی حدود 3 میلیون تومان برآورد شده است. بازپرداخت ABTN با محدودیت های اقتصادی موجود برای اطمینان از امکان سنجی سرمایه گذاری مواجه است.

7. مثال در نظر گرفته شده برای یک توربو ژنراتور PT-60-130 با جریان بخار به کندانسور 12 تن در ساعت و بار آب شبکه 19 Gcal/h ارائه شده است که در صورت لزوم می توان آن را به 14 Gcal/h کاهش داد. ساعت با افزایش بار حرارتی، استفاده از ABTN های قدرتمندتر ضروری است.

8. استفاده از ABTN در سیستم‌های حرارتی که عمدتاً جریان گرما از نیروگاه‌های تولید انرژی ترکیبی، منابع انرژی ثانویه و غیره وجود دارد، توصیه می‌شود.

ادبیات

1. Popyrin L. S., Dilman M. D. بهره وری از تجهیز مجدد فنی نیروگاه های حرارتی مبتنی بر نیروگاه های سیکل ترکیبی // مهندسی برق حرارتی. - 2006. - شماره 2. - ص 34–39.

2. Romanyuk V. N.، Bobich A. A.، Kolomytskaya N. A.، Muslina D. B.، Romanyuk A. V. پشتیبانی موثر از برنامه بارگذاری سیستم قدرت // انرژی و مدیریت. - 2012. - شماره 1. - ص 13–20.

3. Khrustalev B. M.، Romanyuk V. N.، Kovalev Ya. N.، Kolomytskaya N. A. در مورد موضوع اطمینان از برنامه های بار الکتریکی سیستم قدرت با دخالت پتانسیل منابع فناوری انرژی شرکت های صنعتی // انرژی و مدیریت. - 2010. - شماره 1. - ص 4–11.

4. Romanyuk V.N.، Bobich A.A.، Kolomytskaya N.A. و همکاران افزایش بهره وری واحدهای توربین گاز در نیروگاه های حرارتی در تابستان // انرژی و مدیریت. - 2011. - شماره 1. - ص 18–22.

یک پمپ حرارتی گریز از مرکز شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک اواپراتور و یک جاذب است که به یکدیگر متصل هستند. برای اطمینان از عملکرد قابل اعتماد پمپ در شرایط خطر تبلور در جریان جاذب مایع، پمپ حاوی وسیله ای است که به شروع تبلور جاذب در سیال کاری یا شروع یک ویسکوزیته غیرقابل قبول بالا حساس است. و همچنین وسیله ای برای جلوگیری از تبلور بیشتر و/یا برای حل کردن محلول متبلور یا کاهش ویسکوزیته بالا. 8 ص و 6 حقوق، 6 بیمار.

