198329. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés oldatkörrel működő kompresszoros (hibrid) hűtőgépek vagy hőszivattyúk teljesítménytényezőjének növelésére
1 2 A találmány szerinti berendezés kialakítható továbbá oly módon is, hogy a kompresszor szívóvezetékébe folyadékleválasztó van kapcsolva, amelynek kilépő oldalán külön gőzvezeték és folyadékvezeték van beépítve, amelyek közül a gőzvezeték a kompresszorhoz van csatlakoztatva, a folyadék vezetékébe pedig szivattyú van beépítve. A folyadékvezeték a szivattyú után a gőzvezetékbe a kompresszor előtt beépített fúvókákhoz és/vagy a kompresszorba beépített fúvókához csatlakoztatható. A folyadékvezetéknek a fúvókákhoz csatlakoztatott leágazásaiba szabályozó szerelvények vannak beépítve. A találmány szerinti eljárás, vagy ezen eljárás megvalósítására szolgáló berendezés legfontosabb előnyei a következők: — a körfolyamatot a legalább két komponensű munkaközeg állapotjelzőinek (hőmérséklet, nyomás) a körfolyamat szempontjából a legkedvezőbb tartományában működtetjük. — Növelhető volt a hőszivattyú teljesítménytényezője, csökkenthető a kompresszió nyomásviszonya és a berendezés maximális üzemi nyomása. — Növelhető volt a kompresszor hatásfoka. — Csökkenthető volt a kompresszió véghőmérséklete. A találmány szerinti eljárást és annak megvalósítására alkalmas berendezést kiviteli példa kapcsán rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az 1 .a,b. ábra egy önmagában ismert oldatkörös kompressziós gép (hűtőgép vagy hőszivattyú) legegyszerűbb alapkapcsolását mutatja be, T-s diagrammal együttesen, a 2. a.b. ábra egy önmagában ismert oldatkörös kompressziós gépet szemléltet belső hőcserélővel ellátva, a hozzá tartozó T-s diagrammal együtt ábrázolva, a 3. ábra az 1 .a.b. és 2.a.b. ábra szerinti körfolyamat összehasonlítása T-s diagram alapján, a belső hőcserélőjelentőségének bemutatása céljából, a 4. ábra az l.a.b. és 2.a.b. ábra szerinti körfolyamat hőmérsékletlefutását a kondenzátor-abszorberben szemlélteti, a 5. ábra a munkaközeg ismert T-i diagramját szemlélteti, amelybe a találmány szerinti kapcsolással elérhető hőmérsékletlefutás diagramját rajzoltuk be, a 6. a b. ábra a találmány szerinti oldatkörös kompressziós gép alapkapcsolását, és T-s diagramját mutatja be, a 7 .a.b. ábra a találmány szerinti oldatkörös kompressziós gép egy további kiviteli alakját szemlélteti kapcsolási vázlat és T-s diagram alapján, a 8. ábra két komponensű munkaközeg önmagában ismert izentropikus kompressziójának lefutását szemlélteti közbenső visszahűtéssel, a 9. ábra a találmány szerinti oldatkörös kompreszsziós gép nedves kompressziós részének kapcsolási rajzát mutatja be, a 10. ábra a 9. ábrának továbbfejlesztett kiviteli alakját szemlélteti kapcsolási rajz alapján, a 11. ábra a 10. ábrának egy további bővítési lehetőségét mutatja be ugyancsak kapcsolási rajz alapján. Az l.a.b. ábra mutatja be az önmagában ismert, és a leírásunk bevezető részében már hivatkozott 0021205. számú EPO szabadalom szerinti berendezést, amely oldatkörös körfolyamattal működik. A? 1 .a.b ábra mutatja be ennek legegyszerűbb változatát kapcsolási rajz alapján, valamint az elvi körfolyamat T-s (hőmérséklet-entrópia) diagramban is ábrázolva. A diagramban látható a munkaközeg H határgörbéje, amely alatt a közeg folyadék és gőz keverékeként van jelen (nedves gőz), továbbá ebben a nedves gőz tartományban feltüntettük a po’ és pj' nyomáshoz tartozó görbéket, amely nyomásszintek között az A’B’C’D’ körfolyamat lezajlik. A körfolyamatban a munkaközeg két komponense nem válik szét (mint az abszorpciós körfolyamatokban), hanem a körfolyamat minden szakaszában a teljes munkaközeg áramlik, azonban többnyire két fázis keverékeként, amely fázisokban a hőcserefolyamatok során az egyes komponensek koncentrációja pontról pontra változik. Ez a körülmény teszi lehetővé a változó hőmérsékletfutású hőfelvételt és hőleadást. Az A- állapotú p,' nyomású munkaközeg belép az 1 kcndenzátor-abszorberbe, ahol a ’ hőmennyiség leadasa közben az illékonyabb komponens beoldódik a kevésbé illékony komponensbe, az utóbbi gőze; pedig ezzel párhuzamosan kondenzálódnak. Ennek során a munkaközeg hőmérséklete folyamatosan csökken. Az oldódás és a kondenzáció befejeződése után a munkaközeg a B" folyadék-állapotban tá-. vozik az 1 készülékből. Innen a 2 expanziós szervben (amely elvileg lehet expanziós turbina is, de a gyakorlatban expanziós szelepet szoktak alkalmazni, ezt tünteti fel az l.a.b. ábra is) a munkaközeg nyomása a p/ értékről a p0’ értékre csökken, és az a C állapotban lép be a 3 elpárologtató-kiűzőbe. Itt a Q3' hőmennyiség bevezetése során a munkaközegből kiűződik az illékonyabb alkotó nagy része és elpárolog a kevésbé illékony alkotó. Eközben a munkaközeg hőmérséklete folyamatosan növekszik. Végül a munkaközeg kilép a 3 készülékből a D' állapotban, és a 4 kompresszor a Q4' kompressziómunka bevezetésével a közeget ismét p!' nyomáson az. A’ állapotban bocsátja ki. Az ismertetett körfolyamatnál célszerű a B’ és D' állapotú közeg között belső hőcserét alkalmazni, amely lehetővé teszi, hogy azonos hőmérséklethatárok között kisebb nyomásviszonnyal és kisebb maximális nyomással üzemeltessük a berendezést. Az első hatás növeli a kompresszor hatásfokát, ez pedig javítja a körfolyamat teljesítménytényezőjét. A másik hatás viszont lehetővé teszi, hogy ugyanazt a feladatot kisebb névleges nyomásfokozatú, tehát olcsóbb berendezéssel oldjuk meg. Ezekhez az előnyökhöz járul még, hogy a belső hőcserélő a nagynyomású folyadék lehűtésével csökkenti a 2 expanziós szelep fojtási veszteségét. Ennek megfelelően a 0021205. számú EPO szabadalom a 2.a.b. ábrán látható ABECDF körfolyamatot javasolja, amely a p0 és pi nyomások között zajlik le. Itt az A állapotú pi nyomású közeg belép az 1 kondenzátor-abszorberbe, ahol Qi hőmennyiség leadása közben megtörténik az oldódás és a kondenzáció, majd a B állapotú (telített folyadék) munkaközeg az 5 belső hőcserélő nagynyomású oldalára keriil. Itt a munkaközeg a Q5 hőmennyiséget leadva tovább h(Ü, és aláhűtött folyadékként az E állapotban kerül a 2 jelű expanziós szelephez. Az utóbbiban a közeg nyomása pi-ről po-ra csökken, eközben a közeg egy része ismét gőzfázisba kerül (C állapot). Ez után a munkaközeg a 3 elpárologtató-kiűzőbe ke-198.329 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
