EntréePompes à chaleur à absorption dans le circuit thermique d'une centrale de cogénération. Analyse de l'efficacité de différents types de pompes à chaleur
A. V. Popov, Institut de thermophysique SB RAS (IT SB RAS)
Au cours de la dernière décennie, les pompes à chaleur (PAC) ont suscité un intérêt considérable dans notre pays. Cela est dû avant tout à la hausse des prix de l’énergie et aux problèmes environnementaux. L'expérience étrangère y contribue également.
A noter que la technologie des pompes à chaleur est largement utilisée à l’étranger depuis plus de 30 ans. En Russie, l’utilisation pratique du TN en est à ses balbutiements. Cette situation d'utilisation du TN en Russie est associée à des raisons à la fois objectives et subjectives.
Actuellement, il existe différents types de HP sur le marché. Les experts ont souvent des problèmes pour justifier l’utilisation et le choix type optimal TN pour un objet spécifique. Cet article propose une classification complète des types de HP les plus courants, une méthodologie d'analyse de leur efficacité et des conseils pratiques pour choisir le type de HP, en tenant compte des caractéristiques d'un objet particulier.
Principaux types et classification des HP
Une pompe à chaleur est un système thermodynamique (dispositif technique) qui permet la transformation de la chaleur d'un niveau de température bas à un niveau plus élevé. Ces machines sont destinées principalement à obtenir eau chaude, air adapté au chauffage, à l'approvisionnement en eau chaude et à d'autres fins. Une condition nécessaire pour l'utilisation du HP, il y a la présence d'une source de chaleur à basse température qui, selon les paramètres de température, ne convient pas pour être utilisée comme moyen de chauffage aux fins ci-dessus.
Actuellement, deux grandes orientations fondamentales dans le développement de la technologie technique ont été identifiées :
Compression de vapeur pompes à chaleur(PTN);
Pompes à chaleur à absorption (AHP).
Pompes à chaleur à compression de vapeur.
Il existe différents types de PTN. Selon la source de chaleur à basse température et le fluide chauffé, les PHP sont divisés en types : « eau-eau », « air-eau », « air-air », « eau-air ». Selon le type d'équipement de compresseur utilisé : scroll, piston, vis et turbocompresseur. Selon le type d'entraînement du compresseur - entraînement électrique, entraînement par moteur combustion interne, turbine à gaz ou à vapeur.
Comme chaleur de travail dans ces machines, les fréons sont utilisés - principalement des hydrocarbures fluorochlorés, T.N. fréons.
La conception et le principe de fonctionnement du PTN sont décrits en détail dans.
Pompes à chaleur à absorption.
Les ATN sont divisés en deux types principaux : eau-ammonium et sel. Dans les machines eau-ammoniac, l’absorbant est l’eau et le liquide de refroidissement est l’ammoniac. Dans les machines à sel, l'absorbant est une solution aqueuse de sel et le liquide de refroidissement est de l'eau. Dans la pratique mondiale, on utilise actuellement principalement des combustibles salins, dans lesquels l'absorbant est Solution aqueuse sels de bromure de lithium (H 2 O/LiBr) – ABTH.
Dans l'ABHP, les processus de transfert de chaleur sont effectués à l'aide de cycles thermodynamiques combinés avant et arrière, contrairement à la compression de vapeur HP, dans laquelle le fluide de travail (fréon) subit uniquement un cycle thermodynamique inverse.
Selon la classification nationale, les machines à absorption au bromure de lithium sont divisées en transformateurs thermiques élévateurs et abaisseurs. Ce travail considère un transformateur thermique abaisseur comme le type le plus courant.
En fonction du type de chaleur à haute température consommée, les ABTN sont divisés en machines :
Avec chauffage à vapeur (eau);
Avec chauffage au feu utilisant un combustible gazeux ou liquide.
Selon le cycle thermodynamique, les ABTN sont proposés avec des schémas de régénération de solution en une ou deux étapes, ainsi qu'une absorption en deux étapes.
Schémas, conceptions divers types Les ABTN et le principe de leur fonctionnement sont donnés dans les ouvrages.
Efficacité énergétique des HP.
Les pompes à chaleur à compression de vapeur et à absorption consomment différents types d'énergie pour réaliser des cycles thermodynamiques : PTN - mécanique (électrique), ATN - thermique.
Pour comparer l’efficacité des différents types de HP, un indicateur commun est nécessaire. Cet indicateur pourrait être consommation spécifique combustible pour la production de chaleur ou son taux d’utilisation. Cette approche est également justifiée car en Russie, les centrales électriques de base sont des centrales thermiques fonctionnant aux combustibles fossiles.
L'efficacité énergétique du PHP est caractérisée par le coefficient de conversion énergétique
où Qп – produit de la chaleur ;
Qк – puissance en équivalent thermique dépensée pour entraîner le compresseur.
La valeur du coefficient de conversion de la pompe à chaleur (φ) dépend principalement des températures de la source de chaleur basse température et de la température du fluide chauffé à la sortie de la pompe à chaleur (Fig. 1). Plus la différence de température entre les fluides chauffés et refroidis est grande, plus l'efficacité du PHP est faible.
Riz. 1. Dépendance du coefficient de conversion φ du PTN sur la différence de température entre l'eau chauffée (t W2) et l'eau refroidie (t S2).
L'efficacité de l'ABTN est caractérisée par le rapport de transformation
où Qп est la quantité de chaleur produite ;
Qg – la quantité de chaleur à haute température fournie au générateur HP.
Les coefficients de transformation réels de l'ABTN sont présentés sur la figure. 2. En fonction de la différence de température entre les fluides chauffés et refroidis, différents types de machines sont utilisés : avec des schémas de régénération de solution en un ou deux étages ; avec schéma d'absorption en deux étapes
Riz. 2. Dépendance du coefficient de transformation M ABTH sur la différence de température entre l'eau chauffée (t W2) et l'eau refroidie (t S2).
1 – avec un schéma de régénération de solution en deux étapes (M = 2,2).
2 – avec un schéma de régénération de solution en une étape (M = 1,7).
3 – avec absorption en deux étapes (M = 1,35).
Dans un PHP, lors de l'utilisation d'électricité pour entraîner un compresseur d'une centrale thermique, la consommation spécifique de carburant (ci-après en équivalent thermique) sera B = 1/(φ ηel)
où η el est le rendement de la centrale prenant en compte les pertes électriques dans les réseaux (en Russie ~ 0,32).
Dans un PHP, lors de l'utilisation d'un moteur à combustion interne ou d'une turbine à gaz comme entraînement de compresseur avec récupération de la chaleur des produits de combustion du carburant, la consommation spécifique de carburant pour la génération de chaleur sera
B = 1/(φ ηm + ηt)
où ηm – efficacité mécanique de l'entraînement ;
ηт – efficacité thermique du variateur.
La consommation spécifique de carburant pour la production de chaleur dans ABTN sera
B = 1/(Mη)
où η est l'efficacité d'une source de chaleur à haute température ou d'un générateur HP pour le chauffage du feu.
La consommation spécifique de combustible pour la production de chaleur dans la chaudière sera
où η est le rendement de la chaudière.
Considérons diverses options source autonome pour obtenir de l'eau chaude. À titre de comparaison, prenons une chaudière à combustible fossile et diverses options de pompe à chaleur (Fig. 3).
Riz. 3. Bilans énergétiques divers schémas production de chaleur:
a) chaudière à combustible organique ;
b) PTN à entraînement électrique provenant d'une centrale thermique ;
c) PTP entraîné par un moteur à combustion interne ou une turbine à gaz ;
d) ABTN sur combustible gazeux ou liquide.
STP avec entraînement électrique d'une centrale thermique au facteur de conversion 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.
Un PHP avec un compresseur entraîné par un moteur à combustion interne ou une turbine à gaz, tout en utilisant la chaleur des produits de combustion du carburant et du système de refroidissement du moteur, permet déjà des économies de carburant à φ≥1,5. Toutefois, la faisabilité économique de l'utilisation de ce type de HP doit être déterminée sur la base de calculs techniques et économiques, car Les coûts d'investissement spécifiques pour ce type de HP sont plusieurs fois supérieurs aux coûts de la chaudière. L'utilisation de PHP avec un faible coefficient de conversion entraîne des délais de récupération des investissements en capital déraisonnablement élevés.
Les ABTN de tous types par rapport à la chaudière ont une consommation spécifique de combustible de 40 ÷ 55 % inférieure. Ceux. L'efficacité de l'utilisation du combustible dans l'ABTN est 1,7 à 2,2 fois supérieure à celle de la chaudière. Dans le même temps, le coût de la chaleur produite dans l'ABTN est inférieur de 25 à 30 % à celui d'une chaudière.
Une attention particulière doit être accordée à l’efficacité de l’utilisation de la HP dans le cadre d’une installation de cogénération. Dans les conditions des centrales thermiques existantes, il est souvent nécessaire d'augmenter la puissance de chauffage de la centrale. En règle générale, ce problème est résolu en installant des chaudières « de pointe » supplémentaires. La capacité de chauffage de la station peut être considérablement augmentée grâce à l'utilisation de HP.
En figue. La figure 4 montre un schéma d'utilisation de l'ABTN dans le cadre d'une centrale thermique. Ce schéma permet, sans modifier les bilans et paramètres de vapeur dans la turbine, d'augmenter significativement la puissance de la partie chauffage de la station sans augmenter la consommation de carburant. Dans le même temps, le coût de la chaleur produite supplémentaire aux prix actuels de l'ABTN est de 60 à 80 roubles/Gcal, et la période de récupération des investissements en capital ne dépasse pas 1 à 2 ans. L'utilisation du PTN dans ce schéma aura dans tous les cas une efficacité économique nettement inférieure à celle de l'ABTN.
Certains auteurs, citant des expériences étrangères, notamment suédoises, notent que les PTP à commande électrique sont utilisés même à φ<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.
Lors du choix du type de pompe à chaleur, outre l'efficacité énergétique et économique, il convient également de prendre en compte les caractéristiques des différents types de machines (durée de vie, impact environnemental, maintenabilité, qualifications requises du personnel d'exploitation, capacité de réguler la puissance sur une large gamme, etc.).
Du point de vue de l'impact environnemental et de la sécurité, les ABTN ont un net avantage sur les PTN, car ne pas utiliser d'hydrocarbures fluorochlorés. Conformément au Protocole de Montréal de 1987, pratiquement tous les réfrigérants utilisés dans le PTN sont soumis à un contrôle plus approfondi concernant la « sécurité de l'ozone », « l'effet de serre » et sont soumis à de lourdes amendes pour leur utilisation et leur élimination inappropriées. Chez ABTN, tous les processus se déroulent sous vide et, contrairement au PTN, ils ne relèvent pas de la juridiction de GOSGORTEKHNADZOR.
Les ABTN ont une durée de vie beaucoup plus longue, car il s'agit essentiellement d'équipements d'échange de chaleur, ont une maintenabilité élevée et sont peu bruyants en fonctionnement.
Les avantages des pompes électriques incluent la simplicité de leur alimentation électrique. Sur certains sites, cela peut être un facteur déterminant en leur faveur.
Pour le développement réussi des travaux sur les pompes à carburant en Russie, il existe toutes les conditions préalables : construction de machines et bases de matières premières, personnel scientifique et technique, un volume important de travaux de recherche et de développement effectués, la production de nombreux types de pompes à carburant a maîtrisées, il existe une expérience assez significative dans leur fonctionnement, des sources de chaleur à faible potentiel pratiquement inépuisables.
Dans le même temps, il convient de noter que, comme le montre l'expérience étrangère, l'utilisation généralisée des technologies d'économie d'énergie ne peut se faire qu'avec la participation active de l'État, qui consiste principalement en la création d'actes législatifs et réglementaires qui stimulent l'utilisation. d'équipements économes en énergie.
Littérature
1) Pompes à chaleur V. G. Gorshkov. Revue analytique // Répertoire des équipements industriels, 2004, n°2.
2) A.G. Korolkov, A.V. Popov, A. Vlad. Popov Absorption transformateurs de chaleur au bromure de lithium pour le refroidissement et le chauffage de l'eau // Problèmes d'économie d'énergie n° 1 (14) février 2003.
3) Popov A.V., Bogdanov A.I., Pazdnikov A.G. Expérience dans le développement et la création de pompes à chaleur à absorption au bromure de lithium // Industrial Energy - 1999, n° 8- p. 38-43.
4) Baranenko A.V., Popov A.V., Timofeevsky L.S., Volkova O.V. Convertisseurs de chaleur au bromure de lithium à absorption de nouvelle génération // Équipements de réfrigération, 2001, n° 4-p18-20.