اختراع حاضر مربوط به پمپ های حرارتی جذبی، به ویژه پمپ های حرارتی گریز از مرکز جذبی، و روشی برای کارکرد پمپ های حرارتی مذکور است. پمپ های حرارتی جذبی شامل اجزای زیر هستند: اواپراتور، جاذب، ژنراتور، کندانسور و به صورت اختیاری مبدل حرارتی محلول. و با مخلوط کاری مناسب در فاز مایع بارگیری می شود. مخلوط کاری حاوی یک جزء فرار و یک جاذب برای آن است. در پمپ های حرارتی جذبی، یک منبع حرارتی با دمای بالا، به نام گرمای درجه بالا، و یک منبع حرارتی با دمای پایین، به نام گرمای درجه پایین، گرما را به پمپ حرارتی منتقل می کند و سپس مجموع حرارت را منتقل می کند (یا خارج می کند). ورودی گرما از هر دو منبع در دمای متوسط. در عملکرد پمپ های حرارتی جذبی معمولی، یک مخلوط کاری غنی از اجزای فرار (برای راحتی که در زیر به آن "مخلوط R" اشاره می شود) تحت فشار در یک ژنراتور با استفاده از گرمای با درجه بالا گرم می شود تا بخار مواد فرار تولید شود. جزء و مخلوط کاری که از نظر اجزای فرار کمتر غنی یا بدون چربی است (برای راحتی، در زیر به عنوان "مخلوط L" اشاره می شود). در پمپ های حرارتی تک مرحله ای شناخته شده، بخار جزء فرار بالا از ژنراتور در یک کندانسور در همان دمای بالا متراکم می شود تا گرما آزاد شود و یک جزء فرار مایع تشکیل شود. برای کاهش فشار آن، جزء فرار مایع از یک شیر انبساط عبور داده می شود و از آنجا به اواپراتور می رسد. در یک اواپراتور، مایع فوق از یک منبع حرارتی با دمای پایین، معمولاً هوا یا آب در دمای محیط، گرما را دریافت می کند و تبخیر می شود. بخار حاصل از جزء فرار به جاذب منتقل می شود و در آنجا به مخلوط L جذب می شود و مخلوط R را دوباره تشکیل می دهد و گرما ایجاد می کند. پس از این، Mixture R به مولد بخار منتقل می شود و در نتیجه چرخه کامل می شود. تغییرات زیادی در این فرآیند ممکن است، به عنوان مثال یک پمپ حرارتی ممکن است دو یا چند مرحله داشته باشد که در آن بخار از جزء فرار تبخیر شده توسط اولین مولد بخار (اولیه) ذکر شده در یک کندانسور میانی متراکم می شود که به طور حرارتی برای تامین گرما به یک بخار کوپل شده است. مولد بخار میانی که اجزای فرار اضافی بخار را برای تراکم در اولین کندانسور (اولیه) ذکر شده تولید می کند. وقتی می خواهیم وضعیت فیزیکی یک جزء فرار را نشان دهیم، برای راحتی آن را جزء فرار گازی (وقتی در حالت گازی یا بخاری است) یا جزء فرار مایع (زمانی که در حالت مایع است) می نامیم. جزء فرار ممکن است در غیر این صورت یک مبرد و مخلوط L و R - یک جاذب مایع نامیده شود. در یک مثال خاص، خنک کننده آب است و جاذب مایع یک محلول هیدروکسید حاوی هیدروکسیدهای فلز قلیایی است، همانطور که در ثبت اختراع اروپایی EP-A-208427 توضیح داده شده است، که محتوای آن با مرجع در اینجا گنجانده شده است. شماره 5,009,085 ایالات متحده، که محتویات آن با مرجع در اینجا گنجانده شده است، یکی از اولین پمپ های حرارتی گریز از مرکز را توصیف می کند. مشکلات متعددی در ارتباط با استفاده از پمپ هایی از نوع توصیف شده در پت شماره 5,009,085 ایالات متحده وجود دارد و جنبه های مختلف اختراع حاضر برای غلبه بر یا حداقل کاهش این مشکلات در نظر گرفته شده است. در پمپ های حرارتی، مانند آنچه در پت شماره 5,009,085 ایالات متحده توضیح داده شده است، اگر سیال عامل باید متبلور شود یا در غیر این صورت دچار انسداد جریان شود، خطر خرابی فاجعه بار وجود دارد. به همین دلیل، پمپ حرارتی معمولاً با حداکثر غلظت محلول تنظیم شده برای استفاده در شرایطی کار می کند که به اندازه کافی از شرایط کریستالیزاسیون فاصله دارند و با تمایل به جلوگیری از تبلور به جای اطمینان از حداکثر کارایی پمپ تعیین می شود. ما اصلاحاتی را ایجاد کرده‌ایم که وقتی شروع کریستالیزاسیون تشخیص داده می‌شود، اقدام اصلاحی را آغاز می‌کند، بنابراین به پمپ حرارتی اجازه می‌دهد تا در شرایط نزدیک به تبلور با خیال راحت کار کند. مطابق با یک جنبه، اختراع حاضر یک پمپ حرارتی جذبی را ارائه می‌کند که شامل ابزاری است که شروع تبلور یک جاذب را در یک سیال در حال کار یا شروع یک ویسکوزیته غیرقابل قبول بالا را حس می‌کند، تا ابزاری برای جلوگیری از تبلور بیشتر و/یا حل کردن کریستالیزه‌ها ارائه کند. مواد یا کاهش ویسکوزیته مشخص. ناحیه ای که بیشترین تمایل به کریستال شدن یا ممانعت از جریان را دارد، معمولاً در مسیر جریان جاذب مایع به درون جاذب از مبدل حرارتی محلول قرار دارد، جایی که کمترین دما و بالاترین غلظت رخ می دهد. وسیله ای برای جلوگیری از تبلور یا کاهش ویسکوزیته ممکن است شامل وسیله ای برای ایجاد فاصله باشد که برای افزایش دما و/یا کاهش غلظت جاذب در سیال کار در یا نزدیک محل مشخص تبلور طراحی شده است. به عنوان مثال، یک جریان مایع ممکن است، حداقل به طور موقت، منحرف شود تا دمای جریان عبوری از یک محل تبلور مشخص، مستقیم یا غیرمستقیم از طریق تبادل حرارت، افزایش یابد. این فرآیند را می توان با تعیین فشار موضعی در یک نقطه بالادست از محل تبلور فعال کرد. یک روش شامل انتقال حرارت به مایع جاذب است که در جهت مخالف از یک مبدل حرارتی محلول عبور می کند، در حالی که مایع جاذب از مولد بخار به جاذب عبور می کند، که در آن بخشی از مایع جاذب که از ژنراتور به جاذب عبور می کند، در دمای نسبتاً بالایی برای ورود به جریان برگشتی از جاذب به ژنراتور منحرف می شود. در این حالت دمای جریان برگشتی افزایش می‌یابد که باعث افزایش دمای جریان بالادست از محل تبلور می‌شود و در نتیجه منجر به انحلال کریستال‌ها یا کاهش ویسکوزیته مایع در این مکان می‌شود. چنین انحرافی را می توان با نصب یک تنظیم کننده حساس به فشار، مانند یک شیر یا آستانه بین دو جریان به دست آورد، به موجب آن انحراف مذکور زمانی آغاز می شود که فشار برگشتی ناشی از شروع تبلور یا ویسکوزیته غیرقابل قبول بالا از مقدار آستانه از پیش تعیین شده فراتر رود. از طرف دیگر، مبرد مایع ممکن است از کندانسور به اواپراتور منحرف شود تا در نتیجه دمای تبخیر افزایش یابد، که باعث تبخیر شدن مقدار مبرد و جاذب شدن آن در جاذب می‌شود و در نتیجه غلظت جاذب در سیال کار کاهش می‌یابد. افزایش دمای سیال عامل در ناحیه تبلور. یک چالش دیگر حفظ راندمان نسبتاً بالا در حین کارکردن پمپ حرارتی با توان کمتر از کامل و در عین حال کاهش افزایش دما و/یا بار گرمایی است. افزایش دما به عنوان اختلاف دمای بین اواپراتور و جاذب تعریف می شود. ما دریافتیم که افزایش کارایی چرخه در شرایط بار جزئی با تنظیم نرخ جریان جاذب مایع در طول چرخه با توجه به بار حرارتی و/یا افزایش دما امکان پذیر است. علاوه بر این، ما دریافتیم که می‌توان پمپ حرارتی را طوری طراحی کرد که فشارهای دینامیکی یا استاتیکی در پمپ به تنظیم سرعت جریان جاذب مایع برای مطابقت با افزایش دمای غالب یا بار گرمایی کمک کند و در نتیجه نیاز به کنترل قابل تنظیم را از بین ببرد. دریچه ها یا دستگاه های مشابه، اگرچه ما امکان استفاده از چنین دستگاه های کنترلی را رد نمی کنیم. مطابق با جنبه دیگر، اختراع حاضر یک پمپ حرارتی جذبی شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب به هم پیوسته برای ارائه مسیرهایی برای یک جزء فرار مایع و یک جاذب مایع برای آن و یک کنترل کننده سرعت جریان برای تنظیم سرعت جریان جاذب مایع مذکور مطابق با حداقل یکی از (الف) اختلاف دما بین جاذب و اواپراتور، (ب) بار حرارتی بر روی پمپ حرارتی، و (ج) یک یا چند پارامتر عملکرد دیگر. دبی را می توان به روش های مختلفی تنظیم کرد، اما روش ترجیحی تنظیم بدون تغییر قدرت پمپ است. بنابراین، تنظیم کننده سرعت جریان معمولاً شامل وسایل محدود کننده جریان است که در مسیر جریان جاذب مایع از ژنراتور مذکور قرار دارد. محدودیت را می توان برای ارائه عملکرد مطلوب از طریق استفاده از یک سیستم کنترل فعال تنظیم کرد، اما ما دریافتیم که کنترل کافی را می توان از طریق یک محدود کننده غیرفعال مانند یک روزنه، یک چرخان، یک لوله مویرگی یا ترکیبی از برخی یا همه این دستگاه ها ترجیحاً طراحی پمپ حرارتی به گونه ای است که سرعت جریان مایع جاذب از ژنراتور به اختلاف فشار عملیاتی در هر انتهای مسیر مایع جاذب از ژنراتور و/یا به اختلاف فشار اضافی ناشی از تفاوت بین سطوح آزاد در مایع جاذب در هر انتهای مسیر سیال از ژنراتور. بنابراین، ویژگی‌های پمپ حرارتی و محدودکننده جریان را می‌توان طوری ساخت که نرخ جریان مناسبی را ارائه دهد که با فشارهای عملیاتی تغییر می‌کند تا اجازه دهد نرخ جریان متناسب با شرایط عملیاتی تغییر کند، همانطور که در زیر با اشاره به شکل توضیح داده شده است. 6. به طور مشابه، کانتینرها ممکن است در هر انتهای مسیر سیال از ژنراتور نصب شوند، این کانتینرها به گونه ای اندازه گیری شده اند که سطوح آزاد را در ارتفاعات یا فواصل انتخاب شده در جهت شعاعی فراهم کنند تا دیفرانسیل اضافی مورد نیاز در حین کار تولید شود. در یک مثال معمولی، ژنراتور حاوی محفظه ای به شکل محفظه بارگیری است که در آن جاذب مایع قبل از ورود به ژنراتور گرفته می شود و سطح آزاد را مشخص می کند و مسیر مایع از ژنراتور به یک فرورفتگی در مجاورت جاذب ختم می شود. ، محفظه بارگیری طوری قرار می گیرد که در حین کار معمولی در حین کار ، سطح سطح آزاد مایع موجود در آن نسبت به سطح آزاد مایع در ترانشه بالاتر بود (یا در جهت شعاعی به سمت داخل قرار داشت). از طرف دیگر، انتهای مسیر جاذب مایع در پایین دست ژنراتور ممکن است به یک خروجی ختم شود، که معمولاً بالای سطح مایع در یک ظرف مرتبط با آن است، که مایع تخلیه شده از آن را می گیرد، به طوری که