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invention
Fédération de Russie Patent RU2161759

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRANSFORMATION DE LA CHALEUR

Nom de l'inventeur:. Samhan I.I; Zolotarev, GV
Le nom du titulaire du brevet: Samhan Igor Isaakovich
Adresse de correspondance: 150014, Yaroslavl, ul.B. Octobre 73, kv.87, Samhan II
Date de début du brevet: 04.06.1998

Mercredi travail une pression réduite dans l'évaporateur se vaporise à une source de chaleur à basse température d'absorption. Ensuite, le fluide de travail est comprimé dans un compresseur et introduit dans l'appareil à jet où il est mélangé avec le courant de liquide entrant dans le séparateur installé en aval du condenseur. L'écoulement de fluide réfrigérant est dirigé à partir du dispositif à jet d'encre, où il est refroidi par transfert de chaleur vers le récepteur haute température. L'utilisation de l'invention permettra d'améliorer l'efficacité énergétique des termotrasformatsii en réduisant la consommation d'énergie spécifique.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne un système d'alimentation électrique, en particulier un procédé de conversion de l' énergie thermique de la chaleur relativement faible niveau de température du niveau de température élevée et peut être utilisé pour le chauffage et le refroidissement.

Bien connu des méthodes de compression de vapeur thermotransformation [1] , comprenant l'évaporation du fluide de travail sous pression réduite, suivie par l' absorption de chaleur d'une source à basse température, la compression du fluide de travail en phase gazeuse par un compresseur, le refroidissement et la condensation du fluide de travail pour le transfert libéré lors de cette énergie thermique sur le récepteur à haute température et abaissement de fluide (généralement d'étranglement) de travail avant l'évaporation.

Méthode connue à jet de vapeur thermotransformation [2] , choisi comme l'analogue le plus proche de la présente invention par la combinaison des caractéristiques (prototype), qui consiste en la vaporisation du milieu de travail à basse pression en absorbant l' énergie thermique de la source de faible température, une compression de cette partie de l'environnement de travail dans le dispositif à jet de mélange avec l'autre partie du fluide de travail ayant une pression élevée, le refroidissement et la condensation du fluide de travail après que l'appareil à jet d'encre pour le transfert de libéré au cours de cette énergie thermique sur le récepteur à haute température, la séparation du fluide de travail sur le côté, en abaissant la pression de l'une des parties du milieu de travail (vannage ou detandirovaniem) et l'évaporation au contact de la source à basse température, une autre partie de la pompe de pressurisation et l'évaporation du fluide de travail en utilisant la source de haute énergie. Dans ce procédé, deux appareils à jet d'écoulement alimenté par la pression de vapeur différente.

Un dispositif d'énergie thermique pour la transformation (réfrigérateur ou pompe à chaleur), y compris le circuit de circulation avec monté dans celui - ci de manière séquentielle évaporateur, machine de pulvérisation, refroidisseur (condenseur), gaz ou extenseur, et un circuit de circulation supplémentaire (communication) comprenant une pompe à haute pression et l'évaporateur et relié au circuit principal de la pompe entre le refroidisseur et le papillon des gaz et le côté haute pression de l'évaporateur, - le dispositif à jet. appareil de Jet dispositif connu est un éjecteur à vapeur, qui mélange les deux courants de la pression de vapeur différente [2].

Le procédé connu présente un certain nombre d'avantages, tels que la facilité de mise en oeuvre, fiabilité et coût relativement faible. Cependant, son efficacité énergétique est relativement faible et inférieure des méthodes de compression de vapeur d'efficacité.

Le but de l'invention est d'améliorer la thermotransformation de l' efficacité énergétique en réduisant la part de la consommation dans le processus de travail mécanique ou d'une source de haute température de la chaleur.

Cet objet est atteint par un procédé pour la transformation de l' énergie thermique, comprenant l'évaporation de l'environnement de travail de pression réduite à l' absorption de la chaleur d' une source à basse température, mélange des parties de travail courants de fluide dans le dispositif de jet, de refroidissement moyen débit avec l' environnement récepteur séparation de transfert de chaleur à haute température de travail une partie et l'abaissement de la pression une partie du fluide de travail dans le dispositif à jet de flux de liquide mélangé et des portions vapeur du fluide de travail, ce dernier étant introduit dans le compresseur à jet.