5) Popov A.V. Système de refroidissement et récupération de chaleur des fumées des usines d'incinération des déchets // Nettoyage et neutralisation des fumées dans les installations qui brûlent des déchets et des ordures. - Novossibirsk, 1999 - p121-132. Magazine "Problèmes d'économie d'énergie", août 2005.
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Détails Des articles 10 janvier 2013annotation
En utilisant l'exemple de l'UES de Biélorussie, la possibilité d'utiliser des pompes à chaleur à absorption au bromure de lithium pour bloquer la dissipation de l'énergie thermique avec l'eau en circulation, l'eau de refroidissement du générateur et l'huile du système de lubrification est à l'étude. PDF
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La possibilité d'utiliser une pompe à chaleur à absorption travaillée sur une solution LiBr pour éviter la dissipation de la chaleur de l'huile lubrifiante, du générateur et de l'eau en circulation est examinée dans cet article par l'exemple du Système énergétique uni de Biélorussie.
Pompes à chaleur à absorption dans le circuit thermique d'une installation de cogénérationpour augmenter son efficacité énergétique
V.N. Romanyuk, doc. technologie. les sciences, D.B. Muslina, A.A. Bobich, Masters d'ingénierie les sciences, N. A. Kolomytskaïa, Master en économie les sciences, T.V. Bubyr, étudiant, Université technique nationale biélorusse, RUE "BELTEI",S.V. Malkov,Directeur du service des équipements de chaleur et de réfrigération CJSC
Introduction
Selon une étude de l'Académie des sciences de Russie, le transfert des centrales thermiques vers la technologie à cycle combiné est plus efficace que la transition vers les centrales à cycle combiné à condensation (CHP) et devrait être réalisé en premier. Cependant, l'amélioration des centrales thermiques utilisant des superstructures à haute température de turbines à gaz (GTU) nécessite d'importants investissements en capital, tandis qu'attirer un investisseur pour les CPP dans les conditions de la Biélorussie s'est avéré être une tâche moins difficile, ce qui a déterminé le retard dans la modernisation. des centrales thermiques du passage aux CPP à cycle combiné.
Aujourd'hui, l'IPS de Biélorussie introduit des unités de condensation vapeur-gaz avec une consommation spécifique de combustible (SFC) pour la production d'électricité au niveau de 220 g/(kWh), comparable à sa valeur dans les centrales thermiques à turbine à vapeur de la Biélorussie. république. Cette circonstance, ainsi que l'évolution de la situation sur le marché de l'énergie, ont exacerbé le problème de l'augmentation de l'efficacité des centrales thermiques à turbine à vapeur et déterminé la nécessité d'augmenter leur efficacité en utilisant des projets moins coûteux. Les solutions correspondantes, ce qui est tout à fait compréhensible, doivent conserver leur pertinence lors du passage ultérieur des centrales thermiques à la technologie à cycle combiné. De telles solutions incluent l'intégration d'accumulateurs thermiques dans les centrales thermiques, ainsi que d'autres innovations, par exemple le transfert de turbogénérateurs pour fonctionner avec un vide détérioré. Parallèlement, cette dernière est associée à la nécessité de changer la conception du groupe turbine à vapeur : intégration d'un faisceau réseau dans le condenseur, modification des derniers étages de la turbine. Les deux, ainsi que le fonctionnement d'une turbine elle-même avec un vide détérioré, ne sont pas toujours acceptables pour une raison ou une autre. Dans ces conditions, une solution alternative au passage à un vide dégradé peut être l’utilisation de pompes à chaleur à absorption au bromure de lithium (ABTH). Avec leur aide, une solution plus efficace au même problème de blocage de la dissipation de l'énergie thermique avec l'eau en circulation est fournie, sans nécessiter de modifications dans la conception de l'unité turbine.
Les ABTN spécifiés sont produits dans une conception prête à l'emploi, pratique à installer et à utiliser, appelée refroidisseur. Ils peuvent également être utilisés simultanément comme machines de réfrigération qui fournissent de l'eau froide selon un programme de température de 7/12 °C, ce qui est nécessaire, par exemple, dans une centrale thermique lorsqu'elle est transférée au travail avec une superstructure de turbine à gaz pour refroidir. l'air entrant dans le compresseur de la turbine à gaz. Le résultat est une utilisation quasi continue de l’installation d’absorption tout au long de l’année. L'intégration de l'ABTN, par exemple, dans le circuit thermique du turbogénérateur PT-60 permet d'économiser annuellement sur le système du gaz naturel de plus de 5,5 mille tonnes de carburant équivalent, et en même temps, les restrictions économiques requises sont atteintes : un simple retour sur une période d'investissement allant jusqu'à 2 ans avec le moment de la mise en service, les valeurs correspondantes de la période de retour dynamique sur investissement, le taux de rendement interne, etc.
Le problème du passage par condensation de la vapeur des turbogénérateurs à cogénération
Techniquement, le passage minimum de vapeur dans le condenseur des turbogénérateurs de types « P », « T », « PT » et la consommation excessive de carburant associée, qui ne posaient auparavant pas de questions, sont aujourd'hui inacceptables. Par exemple, pour les turbogénérateurs PT-60 les plus courants déjà mentionnés et leurs modifications, le passage minimum de vapeur dans le condenseur est limité à 12 t/h. Pour des paramètres de vapeur initiaux de 13 MPa, compte tenu de l'apport des extractions régénératives à ce passage de la vapeur dans le condenseur, la puissance de production électrique du turbogénérateur PT-60-130 est de 4,3 MW. La dissipation de l'énergie thermique avec l'eau en circulation (CV), qui élimine la chaleur du processus de condensation de 12 t/h de vapeur à une pression de 4 kPa, est de 6,3 Gcal/h. L'URT pour la production d'électricité utilisant le débit de vapeur spécifié est estimée à 0,42 kg/(kW×h), soit »0,2 kg de plus que la production d'électricité déplacée dans les unités de condensation vapeur-gaz. En prenant en compte 5 % des pertes d'électricité pour sa livraison aux charges industrielles des centrales thermiques, ce chiffre pour l'IES est égal à 0,24 kg/kWh. Avec une durée de fonctionnement annuelle du turbogénérateur de 7,5 mille heures, la consommation de carburant s'élève à »6 mille tonnes d'équivalent carburant, en devises étrangères, soit plus de 1,5 million de dollars. En ce qui concerne le nombre total de centrales thermiques dans le pays (36 unités), l'urgence d'éliminer une telle utilisation irrationnelle du combustible devient évidente. Dans les calculs ci-dessus, une unité à cycle combiné au gaz avec un rendement électrique absolu de 54 % est prise comme centrale thermique de fermeture. Le choix est dû au fait que (en tenant compte de la structure de consommation d'énergie thermique et électrique dans le pays, ainsi que des changements dans la structure de production de ces flux d'énergie après l'introduction de superstructures à haute température dans la cogénération à turbine à vapeur centrales) avec la mise en service de centrales nucléaires dans le cadre des capacités de production de l'UES de Biélorussie, il n'y a plus de charge pour les CPP de turbines à vapeur utilisées aujourd'hui comme capacités de fermeture.
Solution au problème de la suppression de la dissipation de l'énergie thermique avec l'eau en circulation en faisant fonctionner les turbogénérateurs avec un vide détérioré
La pression dans le condenseur à turbine lorsqu'il fonctionne sous vide détérioré (VC) augmente jusqu'à 0,06 MPa, et la puissance de production d'électricité au débit considéré de 12 t/h de vapeur dans le condenseur est de 3,4 MW. Dans ce cas, la vapeur est déplacée de l'extraction de chauffage dans une quantité correspondant à un flux d'énergie thermique de 6,3 Gcal/h (7,2 MW). Le rendement spécifique de l'extraction T du turbogénérateur considéré, compte tenu de la contribution des flux de régénération, est de ≈516 kWh/Gcal, ce qui permet de déterminer la réduction de la capacité de production d'électricité à 3,2 MW lors du passage de vapeur vers le turbogénérateur. T-extraction due au passage au mode hydrocarbure. Ainsi, lors du passage à un vide dégradé dans le condenseur PT-60, du fait d'une diminution de la puissance de production, la centrale thermique est transférée au CPP à hauteur de 4,3 - (3,4 - 3,2) = 4,1 MW. L’économie horaire de carburant du système correspondante est estimée à 0,79 tce. t/h et se compose des termes suivants par rapport au mode standard, apparaissant en relation avec :
En déplaçant la production sur le flux de vapeur dans le condenseur et en le transférant vers l'IES PGU : 4,3 (0,42 – 0,24) = 0,77 t/h ;
En déplaçant la production sur le flux de vapeur vers la sélection T et en la transférant vers le CPP CPP : 3,2 (0,17 – 0,24) = –0,22 t/h ;
Génération en mode HC sur un flux de vapeur dans un condenseur avec une URT égale à 164 g/(kWh), estimée à 3,4 · (0,24 - 0,164) = 0,25 t/h.
Évidemment, lors du transfert d'un turbogénérateur pour fonctionner avec un vide détérioré, le nombre annuel d'heures de fonctionnement, qui détermine également l'économie de carburant du système, dépend des conditions spécifiques de la zone d'alimentation en chaleur et de la composition de la centrale thermique. Dans le cas où elle est égale aux 7,5 mille heures indiquées précédemment, les économies annuelles de carburant du système seront de 5,9 mille tce.
Pompe à chaleur à absorption
Une pompe à chaleur à absorption est un dispositif continu conçu pour transférer de l'énergie thermique d'une source à basse température vers une source à température plus élevée. Pour compenser une transition d'énergie thermique aussi peu naturelle, il est nécessaire de dépenser de l'énergie thermique (TE) sur le variateur ABTN. Les installations d'absorption à cycle inverse ont des caractéristiques énergétiques inférieures aux machines à compression de vapeur, mais si ces dernières nécessitent une énergie mécanique plus précieuse sur le plan énergétique et économique pour fonctionner, les premières peuvent utiliser l'énergie thermique bon marché des turbines à vapeur, des chaudières de récupération, l'énergie des gaz d'échappement provenant de la combustion interne des gaz. moteurs et ressources énergétiques secondaires. Cette circonstance détermine la niche d'ABTN, qu'ils occuperont bientôt dans divers systèmes technologiques.
Comme fluide de travail dans l'ABTN, on utilise des solutions (dans le cas considéré, eau - bromure de lithium), dans lesquelles la concentration des composants est différente pour les phases liquide et vapeur. La concentration des composants ne peut pas différer de la valeur correspondant à l'équation d'équilibre de la solution, qui permet la condensation (absorption) de vapeur froide par une solution liquide plus chaude jusqu'à ce que les concentrations soient égalisées conformément à l'équation spécifiée.
Dans le cas le plus simple, ABTN est une combinaison de quatre échangeurs de chaleur logés dans un boîtier intégré. Leur fonctionnement est familier au personnel de l'énergie et ne pose pas de problèmes (Fig. 1). Deux échangeurs de chaleur (générateur et condenseur) fonctionnent à une pression plus élevée et leur but est d'obtenir un liquide à bas point d'ébullition, en l'occurrence de l'eau, sous forme presque pure. Les deux autres échangeurs de chaleur (évaporateur et absorbeur) fonctionnent à pression réduite. Leur tâche est d'éliminer l'énergie thermique de la source et de convertir la vapeur résultante en un composant d'une solution liquide. Au cours des transformations décrites, la chaleur des processus correspondants de sorption et de condensation est évacuée de l'absorbeur et du condenseur, qui est transférée au liquide de refroidissement chauffé, par exemple l'eau du réseau. Il est uniquement nécessaire d'empêcher la transition des températures du réfrigérant au-delà des valeurs limites qui ne sont pas admissibles pour une solution d'eau dans le bromure de lithium, tant pendant le stockage que pendant le fonctionnement. En d’autres termes, il existe des températures limites des flux de dégagement de chaleur (recyclé) et de réception de chaleur auxquelles le fonctionnement ABTN est possible. Le circuit d'un véritable ABTN est un peu plus compliqué, ce qui est associé à la régénération, ce qui augmente l'efficacité énergétique de l'installation, c'est pourquoi le nombre d'échangeurs de chaleur et la complexité du circuit augmentent légèrement.
L'efficacité de l'ABTN dépend en grande partie de la plage de température dans laquelle il fonctionne : plus cette dernière est étroite, plus la performance énergétique de l'installation est élevée. De plus, il existe des températures limites des flux de dégagement de chaleur (recyclés) et de réception de chaleur auxquelles le fonctionnement ABTN est possible.