ارتفاع خروجی تعیین می شود. فشار اضافی در خروجی همانطور که در بالا گفته شد، سرعت جریان مایع جاذب را می توان به طور فعال کنترل کرد. بنابراین، کنترل‌کننده نرخ جریان مذکور ممکن است شامل یک یا چند حسگر برای تعیین یا پیش‌بینی یک یا چند پارامتر عملیاتی دستگاه باشد و ابزاری برای تنظیم نرخ جریان مایع جاذب مذکور به حسگرهای مذکور پاسخگو باشد. سایر مشکلات مربوط به استفاده از پمپ‌های حرارتی گریز از مرکز شامل دستگاه‌های پمپاژ مختلفی است که هر یک از آنها معمولاً حاوی یک پمپ کرم است که هنگام چرخش پمپ حرارتی، چرخش آن محدود است و مایع را از یک فرورفتگی حلقوی یا ظرف می‌کشد و به جایی می‌رساند. باید باشد. در یک طراحی پمپ کرم معمولی، پس از راه‌اندازی، پمپ حرارتی در ابتدا ساکن است و سیال در قوس پایینی یک فرورفتگی با عمق شعاعی که بسیار بیشتر از زمانی است که پمپ حرارتی در حال چرخش است، به دام می‌افتد. پمپ کرم یک توده نوسانی است، به این معنی که پمپ نیز در پایین فرورفتگی، غوطه ور در مایع قرار دارد. در نتیجه، در هنگام راه‌اندازی، نیروی مقاومت زیادی در برابر حرکت پمپ کرم وجود دارد، که زمانی رخ می‌دهد که سیال در فرورفتگی با پمپ کرم در تعامل است، که کارایی پمپ حرارتی را کاهش می‌دهد و شروع عملکرد حالت پایدار را به تاخیر می‌اندازد. . ما نوع جدیدی از پمپ کرم را توسعه داده‌ایم که مقاومت راه‌اندازی موجود در طرح‌های معمولی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. این طراحی همچنین دارای مزیت کاهش وزن مرده پمپ های کرم معمولی و در نتیجه کاهش بارهای ضربه ای است که پمپ کرم در حمل و نقل آن را تجربه می کند. بر این اساس، از جنبه ای دیگر، اختراع حاضر یک پمپ حرارتی جذبی را ارائه می دهد که شامل یک مجموعه دوار شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب است که به یکدیگر متصل شده اند تا مسیرهای جریان سیال چرخه ای را برای یک جزء فرار و یک جاذب مایع فراهم کنند، که در آن یکی از دستگاه های مذکور (ژنراتور مذکور، اواپراتور مذکور و جاذب مذکور) شامل یک پمپ کرمی است که شامل یک عنصر نوسانی است که به صورت چرخشی در مجموعه مذکور نصب شده است، از چرخش با مجموعه مذکور محدود می شود، و زمانی طراحی شده است که برای جمع آوری مایع از یک فرورفتگی، معمولاً در محیط پیرامونی، یا از آن استفاده می شود. ظرفی که در آن عنصر نوسانی مذکور شامل یک محفظه نوسانی است که با توجه به محور چرخش مجموعه مذکور، برای پرکردن مایع از فرورفتگی یا محفظه مذکور در زمانی که پمپ در حال استراحت است، خارج از مرکز است. این دستگاه چندین مزیت مهم دارد. از آنجایی که مقداری از مایع در محفظه نوسانی قرار می گیرد، مایع کمتری در مخزن وجود خواهد داشت و بنابراین، نیروهای پسا ایجاد شده هنگام راه اندازی پمپ به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. علاوه بر این، مایع موجود در محفظه نوسانی باعث افزایش جرم پمپ کرم در حالت ساکن می شود که به معنای افزایش اینرسی و به همین دلیل تأثیر کمتر نیروهای مقاومت است. ظرف مذکور ممکن است مایع را از طریق یک دهانه بدون فشار توسط پمپ دریافت کند، اما ترجیحاً پمپ کرم مذکور شامل وسایلی برای رساندن حداقل بخشی از مایع جمع‌آوری‌شده از طریق آن به ظرف گهواره‌ای است. بنابراین، هنگامی که پمپ مذکور در حالت پایدار کار می کند، جرم مایع موجود در محفظه تابدار ممکن است بخش قابل توجهی یا عمده ای از جرم عنصر راکر مذکور را تامین کند. محفظه تکان دهنده ممکن است شامل وسایل زهکشی باشد تا به بخشی از مایع موجود در ظرف مذکور اجازه تخلیه مجدد به داخل حفره یا ظرف مذکور داده شود. بنابراین، در یک تجسم معمولی، هنگامی که پمپ حرارتی مذکور در حالت ثابت با محور چرخش افقی خود کار می‌کند، ظرف مذکور حداقل تا حدی در مایعی که در مخزن یا ظرف مذکور قرار دارد غوطه‌ور می‌شود و حداقل تا حدی با مایع پر می‌شود. بدیهی است که چنین آرایش پمپ کرمی را می توان به جای هر یک از پمپ های کرمی مورد استفاده در پمپ های حرارتی گریز از مرکز معمولی استفاده کرد. پمپ‌های مطابق با این جنبه از اختراع حاضر نیز وسیله مهمی برای تأمین ظرفیت بافر اولیه برای هر غار حاوی مایع، و به‌ویژه حاوی مقادیر متغیر مایع برای تنظیم غلظت جاذب مایع است، همانطور که در زیر توضیح داده خواهد شد. . ما همچنین دستگاهی را توسعه داده‌ایم که نسبت‌های نسبی اجزای جاذب و فرار در مخلوط را برای مطابقت با پارامترهای عملیاتی تنظیم می‌کند. باز هم، این را می توان با اندازه گیری دما و استفاده از یک یا چند شیر کنترل به دست آورد، اما ما دریافتیم که می توان غلظت جاذب را با طراحی پمپ مناسب کنترل کرد به طوری که بسته به پارامترهای عملیاتی، مقدار متغیر مبرد وجود دارد. مجبور می شود در ظروف ذخیره شود، در نتیجه تنظیم مناسب غلظت محلول را تضمین می کند. ما همچنین این دستگاه را طراحی کرده ایم تا توانایی اضافی برای محدود کردن حداکثر غلظت محلول را فراهم کند. بر این اساس، از جنبه دیگر، اختراع حاضر یک پمپ حرارتی جذبی با یک سیال عامل (حاوی یک ماده جاذب و یک جزء فرار) ارائه می دهد که شامل وسیله ای برای تنظیم غلظت جاذب مذکور در سیال کاری مزبور مطابق با حداقل (الف) دما است. تفاوت جاذب و اواپراتور، یا (ب) مطابق با سیال کاری مذکور با بار حرارتی بر روی پمپ حرارتی مذکور، و (ج) مطابق با یک یا چند پارامتر عملیاتی دیگر. ترجیحاً، غلظت با تغییر مقدار جزء فرار ذخیره شده در بافر در حال اجرا تنظیم می شود. بنابراین، وسایل ذکر شده برای تنظیم غلظت ممکن است شامل یک یا چند ظرف برای ذخیره مقدار متغیری از اجزای فرار و/یا جاذب مایع و وسیله ای برای پمپاژ مایع به داخل ظرف مذکور و برای پمپاژ مایع از ظرف مذکور برای تنظیم غلظت مذکور باشد. در طول کار، مقدار جزء فرار تبخیر شده توسط اواپراتور در یک افزایش دمای خاص تابعی از غلظت جاذب مایع است. با کاهش سرعت تبخیر، مایع بیشتری در اواپراتور محبوس می شود و در این جنبه از اختراع حاضر، مایع اضافی در یک بافر ذخیره می شود، در نتیجه نسبت اجزای فرار موجود در مخلوط تغذیه شده به جاذب کاهش می یابد و در نتیجه باعث ایجاد افزایش نرخ تبخیر در یک تجسم خاص، بافرهای متحرک مخلوط و جزء فرار در ظروف مناسب، معمولاً در ژنراتور و اواپراتور ذخیره می‌شوند، اگرچه مکان‌های ذخیره‌سازی دیگر البته ممکن است. ظروف متحرک می توانند به راحتی حاوی ظروف نوسانی باشند، همانطور که در بالا توضیح داده شد، که اینرسی پمپ های کرم را افزایش می دهد. ترجیحاً غلظت سیال عامل در پمپ حرارتی محدود شود. به عنوان مثال، بافر اجزای فرار ممکن است حاوی وسایل سرریزی باشد که حداکثر تخلیه مخلوط در گردش را با محدود کردن مقدار مبردی که می‌توان در محفظه چرخشی در اواپراتور ذخیره کرد، محدود می‌کند. بنابراین، وسیله سرریز می تواند جزء فرار مایع را از ظرف متحرک مذکور به جریانی از جاذب مایع که به جاذب عرضه می شود، هنگامی که غلظت از حد از پیش تعیین شده فراتر می رود یا به آن نزدیک می شود، عبور دهد. این ممکن است در ارتباط با مقدار مبرد در ظرف متحرک و/یا در مجاورت اواپراتور مذکور تعیین شود. ما کشف کرده‌ایم که منبع اضافی ناکارآمدی پمپ‌های حرارتی گریز از مرکز، تمایل مجموعه‌های پمپ پیچی به نوسان حول محور چرخش در صورتی که سطح سیال در فرورفتگی مربوطه به زیر ورودی پمپ پیچی بیفتد، است و چنین نوسان‌هایی می‌توانند به طور قابل توجهی بر راندمان پمپ تأثیر می گذارد. با در نظر گرفتن این موضوع، ما دستگاه‌های مختلفی را توسعه داده‌ایم که توسط آن‌ها می‌توان ارتعاشات را کاهش داد. مطابق با جنبه دیگر، اختراع حاضر یک پمپ حرارتی جذبی شامل یک مجموعه دوار شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب را ارائه می‌کند، که در آن پمپ حرارتی مذکور شامل یک پمپ کرمی است که به صورت چرخشی در مجموعه مذکور نصب شده است اما از چرخش محدود شده است. در آن، پمپ کرم مذکور دارای ورودی برای جمع آوری مایع از یک ناودان یا محفظه محیطی است که نسبت به پمپ کرم مذکور می چرخد، پمپ مزبور شامل وسایل تثبیت کننده برای تثبیت پمپ کرم مذکور در درجه اول است، اما نه منحصراً، در صورتی که سطح مایع در کانال مذکور یا ظروف زیر ورودی مشخص شده عامل تثبیت کننده می تواند انواع مختلفی داشته باشد. در یک مثال، وسیله تثبیت کننده مذکور ممکن است شامل دستگاهی باشد که یک راهنما را محدود می کند، که به نوبه خود حرکت وزنه متحرکی را که برای خنثی کردن چرخش پمپ کرم مذکور نصب شده است، محدود می کند. در این حالت، ارتعاشات را می توان به راحتی در نتیجه اتلاف انرژی ناشی از نیروهای مقاومتی حرکت بار در امتداد راهنمای مشخص شده، میرا کرد. راهنما ترجیحاً منحنی است، با سطح محدب آن در جهت عمودی در بالا یا پایین مرکز ثقل و شفت. روش دیگر، ابزار تثبیت کننده مذکور ممکن است شامل یک وسیله تولید کننده کشش، مانند یک دنده یا سایر سطوح افزایش دهنده کشش، یا وسایل ورودی اضافی برای یک پمپ کرم اضافی باشد. یک مشکل اضافی که ممکن است به خصوص هنگام راه اندازی یک پمپ حرارتی گریز از مرکز با آن مواجه شود، این است که ذخایر سیال در سیستم ممکن است به حدی باشد که جریان مخلوط کافی به ژنراتور وجود نداشته باشد. این می تواند منجر به داغ شدن شدید و تخریب دیواره ژنراتور شود. با در نظر گرفتن این موضوع، ما دستگاه جدیدی توسعه داده‌ایم که تضمین می‌کند پمپی که جریان مخلوط را به ژنراتور ارائه می‌کند، اولویت دسترسی به مخلوط کار را دارد. از جنبه دیگر، اختراع حاضر یک پمپ حرارتی جذبی را ارائه می دهد که شامل یک مجموعه دوار شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب