186726. lajstromszámú szabadalom • Hibrid kompressziós-abszorpciós eljárás és berendezés hőszivattyúk, vagy hűtőgépek üzemeltetésére
1 186 726 2 nyében — az oldatok termodinamikája törvényszerűségeinek megfelelően - egyensúlyba igyekeznek kerülni. Az ezekhez az egyensúlyi állapotokhoz tartozó hőmérsékletek azonban mindig lényegesen alacsonyabbak, mint az egy adott nyomáshoz tartozó hőmérsékletek, adiabatikus kompresszió esetén. A gőzfázis szempontjából ez a helyzet úgy értékelhető, mintha a kompresszióval párhuzamosan egy egyenletes és folyamatos visszahűiési folyamat is lejátszódna. Ezen jelenség energetikai jelentőségét a szakember jól ismeri. Egy, a sűrítési munkát csökkentő további hatás azáltal jelentkezik, hogy az oldatba való átmenet miatt gőzfázis tömegaránya is csökken, és ezáltal kevesebb gőzt kell komprimálni. A leírt jelenségeken túl a sűrítési folyamat véghőmérséklete is csökken, amely a kompresszor konstrukciós jellemzői, valamint az alkalmazható szerkezeti anyagok szempontjából is döntő jelentőségű. Az egyfokozatú kompresszió nyomásviszonya jelentősen növelhető, ami által az elérendő cél egyszerűbb és olcsóbb eszközökkel realizálható. Az említett tulajdonságok által ezzel a változattal jelentős előnyök érhetők el. A találmány szerinti hőszivattyú egy további lehetséges kiviteli alakját a 3. ábrán szemléltetjük. Ez a kiviteli alak azokban az esetekben alkalmazható előnyösen, amikor a környezetben való hőcserében előnyösebben alkalmazható egy állandó, vagy közel állandó hőfokú hőcseréjü edény akár az alacsony, akár a magas nyomású oldalon, vagy akár mindkét nyomásnál egyszerre. Az utóbbi eset - amely ábrán is látható - tulajdonképpen a hagyományos hűtőgép továbbfejlesztésének is tekinthető. Ezen kiviteli alak szerinti berendezés tehát egyesíti az állandó hőfok lefutású hőcserélő edényzet és a nedves kompresszióban megtestesülő, az oldatok termodinamikája nyújtotta előnyöket. A 8 kompresszorból kilépő nagy nyomású kétfázisú munkaközeg a 16 fázisbontóba kerül, ahol a folyadék és a gőz elválik egymástól. A gőz ezután egy önmagában ismert 9 kondenzátorba kerül, ahol párolgáshőjét leadja. A 9 kondenzátorból az 1 utóhűtőn a 14 nyomáscsökkentőn keresztül, a 15 elpárologtatóba jut, ahol megkezdődik a környezetétől való hőelvonás, közel állandó hőmérséklet mellett, és ami ezzel együtt jár, a munkaközeg elpárolgása is. A folyadék a 16 fázisbontóból a 13 folyadékhűtőbe kerül, ahol a még használható vagy hűtőgépüzemben a még fizikailag elbontható hőtartalmától szabadul meg. A folyadék ezután a 12 belső hőcserélőn, a 11 nyomáscsökkentőn keresztül az 1 utóhűtőbe áramlik, ahol létrejön a folyékony hűtőközeg utóhütése. Innen a 12 belső hőcserélő másik oldalán átjutva a 8 kompresszor szívó oldalára kerül, ahol az elpárologtatóból származó gőzzel keveredik. A 8 kompresszor ezután az elegyet ismét a 16 fázisbontóba továbbítja. Ezen kiviteli alak elsősorban nagy nyomáskülönbséget igénylő hűtési feladatok (mélyhűtés, hőszivattyús hűtés) esetében a legelőnyösebb, de hagyományos hűtési viszonyok esetében is jelentős energetikai megtakarítás keletkezik. A 4. ábra szerinti kiviteli változatnak az az előnye, hogy egyesíti az 1. ábrán ábrázolt ismert munkaközegkörfolyamat, valamint a