A une température du départ réchauffé de 55 °C, qui correspond à la température de l'eau du réseau de retour pendant la période d'interchauffage, l'alimentation en eau de circulation pour évacuation s'effectue selon un planning de 17/22 °C (pression dans le condenseur - 4 kPa). Dans ce cas, le chauffage de l'eau du réseau est assuré jusqu'à une température de 64 °C. Pendant la saison de chauffage, lorsque la température de l'eau du réseau de retour peut atteindre 70 °C, la température de l'eau en circulation sera de 49/45 °C, ce qui correspond à une pression dans le condenseur de 15 kPa. L'eau du réseau chauffe jusqu'à 79 °C. À des températures d'eau de refoulement comprises dans la plage spécifiée, d'autres caractéristiques de débit peuvent être déterminées par interpolation linéaire. Pour une température moyenne de la période de chauffage de -0,7 °C, la température de l'eau du réseau de retour est de 47 °C et la pression dans le condenseur nécessaire pour l'ABTN sera de 4 kPa. Compte tenu de la situation d'évolution des paramètres de débit tout au long de l'année, nous pouvons conclure qu'en première approximation, l'installation ABTN garantira que la pression dans le condenseur sera maintenue à un niveau de 4 kPa pendant toute la durée de fonctionnement. La pression de la vapeur de chauffage pour l'entraînement ABTN ne doit pas être inférieure à 0,4 MPa, ce qui peut être assuré en extrayant la vapeur de l'extraction régénérative n°4 de la turbine PT-60. Le coefficient de chauffage ABTN dans ces cas est de 1,7.
L'essence de la méthode et l'évaluation de l'effet d'économie d'énergie
Dans le circuit thermique d'un turbogénérateur, il existe plusieurs flux de chaleur dissipés dans l'environnement. En prenant comme exemple le turbogénérateur PT-60, il s'agit : du débit de refroidissement CV déjà mentionné d'une puissance de 7,3 MW, des débits du générateur et des systèmes de refroidissement d'huile d'une puissance totale de 0,47 MW. Les flux de chaleur répertoriés, dont la puissance est de 7,8 MW, sont envoyés à l'ABTN avec de l'eau en circulation, dans laquelle ils sont refroidis à ≥4 °C (Fig. 2). Pour faire fonctionner l'ABTH, la chaleur du processus de condensation de la vapeur est consommée, dont le besoin est déterminé par le coefficient de chauffage de l'ABTH, et dans ce cas la valeur de la charge thermique qui détermine la consommation de vapeur est de 40,2 GJ/h ( 9,6 Gcal/h). Un flux d'énergie thermique d'une puissance de 18,9 MW est transféré à l'eau du réseau, la réchauffant de 10,2 °C.
Grâce à l'utilisation réfléchie de l'ABTN, tout en maintenant la charge thermique de la cogénération, la production d'électricité est redistribuée entre les sources du système, et dans notre exemple, il y a une diminution de la production à la cogénération de 4,7 MW avec un URT de 0,42 kg/(kWh), qui s'explique par :
- la charge d'extraction de chaleur est réduite de 15,9 Gcal/h, et donc la capacité de production est réduite de 8,2 MW (la puissance spécifique de l'extraction T est de 516 kWh/Gcal) ;
- la charge de la sélection régénérative n°4 augmente de 9,6 Gcal/h, nécessaire au pilotage ABTN, ce qui augmente la puissance de production de 3,5 MW (la puissance spécifique de la sélection régénérative n°4 est de 362 kWh/Gcal).
Compte tenu de la réduction indiquée de la puissance du flux de production d'électricité de 4,7 MW tout en maintenant l'énergie thermique fournie, la réduction de la consommation annuelle de combustible de la centrale thermique atteindra dans notre cas jusqu'à 11,9 mille tonnes d'équivalent combustible :
- 4,3 0,42 7,5 = 13,5 mille tec - réduction liée à la suppression de la production d'électricité avec un URT de 420 g/(kW×h) par passage de vapeur dans le condenseur ;
- 4,3 (0,17 – 0,136) 7,5 = 1,1 mille tec - réduction liée au transfert de production d'électricité du flux d'extraction de chaleur avec un URT de 170 g/(kW×h) vers le flux vers le condenseur, avec refroidissement de l'eau en circulation dans l'ABTN, ce qui correspond à un URT de 136 g/(kW×h);
- 3,2 (0,17 – 0,283) 7,5 = –2,7 mille tec - une augmentation liée au transfert de la production d'électricité du flux d'extraction par cogénération à raison de 170 g/(kW×h) vers le flux vers la sélection régénérative n°4 à raison de 283 g/(kW×h).
Dans le même temps, l'économie annuelle de carburant du système dans notre cas atteindra 5,5 mille tce.
Les résultats présentés sont complétés par des schémas explicatifs des différents modes de fonctionnement du turbogénérateur considéré sur la Fig. 3-5.
Pompes à chaleur à absorption dans un système de cogénération
Pour interfacer l'ABTN avec le turbogénérateur PT-60, vous pouvez utiliser soit deux refroidisseurs plus petits, soit un plus grand. L’option avec deux ABTN semble plus flexible. Différents fluides de refroidissement peuvent être utilisés pour leur entraînement : vapeur, eau, fumées, carburant. Dans ce cas, il s'agit de vapeur avec une pression d'au moins 0,4 MPa. Dans la version avec deux installations, entre autres, l'uniformité des équipements d'absorption des centrales thermiques est assurée : les pompes à chaleur et les machines frigorifiques sont interchangeables, ce qui peut être utile lors de l'ajout d'unités à turbine à gaz aux centrales thermiques, lorsque cela est nécessaire. pour stabiliser leurs paramètres en été, en refroidissant l'air aspiré par le compresseur. ABTN peut être implanté aussi bien en version conteneur que dans un bâtiment. Dans tous les cas, il faut que la température ambiante ne descende pas en dessous de 5 °C. Bien entendu, une approche individuelle est nécessaire en fonction des conditions complexes d'un site spécifique : aménagement, hydraulique, etc.
Évaluation économique
Compte tenu du coût des travaux de construction et d'installation et des équipements auxiliaires, la mise en œuvre de l'option considérée dans l'exemple nécessite environ 3 millions de dollars. Pour les centrales thermiques avec un nombre annuel d'heures de fonctionnement du turbogénérateur de 7,5 mille, la période de retour sur investissement et d'autres indicateurs sont déterminés par une diminution de la consommation de gaz naturel de 11,9 mille tonnes de combustible équivalent. avec une charge thermique constante et une réduction de la capacité de production d'électricité de 4,7 MW. Le tarif et le coût moyens pondérés de l'électricité dans les centrales thermiques sont respectivement de 88,5 et 51,4 USD/(MWh). Au prix du gaz naturel de 244 USD pour 1 tonne de carburant équivalent. l'effet économique annuel fournit un simple retour sur investissement sur une période de 2,3 ans. La période de récupération dynamique à un taux d'actualisation de 20 % est de 2,8 ans, le taux de rendement interne est de 42 % (Fig. 7).
La période de récupération dynamique à un taux d'actualisation de 20 % dépasse l'horizon de calcul de 10 ans et ce n'est qu'à un taux d'actualisation de 15 % qu'elle diminue à 9,6 ans.
Les économies annuelles de carburant du système résultant du projet sont estimées à 5,5 mille tce. Dans le même temps, bien entendu, la consommation d’énergie thermique et électrique reste inchangée. L'effet économique annuel de la réduction systémique de la consommation de gaz naturel est estimé à »1,3 million de dollars. Avec les autres valeurs des arguments donnés précédemment, la période de récupération simple est de 2,7 ans, la période de récupération dynamique à un taux d'actualisation de 20 % est de 4,3 ans, le taux de rendement interne est de 35 % (Fig. 9).
Les indicateurs énergétiques et économiques donnés témoignent de l'excellente attractivité d'investissement du projet pour l'IPS du pays.
conclusions
1. Il est pertinent de bloquer la dissipation d'énergie dans les circuits thermiques des centrales thermiques. Structurellement, cela est réalisé le plus simplement en intégrant l'ABTN dans le circuit thermique de la centrale de cogénération. Dans le même temps, il existe des indicateurs techniques et économiques élevés qui garantissent l'attractivité des investissements du projet.
2. La réduction des pertes d'énergie thermique dans les projets de centrales thermiques en passant au fonctionnement de turbogénérateurs avec un vide détérioré ou en utilisant l'ABTN élargit les options pour résoudre le problème. Le choix de la solution optimale nécessite une approche différenciée basée sur les conditions d'une zone d'approvisionnement en chaleur spécifique et la composition de l'équipement source de génération de chaleur.
3. L'utilisation de l'ABTN dans les projets de centrales thermiques réduit la production d'électricité dans la centrale thermique en éliminant sa production à partir du flux de vapeur dans le condenseur, ce qui, entre autres, permet de couvrir plus facilement le programme de consommation d'énergie en termes de passer les charges minimales de l'IPS. Le changement intégral de production pour toutes les centrales thermiques du pays est estimé à 300 MW.
4. L'intégration de pompes à chaleur à absorption dans les circuits thermiques des centrales thermiques afin de bloquer la dissipation de l'énergie thermique est également demandée si l'option de transférer les turbogénérateurs pour fonctionner avec un vide détérioré est mise en œuvre, puisqu'avec l'aide de l'ABTN il est possible d'utiliser la chaleur des systèmes de refroidissement d'huile, des générateurs, etc.
5. Réduction de la production d'électricité à la centrale thermique de 4,7 MW tout en maintenant la charge thermique et réduction simultanée de la consommation de gaz naturel directement à la centrale thermique de »12 mille tonnes d'équivalent combustible. par an, déterminer la faisabilité économique en fonction des tarifs du gaz naturel et de l'électricité, des taux de refinancement, etc. dans une région particulière. Dans tous les cas, la haute performance énergétique et économique du projet est assurée.
6. Les investissements nécessaires à la mise en œuvre de l'exemple considéré sont estimés à environ 3 millions de dollars. Le retour sur investissement d'ABTN répond aux contraintes économiques existantes pour garantir la faisabilité de l'investissement.
7. L'exemple considéré est donné pour un turbogénérateur PT-60-130 avec un débit de vapeur dans le condenseur de 12 t/h et une charge en eau du réseau de 19 Gcal/h, qui, si nécessaire, peut être réduite à 14 Gcal/h. h. À mesure que la charge thermique augmente, il est nécessaire d’utiliser des ABTN plus puissants.
8. L'utilisation de l'ABTN est conseillée dans les systèmes thermiques où se produisent principalement des flux de chaleur provenant d'installations de production d'énergie combinée, de ressources énergétiques secondaires, etc.
Littérature
1. Popyrin L. S., Dilman M. D. Efficacité du rééquipement technique des centrales thermiques basées sur des centrales à cycle combiné // Génie thermique. - 2006. - N° 2. - P. 34-39.
2. Romanyuk V. N., Bobich A. A., Kolomytskaya N. A., Muslina D. B., Romanyuk A. V. Prise en charge efficace du calendrier de charge du système électrique // Énergie et gestion. - 2012. - N° 1. - P. 13-20.
3. Khrustalev B. M., Romanyuk V. N., Kovalev Ya. N., Kolomytskaya N. A. Sur la question de la garantie des calendriers de charge électrique du système électrique avec la participation du potentiel des sources de technologie énergétique des entreprises industrielles // Énergie et gestion. - 2010. - N° 1. - P. 4-11.
4. Romanyuk V.N., Bobich A.A., Kolomytskaya N.A. et al. Augmenter l'efficacité des unités de turbine à gaz dans les centrales thermiques en été // Énergie et gestion. - 2011. - N° 1. - P. 18-22.
Une pompe à chaleur centrifuge contient un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur reliés entre eux. Pour assurer un fonctionnement fiable de la pompe dans des conditions de menace de cristallisation dans le flux d'absorbant liquide, la pompe contient un moyen qui est sensible au début de la cristallisation de l'absorbant dans le fluide de travail ou au début d'une viscosité inacceptablement élevée. , ainsi qu'un moyen pour empêcher une cristallisation ultérieure et/ou pour dissoudre la solution cristallisée ou réduire une viscosité élevée. 20h. et 6 salaires, 6 malades.