است که به هم متصل هستند تا مسیرهایی (جریان سیال چرخه ای) برای یک جزء فرار مایع و یک جاذب مایع فراهم کنند. برای آن یک پمپ (تامین جریان مخلوط به ژنراتور) برای وارد کردن جاذب مایع به سطح گرم شده ژنراتور مذکور، یک پمپ (تامین جریان مخلوط از ژنراتور) برای گرفتن و پمپاژ مایعی که از سطح ژنراتور جریان دارد و وسایل برای اطمینان از اینکه پمپ مذکور، با ارائه جریان مخلوط به ژنراتور، منبع کافی مایع برای خیس کردن سطح ژنراتور مذکور در ابتدای کار پمپ حرارتی دارد. وسیله ای برای اطمینان از تامین کافی مایع ترجیحاً شامل یک محفظه مشترک است که در حین کار، جاذب مایعی که از سطح مذکور ژنراتور جریان می یابد در آن تامین می شود و جاذب مایع بر روی سطح مذکور ژنراتور پاشیده می شود و پمپ مذکور جریان را تامین می کند. مخلوط به ژنراتور و پمپ مذکور با تامین جریان مخلوط از ژنراتور (ترجیحاً هر کدام)، جاذب مایع را از ظرف مشترک مشخص شده دریافت می کند و پمپ مشخص شده با تامین جریان مخلوط به ژنراتور دارای اولویت است. دسترسی به آن در یک تجسم، پمپ‌های مذکور که جریان مخلوط را به ژنراتور و از ژنراتور ارائه می‌کنند، پمپ‌های کرم هستند، ظرف مذکور یک فرورفتگی محیطی است، و ورودی پمپ کرمی که جریان مخلوط را به ژنراتور ارائه می‌کند، به‌طور شعاعی دورتر از محور چرخش نسبت به لوله ورودی است. پمپی که جریان مخلوط را از ژنراتور تامین می کند. پمپی که جریان مخلوط را به ژنراتور ارائه می دهد و پمپی که جریان مخلوط را از ژنراتور ارائه می دهد می تواند یک پمپ واحد با جریان به اشتراک گذاری در بالادست باشد. جنبه دیگر این اختراع یک پمپ حرارتی جذبی را ارائه می دهد که شامل یک مجموعه دوار شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب است که به یکدیگر متصل شده اند تا مسیرهای جریان سیال چرخه ای را برای یک جزء فرار مایع و یک جاذب مایع ایجاد کنند و شامل یک مخزن مشترک است. برای گرفتن جاذب مایع جاری شده از سطح گرم شده ژنراتور مشخص شده و برای دریافت مایعی که برای تامین سطح گرم ژنراتور در نظر گرفته شده است. مشکل دیگری که در پمپ های حرارتی گریز از مرکز از نوع توصیف شده در پت شماره 5,009,085 ایالات متحده با آن مواجه می شود، اطمینان از انتقال جرم و حرارت کارآمد به مبرد مایع در کندانسور و جاذب است. طبق این حق اختراع اولیه، جاذب و کندانسور حاوی یک دیسک جاذب و یک دیسک کندانسور در هر طرف بافل بودند، و سطوحی که مخلوط و آب به ترتیب از روی آنها عبور می‌کردند با صفحات صاف مطابق با درک آن زمان از تشدید گریز از مرکز تعریف شده بودند. روند، همانطور که قبلا در ثبت اختراع اروپایی EP-B-119776 توضیح داده شد. با این حال، ما کشف کرده‌ایم که مبدل‌های حرارتی را می‌توان از لوله‌های مارپیچی ساخت و به‌طور شگفت‌انگیزی، این امر به طور موثر انتقال گرما و جرم را در پمپ‌های گریز از مرکز افزایش می‌دهد. با توجه به جنبه دیگر، اختراع حاضر یک پمپ حرارتی گریز از مرکز جذبی را ارائه می دهد که شامل مجموعه ای شامل مولد بخار، کندانسور، اواپراتور و جاذب است که در آن یک یا چند دستگاه (کندانسور، اواپراتور و جاذب) شامل یک دستگاه است. مبدل حرارتی که توسط یک سیم پیچ لوله یا دارای یک سطح خارجی موجدار تعریف می شود. این مارپیچ معمولاً ممکن است با چرخش های میانی مارپیچ در تماس بسته شود، یا به هر دو پیچ داخلی و بیرونی بعدی بسته شود تا یک مبدل حرارتی با دو سطح ناپیوسته یا موجدار مشخص شود. لوله ترجیحاً دارای سطح مقطع دایره‌ای صاف است، قسمت‌های مسطح نزدیک به یکدیگر یا در مناطقی که در تماس متقابل هستند قرار دارند. مارپیچ می تواند صاف یا دیسکی شکل باشد. در پمپ های حرارتی معمولی، جو داخلی حاوی هوا است و خوردگی منجر به تشکیل گاز هیدروژن آزاد می شود که جذب جزء فرار توسط جاذب مایع را مختل می کند و در نتیجه کارایی پمپ را کاهش می دهد. با پمپ کردن مرتب پمپ حرارتی می توان با این کار مقابله کرد، اما این یک عملیات پر زحمت و بالقوه خطرناک است و بنابراین برای کاربردهای صنعتی توصیه نمی شود. یک گزینه جایگزین استفاده از پین های پالادیوم است، اما این پین ها گران هستند و همچنین به بخاری و تجهیزات مرتبط نیاز دارند. با این حال، ما دریافتیم که با انتخاب دقیق مواد، می توان مقدار هیدروژنی را که به طور معمول تولید می شود به میزان قابل توجهی کاهش داد و یک دستگاه نسبتا ارزان و ساده برای جذب هیدروژن آزاد تهیه کرد تا عملکرد پمپ حرارتی را کاهش ندهد. . بر این اساس، در جنبه دیگری از اختراع حاضر، یک پمپ حرارتی جذبی ارائه شده است که شامل بستری از ماده ای است که قادر به جذب و/یا جداسازی مولکول های هیدروژن در حال استفاده است. مواد پشتیبان حاوی یک ماده قابل هیدروژناسیون شامل یک کاتالیزور مناسب است. نمونه هایی از مواد مناسب برای هیدروژناسیون، موادی هستند که بر پایه پلیمرهای آلی قابل احیا شیمیایی هستند که در معرض هیدروژناسیون کاتالیز شده همگن هستند. یک ترکیب معمولی شامل یک کوپلیمر سه بلوکی استایرن-بوتادین (پلی استایرن-پلی بوتادین-پلی استایرن)، مانند Kraton D1102، موجود در شرکت شیمی شل، و یک کاتالیزور ایریدیوم، مانند کاتالیست Crabtree که در زیر توضیح داده شده است، یا یک کاتالیزور رنیم است. بسیاری از مواد مناسب دیگر که خواص مشابهی دارند برای افراد ماهر در این هنر شناخته شده است. ترجیحاً، بستر حاوی نشانگری باشد که وضعیت ماده ای را که به آن نزدیک می شود نشان می دهد که در آن از هیدروژن اشباع شده است یا در غیر این صورت دیگر قادر به اتصال یا جذب هیدروژن نیست. ما همچنین یک سیستم ایمنی برای کاهش فشار اضافی در پمپ حرارتی ایجاد کردیم، اما به طور غیرمنتظره ای اجازه کار طولانی و/یا طولانی مدت پمپ حرارتی را داد. این جنبه از اختراع حاضر بر این اساس یک پمپ حرارتی جذبی را ارائه می دهد که شامل یک محفظه ژنراتور فشار بالا/محفظه کندانسور میانی، یک محفظه ژنراتور/کندانسور میانی تحت فشار متوسط، و یک محفظه جاذب فشار پایین و اواپراتور است و شامل یک وسیله کاهنده واقع بین ( الف) محفظه فشار بالا و محفظه فشار متوسط ​​و/یا (ب) محفظه فشار متوسط ​​و محفظه فشار پایین گفته شده. وسیله کاهنده ترجیحاً یک کاهش فشار کنترل شده را فراهم می کند که به موجب آن جریان از طریق وسیله کاهنده مذکور به اختلاف فشار بستگی دارد. در یک مثال، زمانی که افت فشار به یک سطح از پیش تعیین شده می رسد، وسیله کاهش فشار باز می شود و با افزایش افت فشار، سرعت جریان افزایش می یابد. در این حالت محدوده عملکرد دستگاه افزایش می یابد و می تواند به عنوان یک پمپ حرارتی تک مرحله ای کار کند و زمانی که افت فشار مجدداً از سطح تنظیم شده پایین بیاید به عملکرد دو مرحله ای بازگردد. مشخص است که جاذب های مبتنی بر هیدروکسید، از جمله مواردی که در ثبت اختراع اروپایی EP-A-208427 توضیح داده شده است، بسیار تهاجمی هستند، به ویژه در دماهای بالایی که در آن محفظه احتراق کار می کند، و در انتخاب موادی که از آن ها استفاده می شود باید دقت زیادی به خرج داد. این یک محفظه مهر و موم شده است که مجموعه دوار و اجزای داخلی را در بر می گیرد. تاکنون دیوارها و اجزای آن از آلیاژهای مس- نیکل مانند مونل ساخته می‌شده است که حاوی مقدار قابل توجهی نیکل و سایر فلزات است. با این حال، ما تا حدودی در کمال تعجب کشف کرده‌ایم که اگرچه به ظاهر غیرمعمول است، اما در واقع می‌توان از مس و آلیاژهای مس حاوی کمتر از 15 درصد وزنی سایر اجزای آلیاژ فلزی استفاده کرد. در جنبه دیگری از اختراع حاضر، بر این اساس یک پمپ حرارتی جذبی ارائه شده است که شامل یک محفظه مهر و موم شده حاوی یک سیال عامل حاوی یک یا چند هیدروکسید فلز قلیایی است، که در آن حداقل بخشی از محفظه مذکور که در تماس با سیال کار مذکور است، وجود دارد. ساخته شده از مواد مسی حاوی حداکثر 15 درصد وزنی مواد افزودنی مانند کروم، آلومینیوم، آهن و سایر فلزات. ترجیحاً، به طور عمده کل پوشش از مواد مسی ساخته شده است. این ماده مس ترجیحاً حاوی آلیاژ مس-نیکل است. ما دریافته‌ایم که آلیاژهای مس نیکل کم نیکل، که انتظار می‌رود در مواجهه با هیدروکسید مایع به شدت خورده شوند، در واقع مقاومت به خوردگی بالایی را حتی در دماهای مولد بخار بالا از خود نشان می‌دهند. اختراع حاضر را می توان به هر ترکیبی از عناصر اختراعی که در این برنامه در بالا یا در توضیحات زیر با اشاره به نقشه های همراه شرح داده شده است، تعمیم داد. به طور خاص، عناصر خاصی می توانند، در جایی که زمینه اجازه می دهد، در پمپ های حرارتی گریز از مرکز و غیر گریز از مرکز، و همچنین در پمپ های حرارتی تک مرحله ای یا چند مرحله ای، به صورت جداگانه یا ترکیبی با یکدیگر استفاده شوند. اختراع حاضر همچنین به روش‌های کارکرد پمپ‌های حرارتی جذبی مطابق با اصولی که در بالا و در شرح زیر توضیح داده شد، گسترش می‌یابد. بنابراین، در جنبه ای دیگر، اختراع حاضر روشی برای کارکرد پمپ حرارتی جذبی ارائه می دهد که شامل نظارت بر سیال کار برای تشخیص یا پیش بینی شروع تبلور جاذب در سیال کار یا شروع ویسکوزیته غیرقابل قبول بالا و پس از آن است. تشخیص یا پیش‌بینی هر یک از شرایط فوق، شروع اقدامات پیشگیرانه، اقداماتی برای جلوگیری از تبلور بیشتر و/یا انحلال مواد متبلور یا کاهش ویسکوزیته مذکور. ترجیحاً، عملیات شروع مذکور شامل منحرف کردن جریان سیال (مثلاً سیال کارگر گرم) حداقل به طور موقت برای افزایش دمای ناحیه مجاور مستعد تبلور یا افزایش ویسکوزیته است. در جایی که سیال عامل حاوی یک جاذب مایع است که مستعد تبلور است، عملیات شروع مذکور ممکن است حداقل به طور موقت شامل کاهش غلظت جاذب مایع در ناحیه مجاور یا بالادست ناحیه مستعد تبلور باشد. از جنبه دیگر، اختراع حاضر روشی را برای کارکرد پمپ حرارتی جذبی ارائه می‌کند که شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب است که مسیرهایی (جریان سیال چرخه‌ای) را برای یک جزء فرار مایع و یک جاذب مایع فراهم می‌کند. از این رو، که شامل تنظیم سرعت جریان بر اساس حداقل یکی از پارامترهای زیر است: (الف) اختلاف دما بین جاذب و اواپراتور،