találmány szerinti meghajtó körfolyamathoz szükséges abszorpciós gépek előnyeit, mivel a 4. ábra szerinti kiviteli változat külső mechanikai -mergiabefektetés nélkül, hőenergia bevitelével működik. Ezen kiviteli változat leglényegesebb előnye a kiindulási ilapként szolgáló reszorpciós hűtőgéppel szemben az, hogy alkalmazásával igen nagy, hőcserélők közötti hőmérsékletkülönbség hidalható át, ezért azonos külső környezeti viszonyok között a találmány tárgyát képező bere idézés majdnem kétszer akkora fajlagos munkavégző képességgel (E) rendelkezik. A folyékony munkaközeg az 1 abszorberből a már ismert módon a 2 belső hőcserélő egyik oldalán és a 3 nyomáscsökkentő expanziós szelepen át a 4 kiűzőbe áramlik, amelyben a munkaközeg a környezetből qg hőenergiát von el, aminek eredményeként a munkaközeg egy észe elpárolog. A maradék folyadékfázis és gőzfázis a belső hőcserélő 2 mísik oldalán a 8 kompresszorba jut, amelyben „nedves’ kompresszió megy végbe. A 8 kompresszor a munkaközeget a meghajtó körfolyamat 19 abszorberébe nyomja. Ott a munkaközeg gőzfázisa kondenzálódik, a hűtőfolyadék pedig a 18 tartályból jövő szegény oldatban feloldódik, miközben a mmkaközeg leadja qM párolgási és oldódási hőjét. A sűrű oldat az abszorberből 19 egy 6 folyadék segítsége vei a meghajtó körfolyamat egy 12 belső hőcserélőjén* k egyik oldalán keresztül a 18 tartályba kerül, ahol a fűtőfolyadékban gazdag gőz ebből a sűrű oldatból egy külső, magas hőfokszintű energiamennyiség hatásán újra kitíződik. \ híg oldat a 12 belső hőcserélő másik oldalán és a 3 ryomáscsökkentő expanziós szelepen keresztül újból a meghajtó oldali 19 abszorberbe áramlik vissza. \ 18 tartályt elhagyó gőz egy mechanikus 17 expanzió» gépbe áramlik, amelyben a gőz entalpiájának egy része mechanikai energiává alakul. Ez a mechanikai enc rgia hajtja a 8 kompresszort. A 17 expanziós gépet elhagyó gőz az 1 abszorberbe jut. és ezzel a termodinamikai kör bezárul. Ennél a kiviteli változatnál megjegyezhető még, hogy a 8 kompresszorból kilépő munkaközeget az 1 abszorbe;be is lehetne vezetni, miközben a 17 expanziós gépbő kilépő gázt a meghajtó oldali 19 abszorberbe kellene vezetni. Ezáltal a munkaoldal és a meghajtó oldal termodinamikailag elválasztható lenne egymástól. Ez a kapcso- » láss mód azonban kevésbé érdekes, mert a funkciót tekintve nem nyújtana további előnyöket; sőt a fajlagos jellemzők bizonyos romlását eredményezi, mivel az eredeti változat esetében a koncentrációs viszonyok célszerű megválasztásával a meghajtó oldali 19 abszorberben magasabb hőmérsékletek érhetők el, mi által a felhasznált energia nagyobb részét egy magasabb hőfokszinten lehet kinyerni. összefoglalásként megállapítható tehát, hogy a találni íny tárgyát képező hőszivattyú felhasználási területei mgyon széles körűek, mert a mélyhűtési feladattól a fűtési feladatokig mindenütt energetikailag előnyösebb Ü7 emeltetést biztosít, mint az eddigi berendezések. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Hibrid kompressziós-abszorpciós eljárás, hőszivattyúk vagy hűtőgépek üzemeltetésére, egy oldószer és egy abban oldódó hűtőfolyadék keverékéből álló ír unkaközeg alkalmazásával, amelynek során egy belső 5 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