La présente invention concerne les pompes à chaleur à absorption, en particulier les pompes à chaleur centrifuges à absorption, ainsi qu'un procédé de fonctionnement de ces pompes à chaleur. Les pompes à chaleur à absorption contiennent les composants suivants : un évaporateur, un absorbeur, un générateur, un condenseur et éventuellement un échangeur de chaleur à solution ; et chargé du mélange de travail approprié en phase liquide. Le mélange de travail contient un composant volatil et un absorbant pour celui-ci. Dans les pompes à chaleur à absorption, une source de chaleur à haute température, appelée chaleur de haute qualité, et une source de chaleur à basse température, appelée chaleur de basse qualité, transfèrent de la chaleur à la pompe à chaleur, qui transfère ensuite (ou éjecte) la somme des apports de chaleur des deux sources à la température intermédiaire. Dans le fonctionnement des pompes à chaleur à absorption classiques, un mélange de travail riche en composant volatil (par commodité appelé ci-dessous « Mélange R ») est chauffé sous pression dans un générateur au moyen d'une chaleur de haute qualité de manière à produire de la vapeur de composé volatil. composant et un mélange de travail moins riche ou pauvre en composant volatil (par commodité, appelé ci-après « Mélange L »). Dans les pompes à chaleur à un étage connues, la vapeur du composant volatil ci-dessus provenant du générateur est condensée dans un condenseur à la même température élevée pour libérer de la chaleur et former un composant volatil liquide. Pour réduire sa pression, le composant volatil liquide passe à travers un détendeur et de là, il est acheminé vers l'évaporateur. Dans un évaporateur, le liquide ci-dessus reçoit de la chaleur provenant d'une source de chaleur à basse température, généralement de l'air ou de l'eau à température ambiante, et s'évapore. La vapeur résultante du composant volatil passe vers l'absorbeur où elle est absorbée dans le mélange L, reformant le mélange R et générant de la chaleur. Ensuite, le Mélange R est transféré vers le générateur de vapeur et complète ainsi le cycle. De nombreuses variantes de ce processus sont possibles, par exemple une pompe à chaleur peut avoir deux étages ou plus où la vapeur provenant du composant volatil évaporé par le premier générateur de vapeur (primaire) mentionné est condensée dans un condenseur intermédiaire qui est thermiquement couplé pour fournir de la chaleur à un générateur de vapeur intermédiaire qui produit un composant volatil de vapeur supplémentaire pour la condensation dans le condenseur (primaire) mentionné en premier. Lorsque l'on souhaite indiquer l'état physique d'un composant volatil, on l'appellera par commodité composant volatil gazeux (lorsqu'il est à l'état gazeux ou vaporeux) ou composant volatil liquide (lorsqu'il est à l'état liquide). Le composant volatil peut autrement être appelé un réfrigérant et le mélange de L et R - un absorbant liquide. Dans un exemple spécifique, le liquide de refroidissement est de l'eau et le liquide absorbant est une solution d'hydroxyde contenant des hydroxydes de métaux alcalins, comme décrit dans le brevet européen EP-A-208427, dont le contenu est incorporé ici à titre de référence. Le brevet US n° 5 009 085, dont le contenu est incorporé ici à titre de référence, décrit l'une des premières pompes à chaleur centrifuges. Il existe plusieurs problèmes associés à l'utilisation de pompes du type décrit dans le brevet US n° 5 009 085, et divers aspects de la présente invention visent à surmonter, ou au moins à réduire, ces problèmes. Dans les pompes à chaleur, telles que celles décrites dans le brevet US n° 5 009 085, il existe un risque de panne catastrophique si le fluide de travail doit cristalliser ou subir une obstruction de l'écoulement. Pour cette raison, la pompe à chaleur fonctionne généralement à une concentration maximale de solution définie pour une utilisation dans des conditions suffisamment éloignées des conditions de cristallisation et déterminée par le désir d'empêcher la cristallisation plutôt que d'assurer une efficacité maximale de la pompe. Nous avons développé une modification qui déclenche une action corrective lorsqu'un début de cristallisation est détecté, permettant ainsi à la pompe à chaleur de fonctionner en toute sécurité dans des conditions proches de la cristallisation. Conformément à un aspect, la présente invention propose une pompe à chaleur à absorption comprenant des moyens détectant le début de la cristallisation d'un absorbant dans un fluide de travail ou le début d'une viscosité inacceptablement élevée, pour introduire des moyens pour empêcher une cristallisation ultérieure et/ou pour dissoudre les éléments cristallisés. matériau ou réduire la viscosité spécifiée. La zone de plus grande tendance à cristalliser ou à entraver l'écoulement est généralement située sur le trajet de l'écoulement du liquide absorbant dans l'absorbeur à partir de l'échangeur de chaleur en solution, où se produisent la température la plus basse et la concentration la plus élevée. Les moyens pour empêcher la cristallisation ou réduire la viscosité peuvent comprendre un moyen pour créer un jeu conçu pour augmenter la température et/ou réduire la concentration de l'absorbant dans le fluide de travail au niveau ou à proximité du site spécifié de cristallisation. Par exemple, un flux liquide peut être détourné, au moins temporairement, pour augmenter la température du flux traversant un emplacement de cristallisation spécifié, soit directement, soit indirectement par échange de chaleur. Ce processus peut être activé en déterminant la pression locale en un point en amont du site de cristallisation. Un procédé consiste à transférer de la chaleur au liquide absorbant passant dans la direction opposée à travers un échangeur de chaleur à solution lorsque le liquide absorbant passe du générateur de vapeur à l'absorbeur, la partie du liquide absorbant passant du générateur à l'absorbeur qui sera à une température relativement élevée est dérivée pour être introduite dans le flux de retour de l'absorbeur vers le générateur. Dans ce cas, la température du flux retour augmente, ce qui augmente la température du flux en amont du lieu de cristallisation, entraînant ainsi une dissolution de cristaux ou une diminution de la viscosité du liquide à cet endroit. Une telle dérivation peut être obtenue en installant un régulateur sensible à la pression, tel qu'une vanne ou un seuil entre les deux flux, grâce à quoi ladite dérivation commence lorsque la contre-pression provoquée par le début de la cristallisation ou une viscosité inacceptablement élevée dépasse une valeur seuil prédéterminée. Alternativement, le réfrigérant liquide peut être détourné du condenseur vers l'évaporateur pour augmenter ainsi la température d'évaporation, provoquant l'évaporation d'une quantité accrue de réfrigérant et son entraînement dans l'absorbant, ce qui entraîne une diminution temporaire de la concentration d'absorbant dans le fluide de travail et une augmentation de la température du fluide de travail dans la zone de cristallisation. Un défi supplémentaire consiste à maintenir un rendement raisonnablement élevé tout en faisant fonctionner la pompe à chaleur à une puissance inférieure à sa pleine puissance tout en réduisant l'augmentation de la température et/ou la charge thermique. L'échauffement est défini comme la différence de température entre l'évaporateur et l'absorbeur. Nous avons constaté qu'il est possible d'augmenter l'efficacité du cycle dans des conditions de charge partielle en ajustant le débit de l'absorbant liquide pendant le cycle en fonction de la charge thermique et/ou de l'élévation de température. De plus, nous avons découvert qu'il est possible de concevoir une pompe à chaleur de telle sorte que les pressions dynamiques ou statiques dans la pompe aident à ajuster le débit de l'absorbant liquide pour qu'il corresponde à l'augmentation de température ou à la charge thermique dominante, éliminant ainsi le besoin d'un contrôle réglable. vannes ou dispositifs similaires, bien que nous n'excluons pas la possibilité d'utiliser de tels dispositifs de contrôle. Selon un autre aspect, la présente invention concerne une pompe à chaleur à absorption comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés pour fournir des chemins pour un composant volatil liquide et un absorbant liquide pour celui-ci, et un contrôleur de débit pour ajuster le débit dudit absorbant liquide en fonction d'au moins l'un parmi (a) une différence de température entre l'absorbeur et l'évaporateur, (b) une charge thermique sur la pompe à chaleur, et (c) un ou plusieurs autres paramètres de fonctionnement. Le débit peut être ajusté de différentes manières, mais la méthode préférée consiste à l'ajuster sans modifier la puissance de la pompe. Ainsi, le régulateur de débit peut typiquement comprendre des moyens de limitation de débit situés dans le trajet d'écoulement du liquide absorbant issu dudit générateur. La restriction peut être ajustée pour fournir les performances souhaitées grâce à l'utilisation d'un système de contrôle actif, mais nous avons découvert qu'un contrôle adéquat peut être obtenu grâce à un restricteur passif tel qu'un orifice, un tourbillon, un tube capillaire ou une combinaison de certains ou tous ces appareils. Il est préférable que la pompe à chaleur soit conçue de telle sorte que le débit du liquide absorbant provenant du générateur dépende de la différence de pression de fonctionnement à chaque extrémité du trajet du liquide absorbant provenant du générateur et/ou de la différence de pression excédentaire due à tout différence entre les niveaux de surfaces libres dans le liquide absorbant à chaque extrémité du trajet du fluide issu du générateur. Ainsi, les caractéristiques de la pompe à chaleur et du limiteur de débit peuvent être amenées à fournir un débit approprié qui varie en fonction des pressions de fonctionnement pour permettre au débit de varier en fonction des conditions de fonctionnement, comme décrit ci-dessous en référence à la Fig. 6. De même, des conteneurs peuvent être installés à chaque extrémité du trajet de fluide à partir du générateur, ces conteneurs étant dimensionnés et positionnés pour fournir des niveaux de surface libre à des hauteurs ou des distances sélectionnées dans la direction radiale pour produire l'excès de pression différentielle requis pendant le fonctionnement. Dans un exemple typique, le générateur contient un récipient sous la forme d'une chambre de chargement dans laquelle un absorbant liquide est capturé avant d'entrer dans le générateur, et qui définit une surface libre, et le trajet du liquide depuis le générateur se termine dans un creux adjacent à l'absorbeur. , la chambre de chargement étant située de telle sorte que pendant le fonctionnement normal, le niveau de la surface libre du liquide qu'elle contient était plus élevé (ou était plus éloigné dans la direction radiale vers l'intérieur) par rapport à la surface libre du liquide dans la tranchée. Alternativement, l'extrémité du trajet d'absorption de liquide en aval du générateur peut se terminer au niveau d'une sortie, qui se trouve généralement au-dessus de la surface du liquide dans un récipient qui lui est associé, qui récupère le liquide évacué, la hauteur de la sortie déterminant la surpression à la sortie. Comme indiqué ci-dessus, le débit du liquide absorbant peut être contrôlé activement. Ainsi, ledit contrôleur de débit peut comprendre un ou plusieurs capteurs pour déterminer ou prédire un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du dispositif et des moyens sensibles auxdits capteurs pour ajuster le débit dudit liquide absorbant en conséquence. D'autres difficultés associées à l'utilisation de pompes à chaleur centrifuges comprennent divers dispositifs de pompage, dont chacun contient généralement une pompe à vis sans fin, dont la rotation est limitée lorsque la pompe à chaleur tourne, et qui aspire le liquide d'une auge ou d'un récipient annulaire et le refoule là où ça doit être le cas. Dans une conception typique de pompe à vis sans fin, au démarrage, la pompe à chaleur est initialement stationnaire et le fluide sera emprisonné dans l'arc inférieur d'une auge ayant une profondeur radiale beaucoup plus grande que lorsque la pompe à chaleur tourne. La pompe à vis sans fin est une masse oscillante, ce qui signifie que la pompe est également située au fond de l'auge, immergée dans le liquide. Par conséquent, au démarrage, il existe une force de résistance importante au mouvement de la pompe à vis sans fin, qui se produit lorsque le fluide contenu dans l'auge interagit avec la pompe à vis sans fin, ce qui réduit l'efficacité de la pompe à chaleur et retarde le début du fonctionnement en régime permanent. . Nous avons développé un nouveau type de pompe à vis sans fin qui réduit considérablement la résistance au démarrage rencontrée dans les conceptions conventionnelles. Cette conception présente également l'avantage de réduire le poids propre des pompes à vis sans fin classiques et de réduire ainsi les chocs qu'une pompe à vis sans fin est susceptible de subir lors du transport. En conséquence, dans un autre aspect, la présente invention propose une pompe à chaleur à absorption comprenant un ensemble rotatif comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés pour fournir des trajets d'écoulement de fluide cyclique pour un composant volatil et un absorbant liquide, dans lequel l'un des lesdits dispositifs (ledit générateur, ledit évaporateur et ledit absorbeur) comprennent une pompe à vis sans fin comprenant un élément oscillant monté rotatif dans ledit ensemble, contraint en rotation avec ledit ensemble, et conçu lorsqu'il