(ب) مقدار بار حرارتی روی پمپ حرارتی و
ج) مطابق با یک یا چند پارامتر عملیاتی دیگر. اختراع حاضر اکنون با استفاده از مثال پمپ حرارتی با تغییرات مختلف آن با اشاره به نقشه های همراه به تفصیل شرح داده می شود.
شکل. 1 یک نمودار شماتیک از یک پمپ حرارتی دو مرحله ای مطابق با اختراع حاضر است که با دما و فشار محدود نمی شود که فقط برای اهداف تصویری ارائه شده است. شکل. 2 یک نمای جانبی شماتیک از یک پمپ حرارتی مطابق با اختراع حاضر است که اجزای اصلی پمپ حرارتی را نشان می دهد، اما برای سهولت در تصویر، برخی از اتصالات، اجزا و سیال کار نشان داده نشده است. شکل. 3 نمونه ای از دستگاه میرایی برای استفاده با پمپ کرم در اصلاح پمپ حرارتی نشان داده شده در نقشه ها است. شکل. 4 نمونه دیگری از دستگاه میرایی برای استفاده با پمپ کرم است. شکل. 5 یک نمودار شماتیک است که یک کنترل جریان ممکن (حساس به فشار) را نشان می دهد که برای کاهش احتمال تبلور در جریان مایع جاذب بین ژنراتور و جاذب طراحی شده است. شکل. 6 یک نمودار ایده آل است که غلظت و دمای محلول بهینه سایر عناصر پمپ حرارتی را برای تنظیم دمای اواپراتور و دو افزایش دما متفاوت نشان می دهد. در شکل 1 و 2 تجسمی از پمپ حرارتی مطابق با اختراع حاضر را نشان می دهد که شامل یک ماژول مهر و موم شده 10 است که توسط یک شفت 12 هدایت می شود و یک منطقه فشار بالا 14، یک منطقه فشار متوسط ​​16 و یک منطقه فشار پایین 18 را تعریف می کند. اصطلاحات «فشار بالا»، «فشار میانی» و «فشار کم» به فشارهای موجود در این مناطق در هنگام کار پمپ حرارتی اشاره دارد. داخل پمپ حرارتی در حین کار حاوی هوا نیست. همانطور که نشان داده شده است، منطقه فشار بالا 14 در سمت چپ توسط دیواری که به عنوان یک مولد بخار 20 عمل می کند، تعریف می شود که به صورت خارجی توسط محفظه احتراق 22 گرم می شود. یک کندانسور 24 بر روی سطح فشار بالا و یک مولد بخار متوسط ​​26 بر روی سطح دیگری که انتهای سمت چپ ناحیه فشار متوسط ​​16 را نیز مشخص می کند. یک دیوار اضافی 27 در ناحیه فشار بالا 14 واقع بین مولد بخار 20 و کندانسور 24 قرار دارد و یک محفظه بارگذاری 28 را تعریف می کند که برای گرفتن مایع از نازل ژنراتور 30 ​​طراحی شده است. به اشتباه شماره مرجع "30" مشخص نشده است). به شرح زیر. ناحیه فشار متوسط ​​16 توسط یک پارتیشن 32 از ناحیه کم فشار جدا می شود و به ترتیب حاوی یک سیم پیچ کندانسور جفتی 34 و مبدل های حرارتی محلول اول و دوم 36 و 38 است. ناحیه کم فشار 18 شامل یک سیم پیچ جاذب 40 و یک کویل اواپراتور دوقلو 42 است. در حین کار، مخلوطی غنی از آب از آب و هیدروکسیدهای فلزات قلیایی از یک فرورفتگی مشترک 44k و از ژنراتور از طریق لوله ورودی 46 پمپ کرمی که جریان مخلوط را به ژنراتور تأمین می کند، خارج می شود و از لوله فشار خارج می شود. 48 به ژنراتور به مولد بخار 20 برای پخش در سطوح (آن). بخشی از جزء فرار (آب) تبخیر می شود و به کندانسور 24 می رود. مخلوط فقیر از آب باقی مانده "L" در یک فرورفتگی 44 به و از ژنراتور گرفته می شود. ورودی پمپ پیچ 46 که جریان مخلوط را به ژنراتور ارائه می کند، بخشی از مجموعه پمپ پیچ سیال معلق 50 را تشکیل می دهد و در زیر با جزئیات بیشتر توضیح داده خواهد شد. ورودی پمپ کرم ژنراتور 52 بخشی از همان مجموعه است، اما به صورت شعاعی به سمت داخل نسبت به ورودی پمپ کرم ژنراتور 46 قرار دارد. پمپ کرمی که جریان مخلوط را از ژنراتور تامین می کند، مخلوط "L" را به داخل محفظه بارگذاری حلقوی 28، از جایی که مخلوط از طریق یک لوله (نمایش داده نشده) عبور می کند به گذرگاه خنک کننده اولین مبدل حرارتی محلول 36 می رود، جایی که آن را می دهد. مخلوط "R" را از حرارت خارج کنید و به شاخه های دیگر و در اطراف برای بازگشت به کانال 44 به ژنراتور و از مولد بخار متوسط ​​26 (شکل 1 را ببینید). مخلوط "L" پس از عبور از گذرگاه خنک کننده مبدل حرارتی محلول اول 36، از گذرگاه خنک کننده مبدل حرارتی محلول دوم 38 عبور می کند و در آنجا گرما را به مایع در شاخه دیگری که از جاذب بخار 40 به مولد بخار میانی 26. مخلوط "L" از گذرگاه خنک کننده از محدود کننده جریان 54 عبور می کند (شکل 1 را ببینید) و از آنجا به یک فرورفتگی حلقوی 56 که روی سطح جانبی بافل جاذب 32 تشکیل شده است می گذرد. از اینجا، مخلوط توسط ورودی 58 پمپ پیچی که جریان مخلوط را به جاذب تامین می کند، گرفته می شود و از طریق فشار 60 به سیم پیچ جاذب 40 منتقل می شود، جایی که جزء فرار را از اواپراتور 42 جذب می کند. مخلوطی که اکنون سرشار از آب است، در فرورفتگی 62 از جاذب گرفته می شود و از آنجا به محفظه بارگیری 64 پمپ می شود که به صورت یک فرورفتگی حلقوی روی پارتیشن 32 در جهت شعاعی به داخل فرورفتگی 56 در جاذب، از طریق لوله ورودی 66 پمپ کرمی که جریان مخلوط را از جاذب تامین می کند و لوله تخلیه 68. پمپ های پیچی که جریان مخلوط را به جاذب و از جاذب تامین می کنند، بخشی از مجموعه کلی 65 هستند. از محفظه تغذیه 64، مخلوط غنی از آب به گذرگاه گرمایش مبدل حرارتی محلول دوم 38 می رود، جایی که گرم می شود و سپس به یک فرورفتگی 70 روی ژنراتور میانی. از آنجا، مایع توسط ورودی 72 پمپ پیچی که جریان مخلوط را به ژنراتور میانی ارائه می دهد، گرفته می شود و توسط لوله فشار 74 به سمت مرکز ژنراتور میانی 26 تخلیه می شود، جایی که گرما را از کندانسور میانی دریافت می کند. 24 روی سطح دیگری از همان دیوار. بخشی از جزء فرار توسط مولد بخار میانی 26 تبخیر می شود و به کندانسور سیم پیچ 34 کندانسور اولیه می رسد. مخلوط مایعی که از مولد بخار میانی 26 خارج می‌شود در یک فرورفتگی 76 جمع‌آوری می‌شود، از جایی که توسط ورودی 78 پمپ جریان مخلوط را از ژنراتور میانی تامین می‌کند و از طریق لوله فشار 80 به گذرگاه گرمایش می‌رسد. از اولین مبدل حرارتی محلول 36، جایی که گرم می شود و سپس به کانال ژنراتور مشترک 44 باز می گردد. پمپ‌های کرمی که جریان مخلوط را به و از ژنراتور میانی فراهم می‌کنند، بخشی از مجموعه کلی نصب شده روی شفت 12 را تشکیل می‌دهند. برای وضوح تصویر، اتصالات جریان به مبدل‌های حرارتی محلول نشان داده نشده است. هنگامی که چرخه جریان اجزای فرار را در نظر می گیریم، آشکار است که بخشی از جزء فرار در ناحیه فشار بالا 14 با عبور مخلوط از روی مولد بخار 20 تبخیر می شود و جزء فرار گازی بر روی سطح کندانسور میانی 24 متراکم می شود. سپس جزء فرار مایع تغلیظ شده از سلف 82 عبور می کند (شکل 1 را ببینید) و به کندانسور اولیه 34 در ناحیه فشار متوسط ​​16 عبور می کند. از کندانسور اولیه 34، جزء فرار مایع از یک چوک اضافی 84 به یک فرورفتگی 86 روی اواپراتور در ناحیه کم فشار 18 عبور می کند. در اینجا، مایع از طریق لوله ورودی 88 پمپ کرم 89 جذب می شود و جریانی از مخلوط را به اواپراتور ارائه می دهد و از طریق لوله فشار 90 به سیم پیچ اواپراتور 42 منتقل می شود. از آنجا، جزء فرار گازی تبخیر شده به سیم پیچ جاذب 40 می رود و در آنجا دوباره جذب مخلوط می شود و سپس مسیر مخلوط را دنبال می کند. دومین ورودی پمپ پیچ 92، سطح اجزای فرار مایع را در فرورفتگی 86 با پمپ کردن جزء فرار مایع اضافی به داخل محفظه 102 محدود می کند که به پمپی متصل است که جریان مخلوط را به اواپراتور ارائه می دهد و دارای سوراخ تخلیه 94 و لوله سرریز 96 است. . انتهای سمت راست شفت 12 به کانال های عبوری 103، 105 تقسیم می شود تا مسیر جریان را برای مبرد مایع فراهم کند، مانند آب، که از مرکز شفت عبور می کند، از طریق سیم پیچ های دوقلوی کندانسور اولیه 34 به گردش در می آید و سپس از میان آن عبور می کند. سیم پیچ جاذب 40 و از شفت خارج می شود. جریان از میان سیم پیچ های کندانسور 34 ظاهراً از داخل سیم پیچ سمت چپ شروع می شود، به سمت بیرون مارپیچی می شود، سپس به داخل باز می گردد و خارج می شود. در جاذب سیم پیچ 40، جریان از بیرون سیم پیچ شروع می شود و به سمت داخل مارپیچ می رود. به همین ترتیب، یک مدار آب مایع سرد (که نشان داده نشده است) آب سرد شده را از کویل های اواپراتور 42 تامین و جمع آوری می کند. اکنون که ترتیب کلی تشریح شد، برخی بهبودها یا اصلاحات خاص شرح داده خواهد شد. تنظیم سرعت جریان مخلوط جاذب