est utilisé pour collecter du liquide provenant d'une auge, généralement située en périphérie, ou de un récipient, dans lequel ledit élément oscillant comprend un récipient oscillant excentrique par rapport à l'axe de rotation dudit ensemble, pour remplir le liquide dudit bac ou dudit récipient lorsque la pompe est au repos. Cet appareil présente plusieurs avantages importants. Étant donné qu'une partie du liquide se trouvera dans le récipient oscillant, il y aura moins de liquide dans l'auge et, par conséquent, les forces de traînée générées lors du démarrage de la pompe seront considérablement réduites. De plus, le liquide dans le récipient oscillant augmente la masse de la pompe à vis sans fin à l'état stationnaire, ce qui signifie une augmentation de l'inertie et, pour cette raison, une moindre influence des forces de résistance. Ledit récipient peut recevoir du liquide de l'auge à travers une ouverture sans être forcé par une pompe, mais de préférence ladite pompe à vis sans fin comprend des moyens pour délivrer au moins une partie du liquide collecté à travers celle-ci audit récipient basculant. Ainsi, lorsque ladite pompe fonctionne en régime permanent, la masse de liquide dans ledit récipient oscillant peut constituer une partie significative ou majeure de la masse dudit élément basculant. Le récipient à bascule peut comprendre des moyens de drainage pour permettre à une partie du liquide contenu dans ledit récipient de s'écouler vers ledit bac ou ledit récipient. Ainsi, dans un mode de réalisation typique, lorsque ladite pompe à chaleur fonctionne en régime établi avec son axe de rotation horizontal, ledit récipient est au moins partiellement immergé dans un liquide contenu dans ladite auge ou récipient et est au moins partiellement rempli de liquide. Évidemment, un tel agencement de pompe à vis sans fin peut être utilisé à la place de n'importe laquelle des pompes à vis sans fin utilisées dans les pompes à chaleur centrifuges classiques. Les pompes conformes à cet aspect de la présente invention fournissent également un moyen important pour fournir une capacité tampon initiale pour tout bac contenant du liquide, et en particulier contenant des quantités variables de liquide pour permettre l'ajustement de la concentration d'absorbant liquide, comme cela sera décrit ci-dessous. . Nous avons également développé un dispositif qui ajuste les proportions relatives de composants absorbants et volatils dans le mélange en fonction des paramètres de fonctionnement. Encore une fois, ceci peut être réalisé par la mesure de la température et l'utilisation d'une ou plusieurs vannes de régulation, mais nous avons découvert qu'il est possible de contrôler la concentration de l'absorbant par une conception de pompe appropriée de sorte que, en fonction des paramètres de fonctionnement, une quantité variable de réfrigérant est obligé d'être stocké dans des conteneurs, assurant ainsi un ajustement approprié de la concentration de la solution. Nous avons également conçu cet appareil pour offrir la possibilité supplémentaire de limiter la concentration maximale de la solution. En conséquence, dans un autre aspect, la présente invention propose une pompe à chaleur à absorption ayant un fluide de travail (contenant un absorbant et un composant volatil) comprenant des moyens pour ajuster la concentration dudit absorbant dans ledit fluide de travail conformément à au moins (a) une température différence entre l'absorbeur et un évaporateur, ou (b) en fonction dudit fluide de travail avec une charge thermique sur ladite pompe à chaleur, et (c) en fonction d'un ou plusieurs autres paramètres de fonctionnement. De préférence, la concentration est ajustée en modifiant la quantité de composant volatil stockée dans le tampon de fonctionnement. Ainsi, lesdits moyens pour ajuster la concentration peuvent comprendre un ou plusieurs conteneurs pour stocker une quantité variable de composant volatil et/ou d'absorbant de liquide et des moyens pour pomper du liquide dans ledit conteneur et pour pomper du liquide hors dudit conteneur pour ajuster ladite concentration. Pendant le fonctionnement, la quantité de composant volatil évaporée par l'évaporateur à une élévation de température particulière est fonction de la concentration du liquide absorbant. À mesure que le taux d'évaporation diminue, davantage de liquide est piégé dans l'évaporateur et, dans cet aspect de la présente invention, le liquide en excès est stocké dans un tampon, réduisant ainsi la proportion de composant volatil dans le mélange introduit dans l'absorbeur et provoquant ainsi un augmentation du taux d’évaporation. Dans un mode de réalisation particulier, les tampons mobiles du mélange et du composant volatil sont stockés dans des conteneurs appropriés, typiquement dans le générateur et l'évaporateur, bien que d'autres emplacements de stockage soient bien entendu possibles. Les conteneurs mobiles peuvent commodément contenir des conteneurs oscillants, comme décrit ci-dessus, qui augmentent l'inertie des pompes à vis sans fin. Il est préférable de limiter la concentration du fluide de travail dans la pompe à chaleur. Par exemple, le tampon de composants volatils peut contenir des moyens de trop-plein qui limitent l'épuisement maximum du mélange en circulation en limitant la quantité de réfrigérant qui peut être stockée dans le conteneur pivotant de l'évaporateur. Ainsi, les moyens de trop-plein peuvent faire passer le composant liquide volatil dudit récipient mobile dans un courant d'absorbant liquide fourni à l'absorbeur lorsque la concentration dépasse ou s'approche d'une limite prédéterminée. Ceci peut être déterminé en relation avec la quantité de réfrigérant dans ledit conteneur mobile et/ou capturé à proximité dudit évaporateur. Une source supplémentaire d'inefficacité dans les pompes à chaleur centrifuges, nous avons découvert, est la tendance des ensembles pompes à vis à osciller autour de l'axe de rotation si le niveau de fluide dans le bac associé tombe en dessous de l'entrée de la pompe à vis, et de telles oscillations peuvent affecter considérablement l’efficacité de la pompe. En tenant compte de cela, nous avons développé différents dispositifs permettant d'amortir les vibrations. Conformément à un autre aspect, la présente invention propose une pompe à chaleur à absorption comprenant un ensemble rotatif comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur, dans laquelle ladite pompe à chaleur comprend une pompe à vis sans fin montée rotative dans ledit ensemble mais limitée en rotation par à l'intérieur, ladite pompe à vis sans fin comporte une entrée pour collecter le liquide d'une goulotte périphérique ou d'un récipient qui tourne par rapport à ladite pompe à vis sans fin, ladite pompe comprend des moyens de stabilisation pour stabiliser ladite pompe à vis sans fin principalement, mais non exclusivement, si le niveau de liquide dans ladite goulotte ou conteneurs en dessous de l'entrée spécifiée. L'agent stabilisant peut être de différents types. Dans un exemple, lesdits moyens de stabilisation peuvent comprendre un dispositif qui limite un guide, qui à son tour limite le mouvement d'un poids mobile qui est monté pour amortir le balancement de ladite pompe à vis sans fin. Dans ce cas, les vibrations peuvent être facilement amorties grâce à la dissipation d'énergie provoquée par les forces de résistance du mouvement de la charge le long du guide spécifié. Le guide est de préférence incurvé, avec sa surface convexe dans le sens vertical au-dessus ou au-dessous du centre de gravité et de l'arbre. Alternativement, lesdits moyens de stabilisation peuvent comprendre un moyen produisant une traînée, tel qu'une nervure ou une autre surface augmentant la traînée, ou un moyen d'entrée supplémentaire pour une pompe à vis sans fin supplémentaire. Une difficulté supplémentaire qui peut être rencontrée, notamment lors du démarrage d'une pompe à chaleur centrifuge, est que les réserves de fluide dans le système peuvent être telles qu'il n'y a pas un débit de mélange suffisant vers le générateur. Cela peut entraîner une surchauffe grave et la destruction de la paroi du générateur. En tenant compte de cela, nous avons développé un nouveau dispositif qui garantit que la pompe fournissant le flux de mélange au générateur a un accès prioritaire au mélange de travail. Dans encore un autre aspect, la présente invention concerne une pompe à chaleur à absorption comprenant un ensemble rotatif comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur qui sont interconnectés pour fournir des chemins (écoulement de fluide cyclique) pour un composant volatil liquide et un absorbant liquide. pour celui-ci, une pompe (fournissant un écoulement de mélange vers le générateur) pour forcer un absorbant liquide sur la surface chauffée dudit générateur, une pompe (fournissant un écoulement de mélange depuis le générateur) pour capturer et pomper un liquide s'écoulant de la surface dudit générateur, et des moyens pour garantir que ladite pompe, fournissant un flux de mélange au générateur, dispose d'une alimentation adéquate en liquide pour mouiller la surface dudit générateur au début du fonctionnement de la pompe à chaleur. Les moyens pour assurer une alimentation adéquate en liquide comprennent de préférence un récipient commun dans lequel, pendant le fonctionnement, un absorbant liquide s'écoulant de ladite surface du générateur est introduit, et un absorbant liquide est pulvérisé sur ladite surface du générateur, et ladite pompe fournissant un écoulement de liquide. le mélange vers le générateur, et ladite pompe, fournissant le flux du mélange depuis le générateur (de préférence chacun), reçoit le liquide absorbant du récipient commun spécifié, et la pompe spécifiée, fournissant le flux du mélange vers le générateur, a la priorité y accéder. Dans un mode de réalisation, lesdites pompes fournissant un écoulement de mélange vers et depuis le générateur sont des pompes à vis sans fin, ledit récipient est une auge périphérique, et l'entrée de la pompe à vis sans fin fournissant un écoulement de mélange vers le générateur s'étend radialement plus loin de l'axe de rotation que le tuyau d'entrée. de la pompe assurant le débit du mélange issu du générateur. La pompe fournissant un flux de mélange au générateur et la pompe fournissant un flux de mélange à partir du générateur peuvent être une pompe unique avec partage de flux en amont. Un autre aspect de la présente invention concerne une pompe à chaleur à absorption comprenant un ensemble rotatif comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés pour fournir des trajets d'écoulement de fluide cyclique pour un composant volatil liquide et un absorbant liquide, et comprenant un réservoir commun. pour capter le liquide absorbant s'écoulant de la surface chauffée du générateur spécifié, et pour recevoir le liquide destiné à être fourni à la surface chauffée du générateur. Une autre difficulté rencontrée dans les pompes à chaleur centrifuges du type décrit dans le brevet US n° 5 009 085 est d'assurer un transfert efficace de masse et de chaleur vers le réfrigérant liquide dans le condenseur et l'absorbeur. Selon ce premier brevet, l'absorbeur et le condenseur contenaient un disque absorbant et un disque condenseur de chaque côté du déflecteur, et les surfaces sur lesquelles le mélange et l'eau passaient respectivement étaient définies par des plaques plates cohérentes avec la compréhension alors de l'intensification centrifuge de l'eau. le procédé, tel que précédemment décrit dans le brevet européen EP-B-119776. Cependant, nous avons découvert que les échangeurs de chaleur peuvent être constitués de tubes en spirale et, étonnamment, cela augmente efficacement le transfert de chaleur et de masse dans les pompes centrifuges. Selon un autre aspect, la présente invention propose une pompe à chaleur centrifuge à absorption comprenant un ensemble comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur, dans laquelle un ou plusieurs de ces dispositifs (le condenseur, l'évaporateur et l'absorbeur) comprennent un échangeur de chaleur défini par un serpentin de tuyau ou ayant une surface extérieure ondulée. Cette hélice peut typiquement être fermée par des spires intermédiaires de l'hélice en contact, ou fermée à la fois par les spires intérieures et extérieures suivantes, pour délimiter un échangeur thermique à deux surfaces discontinues ou ondulées. Le tuyau présente de préférence une section circulaire aplatie, les parties aplaties étant situées à proximité les unes des autres ou à proximité de zones en contact mutuel. La spirale peut être plate ou en forme de disque. Dans les pompes à chaleur classiques, l'atmosphère interne contient de l'air et la corrosion conduit à la formation d'hydrogène gazeux libre, ce qui nuit à l'absorption du composant volatil par le liquide absorbant, dégradant ainsi l'efficacité de la pompe. Ceci peut être combattu en pompant régulièrement la pompe à chaleur, mais il s'agit d'une opération à forte intensité de main d'œuvre et potentiellement dangereuse et donc déconseillée pour les applications industrielles. Une autre option consiste à utiliser des broches en palladium, mais celles-ci sont coûteuses et nécessitent également des radiateurs et des équipements associés. Cependant, nous avons découvert qu'en sélectionnant soigneusement les matériaux, il est possible de réduire considérablement la quantité d'hydrogène qui serait normalement générée et de fournir un dispositif relativement peu coûteux et simple pour absorber l'hydrogène libre afin qu'il ne dégrade pas les performances de la pompe à chaleur. . En conséquence, dans un autre aspect de la présente invention, il est proposé une pompe à chaleur à absorption comprenant un substrat constitué d'un matériau qui est capable d'absorber et/ou de séquestrer des molécules d'hydrogène lors de son utilisation. Le matériau de support contient un matériau hydrogénable comprenant un catalyseur approprié. Des exemples de matériaux appropriés se prêtant à l'hydrogénation sont des matériaux à base de polymères organiques chimiquement réductibles qui se prêtent à une hydrogénation catalysée homogène. Une combinaison typique contient un copolymère tribloc styrène-butadiène (polystyrène-polybutadiène-polystyrène), tel que le Kraton D1102, disponible auprès de Shell Chemical Company, et un catalyseur à l'iridium, tel que le Crabtree Catalist décrit ci-dessous, ou un catalyseur au rhénium. De nombreux autres matériaux appropriés ayant des propriétés similaires sont connus de l'homme du métier. De préférence, le substrat contient un indicateur qui indique l'état du matériau dans lequel il se rapproche, dans lequel il est saturé d'hydrogène ou n'est plus capable de se lier ou d'absorber l'hydrogène. Nous avons également développé un système de sécurité pour évacuer la surpression dans la pompe à chaleur, mais qui a également permis, de manière inattendue, un fonctionnement long et/ou prolongé de la pompe à chaleur. Cet aspect de la présente invention propose en conséquence une pompe à chaleur à absorption comprenant une chambre de générateur/condenseur intermédiaire haute pression, une chambre de générateur/condenseur intermédiaire sous pression intermédiaire, et une chambre d'absorbeur et d'évaporateur basse pression, et comprenant un moyen de réduction situé entre ( a) ladite chambre haute pression et ladite chambre à pression intermédiaire et/ou (b) ladite chambre à pression intermédiaire et ladite chambre basse pression. Le moyen de réduction fournit de préférence une réduction de pression contrôlée, le débit traversant ledit moyen de réduction dépendant de la différence de pression. Dans un exemple, lorsque la chute de pression atteint un niveau prédéterminé, le moyen de réduction de pression s'ouvre et le débit augmente à mesure que la chute de pression augmente. Dans ce cas, la plage de fonctionnement de l'appareil est élargie et il peut fonctionner comme une pompe à chaleur à un étage et revenir à un fonctionnement à deux étages lorsque la chute de pression redescend en dessous du niveau réglé. On sait que les absorbants à base d'hydroxydes, dont ceux décrits dans le brevet européen EP-A-208427, sont très agressifs, notamment aux températures élevées auxquelles fonctionne la chambre de combustion, et qu'il faut faire très attention au choix des matériaux parmi lesquels il est constitué d'un boîtier étanche renfermant l'ensemble rotatif et les composants internes. Jusqu'à présent, les parois et les composants étaient fabriqués à partir d'alliages cuivre-nickel, comme le monel, qui contiennent une teneur importante en nickel et en d'autres métaux. Cependant, nous avons découvert, à notre grande surprise, que même si cela semble contre-intuitif, il est en réalité possible d'utiliser du cuivre et des alliages de cuivre contenant moins de 15 % en poids d'autres composants d'alliage métallique. Dans un autre aspect de la présente invention, il est proposé en conséquence une pompe à chaleur à absorption comprenant un boîtier étanche contenant un fluide de travail contenant un ou plusieurs hydroxydes de métaux alcalins, dans laquelle au moins une partie dudit boîtier qui est en contact avec ledit fluide de travail est fabriqué à partir de cuivre contenant jusqu'à 15 % en poids d'additifs, tels que du chrome, de l'aluminium, du fer et d'autres métaux. De préférence, pratiquement tout le boîtier est constitué dudit matériau en cuivre. Ledit matériau en cuivre contient de préférence un alliage cuivre-nickel. Nous avons découvert que les alliages cuivre-nickel à faible teneur en nickel, qui devraient se corroder gravement lorsqu'ils sont exposés à de l'hydroxyde liquide, présentent en réalité une résistance élevée à la corrosion, même à des températures élevées du générateur de vapeur. La présente invention peut être étendue à toute combinaison d'éléments inventifs décrits dans cette demande ci-dessus ou dans la description suivante en référence aux dessins annexés. En particulier, certains éléments peuvent, lorsque le contexte le permet, être utilisés dans les pompes à chaleur centrifuges et non centrifuges, ainsi que dans les pompes à chaleur mono-étages ou multi-étages, individuellement ou en combinaison entre elles. La présente invention s'étend également aux procédés de fonctionnement de pompes à chaleur à absorption conformément aux principes décrits ci-dessus et dans la description ci-dessous. Ainsi, dans un autre aspect, la présente invention propose un procédé de fonctionnement d'une pompe à chaleur à absorption qui comprend la surveillance du fluide de travail pour détecter ou prédire le début de la cristallisation de l'absorbant dans le fluide de travail ou l'apparition d'une viscosité inacceptablement élevée et, lors de détection ou prédiction de l'une quelconque des conditions ci-dessus, permettant le lancement de mesures préventives pour empêcher une cristallisation et/ou une dissolution ultérieure du matériau cristallisé ou pour réduire ladite viscosité. De préférence, ladite opération d'initiation comprend la déviation d'un flux de fluide (par exemple, un fluide de travail chaud) au moins temporairement pour augmenter la température d'une région adjacente sujette à la cristallisation ou à une augmentation de la viscosité. Lorsque le fluide de travail contient un absorbant liquide susceptible de cristallisation, ladite opération d'initiation peut impliquer au moins temporairement une réduction de la concentration de l'absorbant liquide dans une zone adjacente ou en amont de la zone sujette à la cristallisation. Dans un autre aspect, la présente invention concerne un procédé de fonctionnement d'une pompe à chaleur à absorption comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés de manière à fournir des chemins (écoulement de fluide cyclique) pour un composant volatil liquide et un absorbant liquide. à cet effet, qui comprend l'ajustement du débit en fonction d'au moins un des paramètres suivants : (a) la différence de température entre l'absorbeur et l'évaporateur,
(b) l’ampleur de la charge thermique de la thermopompe, et
(c) conformément à un ou plusieurs autres paramètres de fonctionnement. La présente invention va maintenant être décrite en détail à l'aide de l'exemple d'une pompe à chaleur avec ses diverses modifications en référence aux dessins annexés, où
Figue. La figure 1 est un diagramme schématique d'une pompe à chaleur à deux étages conforme à la présente invention, qui n'est pas limitée par la température et la pression, qui sont fournies à des fins d'illustration uniquement. Figue. La figure 2 est une vue latérale schématique d'une pompe à chaleur conformément à la présente invention, montrant les principaux composants de la pompe à chaleur, mais pour faciliter l'illustration, certaines interconnexions, composants et fluide de travail ne sont pas représentés. Figue. La figure 3 est un exemple d'un dispositif d'amortissement destiné à être utilisé avec une pompe à vis sans fin dans la modification de la pompe à chaleur représentée dans les dessins. Figue. La figure 4 est un autre exemple de dispositif amortisseur destiné à être utilisé avec une pompe à vis sans fin. Figue. La figure 5 est un diagramme schématique illustrant un contrôle de débit possible (sensible à la pression) conçu pour réduire la possibilité de cristallisation dans le flux d'absorbant liquide passant entre le générateur et l'absorbeur. Figue. La figure 6 est un diagramme idéalisé représentant les concentrations de solution optimales et les températures d'autres éléments de pompe à chaleur pour régler la température de l'évaporateur et deux augmentations de température différentes. En figue. Les figures 1 et 2 illustrent un mode de réalisation d'une pompe à chaleur conforme à la présente invention qui comprend un module hermétiquement fermé 10 entraîné par un arbre 12 et définissant une région haute pression 14, une région pression intermédiaire 16 et une région basse pression 18. Les termes « haute pression », « pression intermédiaire » et « basse pression » font référence aux pressions régnant dans ces zones lorsque la pompe à chaleur fonctionne. L'intérieur de la pompe à chaleur ne contient pas d'air pendant son fonctionnement. Comme représenté, la zone haute pression 14 de gauche est délimitée par une paroi faisant office de générateur de vapeur 20, qui est chauffée extérieurement par la chambre de combustion 22. De son autre côté, la zone haute pression 14 est limitée par une paroi qui définit un condenseur 24 sur sa surface haute pression et un générateur de vapeur intermédiaire 26 sur une autre surface et qui définit également l'extrémité gauche de la région de pression intermédiaire 16. Une paroi supplémentaire 27 est située dans la région haute pression 14 située entre le générateur de vapeur 20 et le condenseur 24, et définit une chambre de chargement 28 conçue pour capter le liquide de la buse du générateur 30. Par erreur, le numéro de référence "30" n'est pas précisé) comme décrit ci-dessous. La région de pression intermédiaire 16 est séparée de la région de basse pression par une cloison 32 et contient un serpentin de condenseur apparié 34 et des premier et deuxième échangeurs de chaleur à solution 36 et 38, respectivement. La région basse pression 18 contient un serpentin absorbeur 40 et un serpentin évaporateur double 42. Pendant le fonctionnement, un mélange riche en eau d'eau et d'hydroxydes de métaux alcalins est prélevé d'un bac commun 44k et du générateur à travers le tuyau d'entrée 46 de la pompe à vis sans fin fournissant l'écoulement du mélange vers le générateur, et sort du tuyau de pression. 48 au générateur de vapeur 20 pour diffusion à travers (ses) surfaces. Une partie du composant volatil (eau) s'évapore et passe au condenseur 24. Le mélange pauvre en eau "L" restant est capturé dans une auge 44 vers et depuis le générateur. L'entrée de pompe à vis 46 fournissant un écoulement de mélange au générateur fait partie de l'ensemble de pompe à vis à fluide suspendu 50 et sera décrite plus en détail ci-dessous. L'entrée 52 de la pompe à vis sans fin du générateur fait partie du même ensemble, mais est située radialement vers l'intérieur par rapport à l'entrée 46 de la pompe à vis sans fin du générateur. La pompe à vis sans fin fournissant le flux de mélange provenant du générateur force le mélange "L" dans la chambre de chargement annulaire 28, d'où le mélange passe à travers un tuyau (non représenté) dans le passage de refroidissement du premier échangeur de chaleur à solution 36, où il donne hors chaleur au mélange "R" passant dans d'autres branches et autour pour revenir vers la goulotte 44 vers et depuis le générateur, depuis le générateur de vapeur intermédiaire 26 (voir Fig. 1). Après avoir traversé le passage de refroidissement du premier échangeur de chaleur à solution 36, le mélange "L" passe par le passage de refroidissement du deuxième échangeur de chaleur à solution 38, où il transfère de la chaleur au liquide dans une autre branche qui passe de l'absorbeur de vapeur 40 à le générateur de vapeur intermédiaire 26. Depuis le passage de refroidissement, le mélange "L" passe à travers le limiteur de débit 54 (voir figure 1) et de là dans une goulotte annulaire 56 formée sur la surface latérale du déflecteur d'absorbeur 32. À partir de là, le mélange est capturé par l'entrée 58 de la pompe à vis fournissant le flux du mélange vers l'absorbeur, et est forcé à travers la pression 60 sur le serpentin d'absorption 40, où il absorbe le composant volatil de l'évaporateur 42. Le mélange, désormais riche en eau, est capté dans le bac 62 depuis l'absorbeur, d'où il est pompé dans la chambre de chargement 64, formée en bac annulaire sur la cloison 32, en direction radiale dans le bac 56 sur la cloison 32. l'absorbeur, par la canalisation d'entrée 66 de la pompe à vis assurant l'écoulement du mélange issu de l'absorbeur, et par la canalisation de refoulement 68. Des pompes à vis fournissant un flux de mélange vers et depuis l'absorbeur font partie de l'ensemble global 65. De la chambre d'alimentation 64, le mélange riche en eau passe au passage de chauffage du deuxième échangeur de chaleur à solution 38, où il est chauffé puis passe à une goulotte 70 sur la génératrice intermédiaire. De là, le liquide est capté par l'entrée 72 de la pompe à vis assurant l'écoulement du mélange vers le générateur intermédiaire, et évacué par la conduite de pression 74 vers le centre du générateur intermédiaire 26, où il reçoit la chaleur du condenseur intermédiaire. 