سرعت جریان مخلوط جاذب در پمپ حرارتی توسط یک محدود کننده جریان 54 در خط بین مبدل حرارتی محلول دوم 38 و حفره جاذب 56 مرتبط با جاذب بخار 40 کنترل می شود. محدود کننده جریان 54 ممکن است یک روزنه، یک لوله مویین، یک چرخان یا یک جت باشد و سرعت جریان از طریق محدود کننده 54 با فشار وارد شده از طریق آن تعیین می شود. بنابراین، نرخ جریان به فشارهای مربوطه بستگی دارد، نه به عملکرد پمپی که جریان مخلوط را از ژنراتور فراهم می کند، مانند قبل. به همین دلیل، نرخ جریان با اختلاف فشار بین مناطق فشار بالا و پایین به ترتیب 14، 18 و همچنین با فاصله تعیین کننده فشار (خلاصه) بین سطح آزاد محفظه بارگذاری 28 و محفظه بارگذاری تعدیل می شود. سطح آزاد فرورفتگی روی جاذب. سرعت جریان جاذب به طور خودکار با افزایش اختلاف فشار بین مناطق 14 و 18 افزایش می یابد. ویژگی های محدود کننده 54، ماهیت اختلاف فشار بین مناطق 14 و 18، و مکان و ظرفیت محفظه بارگیری 28 و لوله 56 برای ایجاد تغییر مورد نیاز در نرخ جریان بسته به حالت کار انتخاب شده است. حداقل نرخ جریان در شرایط عملیاتی مورد نیاز معمولاً با در نظر گرفتن کریستالیزاسیون تنظیم می‌شود، اما هر حاشیه بالاتر از آن، به دلیل افزایش تلفات در مبدل‌های حرارتی محلول، راندمان پمپ حرارتی را کاهش می‌دهد. از نقطه نظر ترمودینامیکی، بهترین بازده زمانی حاصل می شود که غلظت جاذب تنها برای حفظ افزایش دمای مورد نیاز سیکل کافی باشد. در این شرایط، عوامل مختلفی دبی جرمی مورد نیاز جاذب را تعیین خواهند کرد. در سیستم هایی که از آب به عنوان مبرد و نمک معدنی به عنوان جاذب استفاده می کنند، حداقل سرعت جریان برای افزایش دمای معین را می توان با حداکثر غلظت محلولی که می توان قبل از شروع کریستالیزاسیون تحمل کرد، محدود کرد. در شکل شکل 6 خصوصیات معمول یک سیال ایده آل را نشان می دهد، جایی که می توان مشاهده کرد که دمای جاذب و کندانسور 58 درجه سانتیگراد است و مخلوط در غلظت محلول معین می تواند مبرد را در دمای 4 درجه سانتیگراد جذب کند. این غلظت محلول ممکن است برای سیکل ایده آل نشان داده شده برای بدست آوردن دمای 200 درجه سانتیگراد ژنراتور آشکار است. هنگامی که دمای جاذب و کندانسور به 35 درجه سانتیگراد کاهش می یابد، مشاهده می شود که اگر غلظت محلول متناسب با شرایط جدید کاهش یابد، دمای ژنراتور به 117 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. این بدان معنی است که برای یک نرخ جریان جرمی معین از جاذب در یک چرخه، تلفات حرارتی در مبدل‌های حرارتی نیز احتمالاً کاهش می‌یابد. علاوه بر این، این غلظت پایین‌تر نیز دمای تبلور را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد و امکان سرعت جریان کمتر (و در نتیجه محدوده غلظت محلول بالاتر) را فراهم می‌کند. سیستم کنترلی که در این برنامه توضیح داده شده است، هم کنترل غلظت خودکار و هم کنترل جریان جرم را برای بهبود عملکرد بیشتر فراهم می کند. پمپ های کرم مایع معلق
مجموعه پمپ عمومی 50 که جریان مخلوط را به و از ژنراتور فراهم می کند شامل یک محفظه نوسانی 98 است که به وسیله یک یاتاقان ژورنال روی شفت 12 آویزان است، که سیال از یک فرورفتگی مشترک 44 با استفاده از یک ورودی 100 که به صورت شعاعی به سمت داخل است، به داخل آن وارد می شود. از ورودی‌های 46 و 52. این بدان معناست که در حین کار، بخشی از مایعی که معمولاً در مخزن ژنراتور حفظ می‌شود، در محفظه نوسانی نگه داشته می‌شود که سهم قابل توجهی در جرم ثابت مجموعه پمپ 50 دارد. هنگامی که پمپ خاموش شود، بخش قابل توجهی از مایع معمولاً در حفره 44 به دام می‌افتد و توسط جرم نوسانی محفظه چرخان برای واحد پمپاژ جابجا می‌شود. طبق آرایش نشان داده شده، هنگامی که پمپ ساکن است، سیال در آنجا باقی می ماند یا از طریق ورودی 100 به محفظه نوسان 98 جریان می یابد، در نتیجه سطح سیال در فرورفتگی کاهش می یابد و جرم مجموعه پمپ افزایش می یابد. این عناصر به کاهش قابل توجه مقاومت شروع کمک می کنند. به همین ترتیب، پمپ 89 که جریان مخلوط را به اواپراتور ارائه می کند شامل یک محفظه نوسانی 102 است که به عنوان یک وزنه نوسانی و بیشتر به عنوان یک دمپر متحرک برای مبرد عمل می کند، همانطور که در زیر توضیح داده خواهد شد. تنظیم غلظت جاذب مایع
در دستگاه نشان داده شده در شکل. 2، فرض بر این است که غلظت جاذب به طور خودکار مطابق با سرعت جذب جزء فرار تبخیر شده توسط جاذب 40 تنظیم می شود. پمپ 89 که جریان مخلوط را به اواپراتور ارائه می دهد شامل یک ورودی 92 است که هر نوع را پمپ می کند. ماده فرار مایع اضافی در ظرف 102. این جزء فرار مایع از گردش خارج می شود و بنابراین باعث می شود با افزایش محتویات ظرف 102 نسبت جاذب در مخلوط در حال گردش افزایش یابد. یک سوراخ تخلیه قابل تنظیم 94 وجود دارد که به داخل آن باز می گردد. فرورفتگی 86. حداکثر غلظت جاذب با فراهم کردن ظرف 102 با لوله سرریز 96 محدود می شود، که اجازه تخلیه به داخل فرورفتگی 62 از جاذب را می دهد. بنابراین، غلظت جاذب به طور خودکار توسط مقدار متغیر ذخیره‌سازی جزء فرار مایع در ظرف 102 تنظیم می‌شود و الزامات چرخه‌ای که قبلاً توضیح داده شد می‌تواند برآورده شود. میرایی پمپ کرم
در شکل شکل 3 یک پیکربندی شماتیک از یک دستگاه میرایی برای یک پمپ کرم را نشان می دهد که می تواند برای هر یک یا همه پمپ های کرم در پمپ حرارتی نشان داده شده در شکل استفاده شود. 2. پمپ 104 توسط یک ژورنال روی شفت 12 نصب می شود و شامل محفظه 106 و ورودی پمپ کرم 108 می باشد. در زیر ورودی پمپ کرم 108، یک عنصر ترمز به شکل ورودی مرده 107 در نظر گرفته شده است. بنابراین، حتی اگر ورودی پمپ کرمی آزادانه (با فاصله) از سطح مایع عبور کند، ورودی مرده 107 همچنان در زیر آب است و بنابراین فراهم می کند. یک ضربه گیر مهم یعنی زمانی که ورودی پمپ کرم از مایع خارج می شود یا دوباره وارد مایع می شود. در دستگاه جایگزین نشان داده شده در شکل. در شکل 4، چندین قسمت مشابه آنهایی هستند که در شکل نشان داده شده است. 3، و با همان شماره های مرجع نشان داده می شوند. با این حال، در زیر شاخه یک راهنمای منحنی 110 ارائه شده است که با شفت 12 هم تراز نیست و یک کانال محدود کننده برای وزن 112 تعریف می کند. این وزن محدود است تا بتواند در امتداد راهنما حرکت کند زیرا محفظه به اطراف منحرف می شود. شفت، تمایل دارد محفظه را به موقعیت تعادل بازگرداند، اما با مقداری مقاومت به طوری که انرژی جنبشی حرکت آونگ به سرعت از بین برود. راهنما می تواند تنظیمات زیادی داشته باشد. این دستگاه به ویژه زمانی موثر است که هیچ ساختار ثابت مجاوری وجود نداشته باشد تا به عنوان مرجع عمل کند. جلوگیری از کریستالیزاسیون
همانطور که در بالا گفته شد، برای اطمینان از راندمان چرخه مطلوب است که تا حد امکان نزدیک به حد تبلور عمل کنیم، اما اثرات کریستالیزاسیون می تواند فاجعه بار باشد. بر این اساس، همانطور که در شکل مشاهده می شود. در شکل های 1 و 5، مدار انحراف جریان به گونه ای تنظیم شده است که به محض تشخیص شروع کریستالیزاسیون، مخلوط حاصل از مولد بخار 20 می تواند در نقطه 112، واقع در بالادست مبدل حرارتی محلول دوم 38، برای اتصال در یک نقطه 114 با جریان از جاذب بخار 40 برای وارد کردن محلول به دومین مبدل حرارتی 38. این باعث می شود دمای جریان ورودی به مبدل حرارتی محلول دوم 38 از جاذب بخار 40 افزایش یابد، که باعث افزایش دمای جریان از مبدل حرارتی محلول دوم به جاذب بخار می شود، در منطقه 116 که در آن کریستالیزاسیون به احتمال زیاد شروع. در دستگاه نشان داده شده در شکل. 5، انحراف جریان توسط یک آستانه حساس به فشار 118 کنترل می شود. در حین کار عادی، اختلاف فشار بین نقاط 112 و 114 برای غلبه بر ارتفاع تعیین شده توسط آستانه کافی نیست و بنابراین از بین این نقاط عبور نمی کند. با این حال، هنگامی که تبلور در منطقه 116 آغاز می شود، فشار برگشتی در نقطه 112 به اندازه کافی بالا است تا مایع را مجبور به جریان به سمت نقطه 114 کند. در این آرایش، محدود کننده جریان 54 ممکن است به سمت بالادست نقطه جریان 112 حرکت کند. تنظیم‌کننده‌های جریان دیگر نیز ممکن است استفاده شوند و برای راحتی تصویر در شکل. در شکل 1، چنین وسیله کنترلی به شکل یک شیر کنترلی 120 نشان داده شده است. این عنصر همچنین می تواند با سیالاتی که مستعد افزایش نامطلوب ویسکوزیته هستند که تمایل به جلوگیری از جریان دارند استفاده شود. ناودان معمولی به و از ژنراتور
نشان داده می‌شود که ورودی‌های مختلف 46، 52 و 100 پمپ کرم، سیال را از یک فرورفتگی 44 می‌کشند، اما ورودی 46 برای تأمین جریان مخلوط به ژنراتور، عمیق‌تر از دو فروغ دیگر در فرورفتگی مدفون است. این تضمین می‌کند که در هنگام راه‌اندازی و سایر شرایط شدید، پمپی که جریان مخلوط را به ژنراتور ارائه می‌کند، دسترسی ترجیحی به مایع موجود در مخزن داشته باشد، در نتیجه احتمال خشک شدن سطح ژنراتور را کاهش می‌دهد. آلودگی هیدروژنی
در تجسم های نشان داده شده اختراع حاضر، حداقل یکی از مناطق مهر و موم شده 14، 16، 18 شامل یک عنصر 114 از یک ماده پلیمری قابل هیدروژنه است که یک کاتالیزور در آن گنجانده شده است و میل ترکیبی بالایی برای مولکول های هیدروژن دارد و در حال کار است. ، هیدروژن را از جو درون دستگاه جذب می کند تا از آلودگی جاذب مایع روی جاذب جلوگیری کند. یک ترکیب معمولی پلیمر-کاتالیزور یک کوپلیمر سه بلوکی استایرن-بوتادین (پلی استایرن-پلی بوتادین-پلی استایرن) است، مانند Kraton D1102، موجود در شرکت Shell Chemical، و یک کاتالیزور ایریدیوم، مانند Crabtree Catalist PF 6 (که COD 1،5 است). -سیکلواکتادین؛ py پیریدین است، tcyp - تری سیکلوهگزیل فسفین). یک عنصر از چنین ماده ای با حجم 300 میلی لیتر ممکن است برای جذب هیدروژن آزاد در طی چندین سال کار کافی باشد. کاهش فشار
دستگاه نشان داده شده در شکل. 2 همچنین حاوی شیرهای کاهش فشار 122، 124 است که به ترتیب بین مناطق فشار بالا و متوسط ​​14 و 16، و همچنین مناطق فشار متوسط ​​و پایین 16 و 18 قرار دارند. دریچه های کاهنده تعدیل نرمی دبی را بر اساس فشار در زمانی که باز هستند، فراهم می کنند، بنابراین به پمپ حرارتی اجازه می دهد تا محدوده عملیاتی گسترده ای داشته باشد و هنگامی که افت فشار در شیرهای کاهنده از فشار باز شدن بیشتر شود، به عنوان یک پمپ حرارتی تک مرحله ای عمل می کند. بازگشت به عملکرد دو مرحله ای هنگام بازگشت فشار به مقدار نرمال.

مطالبه

1. یک پمپ حرارتی جذبی که مشخصه آن این است که حاوی ابزارهایی است که شروع کریستالیزاسیون جاذب در سیال کار یا شروع یک ویسکوزیته غیرقابل قبول بالا را حس می کند تا ابزاری را برای جلوگیری از تبلور بیشتر و/یا حل کردن مواد متبلور ایجاد کند. یا برای کاهش ویسکوزیته مذکور. 2. پمپ حرارتی جذبی طبق ادعای 1، مشخص می شود که دارای یک وسیله خلاصی است که برای افزایش دما و/یا کاهش غلظت جاذب در سیال کار در یا نزدیک ناحیه ای مستعد تبلور یا افزایش ویسکوزیته طراحی شده است. 3. یک پمپ حرارتی جذبی طبق ادعای 2 که مشخصه آن این است که شامل وسایلی برای منحرف کردن جریان مایع، حداقل به طور موقت، برای افزایش دمای جریان عبوری از ناحیه مذکور در معرض تبلور یا افزایش ویسکوزیته است. 4. یک پمپ حرارتی جذبی طبق ادعای 2 یا 3 که مشخصه آن این است که وسیله مذکور برای ایجاد فاصله نسبت به فشار موضعی بالادست از ناحیه ای مستعد تبلور یا افزایش ویسکوزیته حساس است. 5. یک پمپ حرارتی جذبی طبق ادعای 2 یا 3 که مشخصه آن این است که برای انتقال گرما از جاذب مایع عبوری از مولد بخار به جاذب، به جاذب مایعی که در جهت مخالف از یک مبدل حرارتی محلول عبور می کند، پیکربندی شده است. که در آن پمپ حرارتی مذکور شامل وسایلی برای حذف بخشی از جاذب مایع از جریان عبوری از مولد بخار به جاذب، برای وارد کردن آن به جریان برگشتی از جاذب به مولد بخار است تا بدین وسیله دمای جریان بالادست از جریان بخار افزایش یابد. منطقه مستعد تبلور یا افزایش ویسکوزیته است. 6. یک پمپ حرارتی جذبی طبق ادعای 5، مشخص می شود که وسیله اگزوز مذکور شامل یک تنظیم کننده حساس به فشار است، مانند یک سوپاپ یا وسیله آستانه بین دو جریان، که باعث می شود اگزوز مذکور در هنگام فشار برگشتی ناشی از شروع تبلور یا ویسکوزیته غیرقابل قبول بالا از مقدار آستانه تعیین شده فراتر می رود. 7. یک پمپ حرارتی جذبی طبق یکی از ادعاهای 1 تا 3، مشخص می شود که وسیله حذف مذکور به گونه ای پیکربندی شده است که مبرد مایع را از کندانسور به اواپراتور حذف کند تا دمای تبخیر افزایش یابد و بر این اساس میزان تبخیر و جذب مبرد توسط افزایش یابد. جاذب و حصول اطمینان از کاهش موقتی غلظت جاذب در سیال کار و افزایش دمای سیال عامل در ناحیه تبلور. 8. روشی برای عملکرد یک پمپ حرارتی جذبی که مشخصه آن این است که شامل نظارت مداوم بر سیال عامل برای تشخیص یا پیش‌بینی شروع تبلور جاذب در سیال کار یا شروع ویسکوزیته غیرقابل قبول بالا در آن و پس از آن است. تشخیص یا پیش‌بینی هر یک از این شرایط، شروع اقدامات پیشگیرانه برای جلوگیری از تبلور بیشتر و/یا انحلال مواد متبلور یا کاهش ویسکوزیته مذکور. 9. یک پمپ حرارتی جذبی حاوی یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب که به یکدیگر متصل شده اند تا یک جریان حلقوی مایع برای یک جزء فرار مایع و یک جاذب مایع برای آن فراهم کنند، با مشخصه این که حاوی یک تنظیم کننده سرعت جریان است. جاذب مایع مشخص شده مطابق با حداقل یکی از پارامترهای زیر: اختلاف دما بین جاذب و اواپراتور، بار حرارتی روی پمپ حرارتی، و یک یا چند پارامتر عملکردی دیگر. 10. روش کار یک پمپ حرارتی جذبی حاوی یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب به هم متصل شده تا جریان حلقوی مایع را برای یک جزء فرار مایع و یک جاذب مایع برای آن فراهم کند، با مشخصه این که شامل تنظیم است. نرخ جریان مطابق با حداقل یکی از پارامترهای زیر: اختلاف دمای بین جاذب و اواپراتور، بار حرارتی روی پمپ حرارتی، و یک یا چند پارامتر عملکردی دیگر. 11. یک پمپ حرارتی جذبی حاوی یک واحد دوار شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب به هم متصل شده تا جریان حلقوی مایع را برای جزء فرار و یک جاذب مایع برای آن فراهم کند، با مشخصه این که حداقل یکی از دستگاه های مشخص شده، یعنی یک مولد بخار، یک تبخیرکننده و یک جاذب مشخص، شامل یک پمپ کرم حاوی یک عنصر نوسانی است که با امکان چرخش در گره مشخص شده، محدود به چرخش با گره مشخص شده و در برنامه جمع آوری مایع قرار دارد. معمولاً از یک ترانشه یا محفظه محیطی، که در آن عنصر نوسانی مذکور شامل یک محفظه نوسانی است که به طور غیرعادی نسبت به محور چرخش مجموعه مذکور برای پرکردن مایع از فرورفتگی یا محفظه مذکور در زمانی که پمپ در حالت استراحت است، نصب شده است. 12. یک پمپ حرارتی جذبی دارای سیال کاری حاوی یک ماده جاذب و یک جزء فرار، مشخصه آن این است که دارای وسایلی برای تنظیم غلظت جاذب مذکور در سیال کاری مذکور مطابق با حداقل یکی از پارامترها است: اختلاف دما بین جاذب و اواپراتور، بار حرارتی روی پمپ حرارتی، و یک یا چند پارامتر عملیاتی دیگر. 13. روش کار یک پمپ حرارتی جذبی حاوی یک واحد دوار شامل یک مولد بخار، یک کندانسور، یک تبخیرکننده و یک جاذب به هم پیوسته برای ارائه یک جریان سیکلی مایع برای یک جزء فرار و یک جاذب مایع برای آن، با مشخصه این که این شامل تنظیم غلظت جاذب مایع و جزء فرار غالب در قسمت یا قسمت‌هایی از پمپ حرارتی گفته شده با ذخیره مقدار متغیر مایع در یک ظرف پرکننده مایع است. 14. یک پمپ حرارتی گریز از مرکز جذبی حاوی واحدی شامل مولد بخار، کندانسور، اواپراتور و جاذب است که مشخصه آن این است که یک یا چند دستگاه، یعنی کندانسور، اواپراتور و جاذب، حاوی یک مبدل حرارتی محدود شده است. یک لوله مارپیچ یا داشتن یک سطح خارجی موجدار.