24 sur une autre surface du même mur. Une partie du composant volatil est évaporée par le générateur de vapeur intermédiaire 26 et passe au condenseur à serpentin 34 du condenseur primaire. Le mélange liquide sortant du générateur de vapeur intermédiaire 26 est collecté dans une auge 76, d'où il est récupéré par l'entrée 78 de la pompe assurant l'écoulement du mélange depuis le générateur intermédiaire, et amené par la conduite sous pression 80 jusqu'au passage de chauffage. du premier échangeur de chaleur à solution 36, où elle est chauffée puis retourne vers la goulotte génératrice commune 44. Les pompes à vis sans fin fournissant l'écoulement du mélange vers et depuis le générateur intermédiaire font partie de l'ensemble global monté sur l'arbre 12. Pour la clarté de l'illustration, les connexions d'écoulement vers les échangeurs de chaleur de solution ne sont pas représentées. Lorsque l'on considère le cycle d'écoulement du composant volatil, il apparaît qu'une partie du composant volatil s'évapore dans la région haute pression 14 lorsque le mélange passe sur le générateur de vapeur 20 et que le composant volatil gazeux se condense à la surface du condenseur intermédiaire 24. Le composant volatil liquide condensé passe ensuite à travers l'inducteur 82 (voir Fig. Fig. 1) et passe au condenseur primaire 34 dans la région de pression intermédiaire 16. Depuis le condenseur primaire 34, le composant volatil liquide passe à travers un starter supplémentaire 84 jusqu'à un creux 86 sur l'évaporateur dans la région basse pression 18. Ici, le liquide est capturé à travers le tuyau d'entrée 88 de la pompe à vis sans fin 89, fournissant un flux de mélange vers l'évaporateur, et est forcé à travers le tuyau de pression 90 sur le serpentin d'évaporateur 42. De là, le composant volatil gazeux évaporé passe vers le serpentin absorbeur 40 où il est réabsorbé dans le mélange et suit ensuite le trajet du mélange. La deuxième entrée de pompe à vis 92 limite le niveau de composant volatil liquide dans le bac 86 en pompant l'excès de composant volatil liquide dans un récipient 102 qui est connecté à une pompe fournissant un écoulement de mélange vers l'évaporateur et qui a un trou de drainage 94 et un tuyau de trop-plein 96. . L'extrémité droite de l'arbre 12 est divisée en canaux de passage 103, 105 pour fournir un chemin d'écoulement pour le réfrigérant liquide, tel que l'eau, qui passe par le centre de l'arbre, circule à travers les serpentins jumeaux du condenseur primaire 34 puis à travers la bobine d'absorbeur 40 et sort de l'arbre. L'écoulement à travers les serpentins du condenseur 34 commence apparemment à l'intérieur du serpentin gauche, serpente vers l'extérieur, puis revient vers l'intérieur et sort. Dans l'absorbeur à serpentin 40, l'écoulement commence à l'extérieur du serpentin et serpente vers l'intérieur. De même, un circuit d'eau liquide réfrigérée (non représenté) alimente et récupère l'eau réfrigérée provenant des serpentins de l'évaporateur 42. Maintenant que l'agencement général a été décrit, certaines améliorations ou modifications spécifiques vont être décrites. Réglage du débit du mélange absorbant
Le débit du mélange absorbant dans la pompe à chaleur est contrôlé par un limiteur de débit 54 dans la conduite entre le deuxième échangeur de chaleur à solution 38 et le bac absorbeur 56 associé à l'absorbeur de vapeur 40. Le limiteur de débit 54 peut être un orifice, un tube capillaire, un tourbillon ou un jet, et le débit à travers le limiteur 54 est déterminé par la pression agissant à travers celui-ci. Ainsi, le débit dépend des pressions correspondantes, et non des performances de la pompe assurant le débit du mélange issu du générateur, comme auparavant. Pour cette raison, le débit sera modulé par la différence de pression entre les régions haute et basse pression 14, 18, respectivement, ainsi que par la distance (jeu) déterminant la pression entre la surface libre de la chambre de chargement 28 et le surface libre du creux sur l'absorbeur. Le débit de l'absorbant augmentera automatiquement à mesure qu'augmente la différence de pression entre les régions 14 et 18. Les caractéristiques du restricteur 54, la nature de la différence de pression entre les régions 14 et 18, et l'emplacement et la capacité de la chambre de chargement 28 et la goulotte 56 est sélectionnée pour fournir le changement requis de débit en fonction du mode de fonctionnement. Le débit minimum aux conditions de fonctionnement requises est généralement fixé en tenant compte de la cristallisation, mais toute marge supérieure réduit l'efficacité de la pompe à chaleur en raison de l'augmentation des pertes dans les échangeurs de chaleur à solution. D'un point de vue thermodynamique, la meilleure efficacité sera obtenue lorsque la concentration en absorbant est suffisante seulement pour maintenir la montée en température nécessaire au cycle. Dans ces conditions, divers facteurs détermineront le débit massique requis de l’absorbant. Dans les systèmes utilisant de l'eau comme réfrigérant et un sel inorganique comme absorbant, le débit minimum pour une élévation de température donnée peut être limité par la concentration maximale de la solution pouvant être tolérée avant le début de la cristallisation. En figue. La figure 6 montre les caractéristiques typiques d'un fluide idéal, où l'on peut voir que les températures de l'absorbeur et du condenseur sont de 58 o C, et que le mélange à une concentration de solution donnée peut absorber le réfrigérant à une température de 4 o C. Cette concentration de solution peut être apparent pour le cycle idéal montré pour obtenir la température du générateur 200 o C. Lorsque les températures de l'absorbeur et du condenseur chutent à 35 o C, on peut voir que si la concentration de la solution est réduite pour s'adapter aux nouvelles conditions, la température du générateur chute à 117 o C. Cela signifie que pour un débit massique d'absorbant donné dans un cycle, les pertes de chaleur dans les échangeurs de chaleur sont également susceptibles de diminuer. De plus, cette concentration plus faible réduira également considérablement la température de cristallisation, permettant un débit plus faible (et donc une plage de concentration de solution plus élevée). Le système de contrôle décrit dans cette demande fournit à la fois un contrôle automatique de la concentration et un contrôle du débit massique pour améliorer encore les performances. Pompes à vis sans fin suspendues
L'ensemble de pompe générale 50 fournissant un écoulement de mélange vers et depuis le générateur comprend un récipient oscillant 98 suspendu sur un arbre 12 au moyen d'un palier lisse, dans lequel du fluide est fourni à partir d'un bac commun 44 au moyen d'une entrée 100 qui est radialement vers l'intérieur. des entrées 46 et 52. Cela signifie que pendant le fonctionnement, une partie du liquide normalement retenu dans l'auge du générateur est retenu dans le récipient oscillant, apportant une contribution significative à la masse constante de l'ensemble pompe 50. Lorsque la pompe est arrêté, une partie importante du liquide sera typiquement piégée dans le bac 44 et sera déplacée par la masse oscillante du récipient oscillant pour l'unité de pompage. Selon l'agencement illustré, lorsque la pompe est à l'arrêt, le fluide y reste ou s'écoule dans le récipient pivotant 98 à travers l'entrée 100, réduisant ainsi le niveau de fluide dans le bac et augmentant la masse de l'ensemble pompe. Ces éléments contribuent à une réduction significative de la résistance au démarrage. De même, la pompe 89 fournissant un flux de mélange à l'évaporateur comprend un récipient oscillant 102 qui agit comme une masse oscillante et en outre comme un amortisseur mobile pour le réfrigérant, comme cela sera décrit ci-dessous. Ajustement de la concentration du liquide absorbant
Dans le dispositif représenté à la Fig. 2, on suppose que la concentration de l'absorbant est ajustée automatiquement en fonction du taux d'absorption du composant volatil évaporé par l'absorbeur 40. La pompe 89 fournissant l'écoulement du mélange vers l'évaporateur comprend une entrée 92 qui pompe tout composant volatil liquide en excès dans le récipient 102. Ce composant volatil liquide est retiré de la circulation et provoque ainsi une augmentation de la proportion d'absorbant dans le mélange en circulation à mesure que le contenu du récipient 102 augmente. Il y a un trou de drainage réglable 94 qui retourne dans le bac 86. La concentration maximale de l'absorbant est limitée en dotant le récipient 102 d'un tuyau de trop-plein 96, qui permet le drainage dans le bac 62 depuis l'absorbeur. Ainsi, la concentration de l'absorbant est automatiquement ajustée par la quantité variable stockée du composant volatil liquide dans le récipient 102, et les exigences du cycle décrites précédemment peuvent être satisfaites. Amortissement de la pompe à vis sans fin
En figue. 3 montre une configuration schématique d'un dispositif d'amortissement pour une pompe à vis sans fin qui peut être utilisée pour l'une ou toutes les pompes à vis sans fin dans la pompe à chaleur illustrée sur la FIG. 2. La pompe 104 est montée par un tourillon sur un arbre 12 et comprend un boîtier 106 et une entrée de pompe à vis sans fin 108. Au-dessous de l'entrée de la pompe à vis sans fin 108, un élément de freinage est prévu sous la forme d'une entrée morte 107. Par conséquent, même si l'entrée de la pompe à vis sans fin passe librement (avec jeu) au-dessus du niveau de liquide, l'entrée morte 107 est toujours immergée et fournit ainsi un moyen d'absorption des chocs important lorsque l'entrée de la pompe à vis sans fin sort ou rentre dans le liquide. Dans le dispositif alternatif représenté à la Fig. 4, plusieurs parties sont similaires à celles représentées sur la Fig. 3, et sont désignés par les mêmes numéros de référence. Cependant, sous le tourillon est prévu un guide incurvé 110, qui n'est pas aligné avec l'arbre 12 et qui définit un canal de limitation pour le poids 112. Ce poids est limité de sorte qu'il puisse se déplacer le long du guide lorsque le boîtier est dévié autour. l'arbre, tendant à ramener le boîtier dans une position d'équilibre, mais avec une certaine résistance pour que l'énergie cinétique du mouvement du pendule se dissipe rapidement. Le guide peut avoir de nombreuses configurations. Ce dispositif est particulièrement efficace lorsqu'il n'y a pas de structure fixe adjacente pour servir de référence. Prévenir la cristallisation
Comme indiqué ci-dessus, pour garantir l'efficacité du cycle, il est souhaitable d'opérer aussi près que possible de la limite de cristallisation, mais les effets de la cristallisation peuvent être catastrophiques. En conséquence, comme on peut le voir sur la Fig. Comme illustré sur les figures 1 et 5, le circuit de dérivation du flux est réglé de telle sorte que dès que le début de la cristallisation est détecté, le mélange issu du générateur de vapeur 20 peut être dévié en un point 112, situé en amont du deuxième échangeur de solution 38, pour être raccordé à un point 114 avec le flux issu de l'absorbeur de vapeur 40 pour introduire la solution dans le deuxième échangeur thermique 38. Cela provoque une augmentation de la température du flux entrant dans le deuxième échangeur de chaleur à solution 38 depuis l'absorbeur de vapeur 40, ce qui augmente la température du flux depuis le deuxième échangeur de chaleur à solution vers l'absorbeur de vapeur, dans la région 116 où la cristallisation est la plus susceptible de se produire. commencer. Dans le dispositif représenté à la Fig. 5, la dérivation du flux est contrôlée par un seuil sensible à la pression 118. En fonctionnement normal, la différence de pression entre les points 112 et 114 n'est pas suffisante pour dépasser la hauteur définie par le seuil, et elle ne passe donc pas entre ces points. Cependant, lorsque la cristallisation commence au niveau de la région 116, la contre-pression au point 112 est suffisamment élevée pour forcer le liquide à s'écouler vers le point 114. Dans cet agencement, le limiteur de débit 54 peut être déplacé en amont du point d'écoulement 112. Divers autres régulateurs de débit peuvent être utilisés et, pour faciliter l'illustration de la Fig. 1, un tel moyen de contrôle est représenté sous la forme d'une vanne de contrôle 120. Cet élément peut également être utilisé lorsqu'il s'agit de fluides sujets à des augmentations indésirables de viscosité qui ont tendance à gêner l'écoulement. Goulotte commune vers et depuis le générateur
On montrera que les différentes entrées 46, 52 et 100 de la pompe à vis sans fin aspirent le fluide d'une seule auge 44, mais que l'entrée 46 pour fournir un écoulement de mélange au générateur est enfouie plus profondément dans l'auge que les deux autres. Cela garantit que pendant le démarrage et dans d'autres conditions extrêmes, la pompe fournissant le flux de mélange au générateur a un accès préférentiel au liquide dans l'auge, réduisant ainsi la possibilité d'une situation dans laquelle la surface du générateur est sèche. Pollution par l'hydrogène
Dans les modes de réalisation illustrés de la présente invention, au moins une des régions scellées 14, 16, 18 comprend un élément 114 d'un matériau polymère hydrogénable dans lequel un catalyseur est incorporé et qui a une affinité élevée pour les molécules d'hydrogène et qui, en fonctionnement , absorbe l'hydrogène de l'atmosphère à l'intérieur du dispositif pour éviter la contamination du liquide absorbant sur l'absorbeur. Une combinaison polymère-catalyseur typique est un copolymère tribloc styrène-butadiène (polystyrène-polybutadiène-polystyrène), tel que le Kraton D1102, disponible auprès de Shell Chemical Company, et un catalyseur à l'iridium, tel que Crabtree Catalist PF 6 (où la DCO est de 1,5). -cyclooctadiène ; py est la pyridine, tcyp - tricyclohexylphosphine). Un élément d'un tel matériau d'un volume de 300 ml peut suffire à absorber l'hydrogène libre pendant plusieurs années de fonctionnement. Diminution de la pression
Le dispositif représenté à la Fig. 2 contient également des réducteurs de pression 122, 124 situés entre les régions haute et moyenne pression 14 et 16, ainsi que les régions moyenne et basse pression 16 et 18, respectivement. Les réducteurs assurent une modulation douce du débit en fonction de la pression lorsqu'ils sont ouverts, permettant ainsi à la pompe à chaleur d'avoir une plage de fonctionnement étendue, fonctionnant comme une pompe à chaleur à un étage lorsque la chute de pression à travers les réducteurs dépasse la pression d'ouverture de la vanne, et revenir au fonctionnement en deux étapes lors du retour de la pression à la valeur normale.
Réclamer
1. Pompe à chaleur à absorption, caractérisée en ce qu'elle contient des moyens détectant le début de la cristallisation de l'absorbant dans le fluide de travail ou le début d'une viscosité inacceptablement élevée, pour déclencher les moyens destinés à empêcher une cristallisation ultérieure et/ou à dissoudre le matériau cristallisé. ou pour réduire ladite viscosité. 2. Pompe à chaleur à absorption selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle contient un moyen de dégagement conçu pour augmenter la température et/ou réduire la concentration de l'absorbant dans le fluide de travail dans ou à proximité d'une zone sujette à la cristallisation ou à l'augmentation de la viscosité. 3. Pompe à chaleur à absorption selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour détourner un flux de liquide, au moins temporairement, pour augmenter la température du flux traversant ladite région sujette à la cristallisation ou à l'augmentation de viscosité. 4. Pompe à chaleur à absorption selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit moyen pour créer un jeu est rendu sensible à la pression locale en amont d'une zone sujette à la cristallisation ou à une augmentation de viscosité. 5. Pompe à chaleur à absorption selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle est configurée pour transférer de la chaleur d'un absorbant liquide passant du générateur de vapeur à l'absorbeur, vers l'absorbant liquide passant en sens inverse à travers un échangeur de chaleur à solution, dans lequel ladite pompe à chaleur comprend des moyens pour prélever une partie du liquide absorbant du flux passant du générateur de vapeur à l'absorbeur, pour l'introduire dans le flux de retour de l'absorbeur vers le générateur de vapeur pour augmenter ainsi la température du flux en amont du zone sujette à la cristallisation ou à l’augmentation de la viscosité. 6. Pompe à chaleur à absorption selon la revendication 5, caractérisée en ce que lesdits moyens d'échappement comprennent un régulateur sensible à la pression, tel qu'une vanne ou un dispositif à seuil entre deux flux, provoquant l'initiation dudit échappement lorsque la contre-pression provoquée par l'apparition de une cristallisation ou une viscosité inacceptablement élevée dépasse la valeur seuil spécifiée. 7. Pompe à chaleur à absorption selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits moyens d'évacuation sont configurés pour évacuer le réfrigérant liquide du condenseur vers l'évaporateur afin d'augmenter la température d'évaporation, augmentant ainsi la quantité de réfrigérant évaporé et capturé par l'absorbant et assurant une diminution temporaire de la concentration de l'absorbant dans le fluide de travail et une augmentation de la température du fluide de travail dans la zone de cristallisation. 8. Procédé de fonctionnement d'une pompe à chaleur à absorption, caractérisé en ce qu'il comprend une surveillance continue du fluide de travail pour détecter ou prédire le début de la cristallisation de l'absorbant dans le fluide de travail ou l'apparition d'une viscosité inacceptablement élevée dans celui-ci et, lors détection ou prédiction de l'une quelconque de ces conditions, lancement de mesures préventives pour empêcher une cristallisation et/ou une dissolution ultérieure du matériau cristallisé ou pour réduire ladite viscosité. 9. Pompe à chaleur à absorption contenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés pour fournir un écoulement cyclique de liquide pour un composant volatil liquide et un absorbant liquide pour celui-ci, caractérisée en ce qu'elle contient un régulateur de débit du absorbant liquide spécifié en fonction d'au moins un des paramètres suivants : la différence de température entre l'absorbeur et l'évaporateur, la charge thermique sur la pompe à chaleur et un ou plusieurs autres paramètres de fonctionnement. 10. Procédé de fonctionnement d'une pompe à chaleur à absorption contenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés pour fournir un écoulement cyclique de liquide pour un composant volatil liquide et un absorbant de liquide pour celui-ci, caractérisé en ce qu'il comprend le réglage le débit en fonction d'au moins un des paramètres suivants : la différence de température entre l'absorbeur et l'évaporateur, la charge thermique sur la pompe à chaleur, et un ou plusieurs autres paramètres de fonctionnement. 11. Pompe à chaleur à absorption contenant une unité rotative comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés pour fournir un écoulement cyclique de liquide pour le composant volatil et un absorbant de liquide pour celui-ci, caractérisée en ce qu'au moins l'un des les dispositifs spécifiés, à savoir un générateur de vapeur, un évaporateur et un absorbeur spécifié, comprennent une pompe à vis sans fin contenant un élément oscillant monté avec possibilité de rotation dans le nœud spécifié, limité en rotation avec le nœud spécifié et situé dans l'application pour collecter le liquide, généralement à partir d'une tranchée ou d'un conteneur situé en périphérie, dans lequel ledit élément oscillant comprend un conteneur oscillant monté de manière excentrique par rapport à l'axe de rotation dudit ensemble pour remplir le liquide dudit bac ou dudit conteneur lorsque la pompe est au repos. 12. Pompe à chaleur à absorption comportant un fluide de travail contenant un absorbant et un composant volatil, caractérisée en ce qu'elle contient des moyens pour ajuster la concentration dudit absorbant dans ledit fluide de travail en fonction d'au moins un des paramètres : une différence de température entre le l'absorbeur et l'évaporateur, la charge thermique de la pompe à chaleur et un ou plusieurs autres paramètres de fonctionnement. 13. Procédé de fonctionnement d'une pompe à chaleur à absorption contenant une unité rotative comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur interconnectés pour fournir un écoulement cyclique de liquide pour un composant volatil et un liquide absorbant pour celui-ci, caractérisé en ce que il comprend l'ajustement des concentrations de liquide absorbant et de composant volatil prédominantes dans une ou plusieurs parties sélectionnées de ladite pompe à chaleur en stockant une quantité variable de liquide dans un récipient de remplissage de liquide. 14. Pompe à chaleur centrifuge à absorption contenant un ensemble comprenant un générateur de vapeur, un condenseur, un évaporateur et un absorbeur, caractérisée en ce qu'un ou plusieurs des dispositifs, à savoir le condenseur, l'évaporateur et l'absorbeur, contiennent un échangeur de chaleur limité par un tuyau en spirale ou ayant une surface extérieure ondulée.
L'invention concerne des procédés de compression d'un fluide de travail utilisé pour transférer de la chaleur d'un liquide de refroidissement ayant une température inférieure (E) à un liquide de refroidissement ayant une température plus élevée (Al), et peut être utilisé dans une pompe à chaleur. Le procédé combine l'absorption et la modification de la concentration d'une solution électrolytique, par exemple ZnCl2, (Na, K, Cs, Rb) OH, CoI2, (Li, K, Na) (Cl2, Br2, I, SO4) ou une substance dont la concentration diminue avec l'augmentation de la température, dans les solvants polaires : H2O, NH3, méthanol, éthanol, méthylamine, DMSO, DMA, AN, formamide, acide formique. La solution saturée hautement concentrée quittant l'absorbeur-échangeur de chaleur (A1) est refroidie de températures élevées (1) à basses (2) tout en passant à travers l'échangeur de chaleur-cristalliseur (HE) pour former des cristaux absorbants. Les cristaux (K1) sont séparés, laissant une solution peu concentrée (2). Pour le refroidissement, le mélange à faible concentration est partiellement détendu. solution (2), de la vapeur est fournie aux cristaux (K1), dans lesquels ils sont absorbés. Comprimer la solution à la pression de l'évaporateur-échangeur de chaleur (E). Développer à faible concentration solution dans une turbine avec production de travail ou un cycle frigorifique pour évaporation partielle dans l'évaporateur-échangeur de chaleur (E) à une température donnée et formation de vapeur de solvant. Des cristaux absorbants supplémentaires (K2) sont séparés et combinés avec des cristaux préalablement sélectionnés (K1). La vapeur est chauffée en la traversant un échangeur-cristalliseur (HE), et elle est comprimée (5) sous la pression de l'absorbeur (A1). Faible concentration la solution (3) restant après évaporation partielle est comprimée à la pression de l'absorbeur (A1) et chauffée dans un échangeur de chaleur-cristalliseur (HE). Les cristaux séparés sont chauffés dans un échangeur de chaleur-cristalliseur (HE), dissous dans une solution chauffée (3) pour former un cristal hautement concentré. solution. Alimentation en vapeur (4) de l'absorbeur (A1), où la vapeur est absorbée, la chaleur est évacuée et la solution originale est reformée. Le procédé augmente l'efficacité du transfert de chaleur, par exemple lors du chauffage-climatisation. 7 salaire f-ly, 4 malades.
L'invention concerne les équipements frigorifiques, notamment les machines frigorifiques à absorption. Une machine frigorifique à absorption dotée d'une unité de pompe à chaleur intégrée contient une unité de génération avec un premier condenseur et une unité d'absorption avec un premier évaporateur. Le premier condenseur du premier bloc est relié par une canalisation de liquide au premier évaporateur du deuxième bloc, et le générateur est relié à l'absorbeur par des lignes de solutions fortes et faibles traversant respectivement les cavités de refroidissement et de chauffage de la première chaleur régénérative. échangeur. Le refroidisseur à absorption est en outre équipé d'une pompe à chaleur, d'un chauffage solaire et d'une tour de refroidissement. L'installation de pompe à chaleur comprend un deuxième condenseur, un compresseur, un deuxième évaporateur et un deuxième échangeur de chaleur régénératif, dans lequel le générateur est relié par une conduite d'eau chaude à l'entrée du deuxième condenseur par eau dont la sortie est reliée au entrée du chauffe-eau solaire. La sortie du chauffe-eau solaire est connectée à l'entrée du générateur et la sortie d'eau de refroidissement du premier condenseur est connectée à l'entrée du deuxième évaporateur. La sortie du deuxième évaporateur est reliée à l'entrée d'une tour de refroidissement dont la sortie est reliée à l'entrée du premier condenseur au moyen d'une pompe à eau de refroidissement. Le résultat technique est d’augmenter l’efficacité, la mobilité et la fiabilité de la machine frigorifique à absorption. 1 malade.
Pompe à chaleur à absorption (options) et son mode de fonctionnement (options)
Les pompes à chaleur à absorption transfèrent l'énergie thermique d'un environnement à basse température vers un environnement à température moyenne en utilisant une énergie de haute qualité. Pour pomper la chaleur, ABTN Thermax utilise de la vapeur, de l'eau chaude, des gaz d'échappement, du carburant, de l'énergie géothermique ou une combinaison de ceux-ci comme source d'énergie à haut potentiel. De telles pompes à chaleur permettent d'économiser environ 35 % d'énergie thermique.
Les ABTH Thermax sont largement utilisés en Europe, en Scandinavie et en Chine pour le chauffage urbain. Les pompes à chaleur sont également utilisées dans les industries suivantes : textile, alimentaire, automobile, huiles végétales et électroménager. Thermax a installé des pompes à chaleur d'une capacité totale de plus de 100 MW dans le monde entier.
Pompe à chaleur à absorption de gaz, pompe à chaleur à absorption de vapeur
Caractéristiques:
- Puissance : 0,25 – 40 MW.
- Température de l'eau chauffée : jusqu'à 90ºC.
- Sources de chaleur à potentiel élevé : gaz d'échappement, vapeur d'eau, eau chaude, combustible liquide/gazeux (séparément ou combinés).
- Coefficient de réfrigération : 1,65 – 1,75.
Convertisseurs thermiques
Dans le deuxième type de pompe à chaleur à absorption, également connue sous le nom de convertisseur de chaleur, la chaleur de qualité moyenne est convertie en chaleur de qualité supérieure. À l’aide d’un convertisseur de chaleur, la chaleur perdue peut être utilisée et une chaleur à haut potentiel peut être obtenue.
La source de chaleur d'entrée, c'est-à-dire la chaleur perdue de température moyenne, est fournie à l'évaporateur et au générateur. La chaleur utile à une température plus élevée est libérée dans l'absorbeur. De tels convertisseurs thermiques peuvent atteindre des températures de sortie allant jusqu'à 160 ºC, généralement avec un différentiel de température allant jusqu'à 50 ºC.
Thermax a récemment mis en service un convertisseur thermique dans les installations d'Asia Silicone, dans l'ouest de la Chine. L'entreprise produit des films polymères pour cellules solaires, en utilisant dans ce processus de l'eau à une température de 100 ºC. Pendant le processus, l'eau est chauffée à 108ºC. L'eau est ensuite refroidie à 100 ºC dans une tour de refroidissement sèche, libérant ainsi la chaleur dans l'atmosphère. Grâce à un convertisseur thermique, 45 % de la chaleur disponible est convertie en vapeur d'eau à une pression de 4 bars, qui est utilisée dans le processus technologique.
Caractéristiques:
- Puissance : 0,5 – 10 MW.
- Température de l'eau chaude : jusqu'à 160ºC.
- Source de chaleur potentielle moyenne : vapeur d'eau, eau chaude, combustible liquide/gazeux (séparément ou conjointement).
- Coefficient de réfrigération : 0,4 – 0,47.
Présentation sur l'utilisation de l'ABTN