این اختراع مربوط به روش‌هایی برای فشرده‌سازی سیال کاری است که برای انتقال گرما از یک خنک‌کننده با دمای پایین‌تر (E) به خنک‌کننده با دمای بالاتر (Al) استفاده می‌شود و می‌تواند در پمپ حرارتی استفاده شود. این روش ترکیبی از جذب و تغییر غلظت محلول الکترولیت، به عنوان مثال ZnCl2، (Na، K، Cs، Rb)، OH، CoI2، (Li، K، Na) (Cl2، Br2، I، SO4) یا ماده ای است که غلظت با افزایش دما کاهش می یابد، در حلال های قطبی: H2O، NH3، متانول، اتانول، متیلامین، DMSO، DMA، AN، فرمید، اسید فرمیک. محلول اشباع بسیار غلیظ که از جاذب- مبدل حرارتی (A1) خارج می شود، از دمای بالا (1) به پایین (2) سرد می شود و در حین عبور از مبدل حرارتی-کریستالایزر (HE) برای تشکیل کریستال های جاذب می باشد. کریستال ها (K1) جدا شده و محلولی با غلظت کم باقی می ماند (2). برای خنک کردن، مخلوط کم غلظت تا حدی منبسط می شود. محلول (2)، بخار به کریستال ها (K1)، که در آن جذب می شوند، عرضه می شود. محلول را با فشار مبدل حرارتی اواپراتور (E) فشرده کنید. غلظت کم را گسترش دهید محلول در یک توربین با تولید کار یا چرخه تبرید برای تبخیر جزئی در مبدل حرارتی اواپراتور (E) در دمای معین و تشکیل بخار حلال. کریستال های جاذب اضافی (K2) جدا شده و با کریستال های انتخاب شده قبلی (K1) ترکیب می شوند. بخار با عبور از یک مبدل حرارتی-کریستالایزر (HE) گرم می شود و تحت فشار جاذب (A1) فشرده می شود (5). غلظت کم محلول (3) باقی مانده پس از تبخیر جزئی به فشار جاذب (A1) فشرده شده و در یک مبدل حرارتی-کریستالایزر (HE) گرم می شود. کریستال های جدا شده در یک مبدل حرارتی-کریستالایزر (HE)، حل شده در یک محلول گرم شده (3) گرم می شوند تا یک کریستال بسیار غلیظ را تشکیل دهند. راه حل. تامین بخار (4) به جاذب (A1)، جایی که بخار جذب می شود، گرما حذف می شود و محلول اصلی دوباره تشکیل می شود. این روش کارایی انتقال حرارت را افزایش می دهد، به عنوان مثال، در هنگام گرمایش-تهویه مطبوع. 7 حقوق f-ly، 4 بیمار.

این اختراع مربوط به تجهیزات تبرید، یعنی ماشین های تبرید جذبی است. یک دستگاه تبرید جذبی با واحد پمپ حرارتی داخلی شامل یک واحد ژنراتور با اولین کندانسور و یک واحد جاذب با اولین اواپراتور است. کندانسور اول بلوک اول توسط یک خط لوله مایع به اولین اواپراتور بلوک دوم متصل می شود و ژنراتور با خطوطی از محلول های قوی و ضعیف که به ترتیب از حفره های خنک کننده و گرمایش گرمای احیا کننده اول عبور می کنند به جاذب متصل می شود. مبدل چیلر جذبی علاوه بر این به یک واحد پمپ حرارتی، یک بخاری خورشیدی و یک برج خنک کننده مجهز است. نصب پمپ حرارتی شامل یک کندانسور دوم، یک کمپرسور، یک اواپراتور دوم و یک مبدل حرارتی احیا کننده دوم است که در آن ژنراتور توسط یک خط آب گرم به ورودی کندانسور دوم توسط آب، که خروجی آن به ورودی بخاری خورشیدی خروجی بخاری خورشیدی به ورودی ژنراتور و خروجی آب خنک کننده کندانسور اول به ورودی اواپراتور دوم متصل می شود. خروجی اواپراتور دوم به ورودی یک برج خنک کننده متصل می شود که خروجی آن به وسیله پمپ آب خنک کننده به ورودی کندانسور اول متصل می شود. نتیجه فنی افزایش کارایی، تحرک و قابلیت اطمینان دستگاه تبرید جذبی است. 1 بیمار

پمپ حرارتی جذبی (گزینه ها) و روش کارکرد آن (گزینه ها)

پمپ های حرارتی جذبی با استفاده از انرژی درجه بالا انرژی حرارتی را از محیطی با دمای پایین به محیطی با دمای متوسط ​​منتقل می کنند. برای پمپاژ گرما از ABTN Thermax، بخار آب، آب گرم، گازهای خروجی، سوخت، انرژی زمین گرمایی یا ترکیبی از آنها به عنوان منبع انرژی با پتانسیل بالا استفاده می شود. چنین پمپ های حرارتی حدود 35 درصد انرژی حرارتی را ذخیره می کنند.

ABTH Thermax به طور گسترده در اروپا، اسکاندیناوی و چین برای گرمایش منطقه استفاده می شود. پمپ های حرارتی در صنایع زیر نیز کاربرد دارند: نساجی، مواد غذایی، خودروسازی، روغن های گیاهی و لوازم خانگی. ترماکس پمپ های حرارتی با ظرفیت کل بیش از 100 مگاوات را در سراسر جهان نصب کرده است.
پمپ حرارتی جذب گاز، پمپ حرارتی جذب بخار

مشخصات فنی:

• توان: 0.25 – 40 مگاوات.
• دمای آب گرم: تا 90 درجه سانتیگراد.
• منابع حرارتی با پتانسیل بالا: گاز خروجی، بخار آب، آب داغ، سوخت مایع/گاز (به طور جداگانه یا ترکیبی).
• ضریب تبرید: 1.65 – 1.75.

مبدل های حرارتی

در نوع دوم پمپ حرارتی جذبی که به عنوان مبدل حرارتی نیز شناخته می شود، گرمای درجه متوسط ​​به گرمای درجه بالا تبدیل می شود. با استفاده از مبدل حرارتی می توان از گرمای تلف شده استفاده کرد و گرمای با پتانسیل بالا را بدست آورد.

منبع گرمای ورودی، یعنی گرمای تلف شده با دمای متوسط، به اواپراتور و ژنراتور عرضه می شود. گرمای مفید در دمای بالاتر در جاذب آزاد می شود. چنین مبدل های حرارتی می توانند دمای خروجی را تا 160 درجه سانتیگراد، معمولاً با اختلاف دما تا 50 درجه سانتیگراد، به دست آورند.

Thermax اخیراً یک مبدل حرارتی را در تأسیسات Asia Silicone در غرب چین راه اندازی کرده است. این شرکت با استفاده از آب در دمای 100 درجه سانتیگراد، فیلم پلیمری برای سلول های خورشیدی تولید می کند. در طول فرآیند، آب تا 108 درجه سانتیگراد گرم می شود. سپس آب تا 100 درجه سانتیگراد در یک برج خنک کننده خشک خنک می شود و گرما را در جو آزاد می کند. با استفاده از مبدل حرارتی 45 درصد از گرمای موجود با فشار 4 بار به بخار آب تبدیل می شود که در فرآیند تکنولوژیک استفاده می شود.

مشخصات فنی:

• توان: 0.5 – 10 مگاوات
• دمای آب گرم: تا 160 درجه سانتیگراد.
• منبع گرمای بالقوه متوسط: بخار آب، آب گرم، سوخت مایع/گاز (به طور جداگانه یا مشترک).
• ضریب تبرید: 0.4 – 0.47.

ارائه در مورد استفاده از ABTN