En outre, les caractéristiques du procédé conduisant à l' obtention d' un résultat technique sont les suivantes:

  • introduire dans le dispositif à jet de liquide moteur après refroidissement;
  • introduire dans le dispositif à jet en outre une partie du liquide chauffé fluide de travail;
  • la chute de pression de l'une des parties de l'environnement de travail par étranglement;
  • refroidissement supplémentaire est une partie de l'environnement de travail à son étranglement;
  • utiliser comme un travail de mélanges de fluides moyennes avec différents points d'ébullition;
  • la partie liquide du fluide de travail de compression supplémentaire avant d'être introduit dans le dispositif à jet.

Dans un appareil pour transformer l'énergie thermique, comprenant une boucle de circulation à installé évaporateur régulièrement appareil à jet couplé à lui fournir le débit de vapeur, refroidisseur, gaz ou expandeur et les services publics pour alimenter l'appareil à jet de flux autre communication connecter un appareil de jet à la circulation contour dans la zone située entre le refroidisseur et le papillon des gaz (détendeur) pour alimenter le circuit de circulation de liquide et la zone entre l'unité de jet et un compresseur d'évaporateur installé.

D' autres particularités de l'appareil sont:

  • connexion supplémentaire du dispositif à jet dans la boucle de circulation dans la zone située entre l'unité de jet et le refroidisseur;
  • notamment dans une pompe pour le pompage de communication de fluide;
  • Installation entre le refroidisseur et le papillon des gaz du récipient de séparation;
  • installation avant la manette des gaz (expander) refroidisseur supplémentaire.

Ainsi, dans le présent procédé, contrairement à jet de vapeur de procédé de compression connu dans l'unité de compression de vapeur de fluide de travail est remplacé par une partie du fluide de travail à l'origine du compresseur et ensuite à un appareil à jet de vapeur et de liquide.

Le mélange Appareil à jet de vapeur et de liquide atteigne une vitesse supersonique à laquelle la pression est un saut avec condensation simultanée de vapeur d'eau et l'augmentation de la température.

Dans la méthode proposée, contrairement à la connue ne nécessitent pas une source d'énergie à haute température pour produire une surpression de vapeur et les coûts possibles de l'énergie mécanique à la compression de vapeur intermédiaire dans la première étape ou à la compression du fluide fourni au dispositif à jet est beaucoup plus petite que les coûts similaires d'un procédé de compression de vapeur dans le même la compression. Par conséquent, l'efficacité énergétique (ou coefficient thermotransformation) a proposé procédé non seulement significativement plus élevée par rapport au procédé de l'art antérieur, mais aussi en comparaison avec le procédé de compression de vapeur.

PROCEDE ET DISPOSITIF DE TRANSFORMATION DE LA CHALEUR

L'essence du procédé est illustré un schéma de principe de l'installation pour sa réalisation, illustrée sur la Fig. 1 et les procédés classiques caractéristique de l'image dans les coordonnées de ce procédé est la température absolue T - la figure classique de l'entropie. 2.

L'appareil de la Fig. 1 comprend une boucle de circulation 1, 2, comprenant un évaporateur, un compresseur 3, le dispositif à jet 4, le refroidisseur 5, un réservoir de séparation 6-refroidisseur 7 et un papillon des gaz 8 pour la circulation du composant liquide du fluide de travail comporte une pompe 9 et de communication 10, 11. L'évaporateur 2 est connecté une source de chaleur à basse température 12, et le refroidisseur 5 - récepteur de chaleur à haute température 13. refroidissement externe (flèches) l'après-refroidisseur 7 et a.

Fig. La figure 2 montre les processus suivants de l'évolution de l'environnement de fonctionnement:

02/01 - l'évaporation du fluide de travail avec l'absorption de l'énergie thermique de la source de chaleur à basse température;

2.3 - La compression de la vapeur du fluide de travail à une pression intermédiaire avec le compresseur mécanique;

3-4-8-7 - un mélange de vapeur et des parties liquides du milieu de travail dans l'appareil à jet d'encre;

4-5 - compression du fluide de travail dans le dispositif à jet par suite de chocs;

5-6 - retour du liquide chauffé dans l'appareil à jet avec une augmentation de la vitesse du fluide de travail;

5-7 - refroidissement isobare du milieu liquide avec le transfert d'énergie thermique pour les consommateurs externes de travail;

7-8 - à l'expiration du liquide refroidi dans l'appareil à jet de fluide de travail;

09/07 - refroidir davantage le reste de l'environnement de travail;

01/09 - étranglement du fluide de travail évaporé.

des traitements d'image du procédé de la Fig. La figure 2 est une vue schématique et sert à des fins d'illustration, puisque une image suffisamment précise de ces processus est très difficile en raison de leur instabilité et de la masse de travail variable de fluide.

Le bilan énergétique du processus, comme d'habitude, ce qui reflète le fait que la quantité d'énergie produite dans un cycle de fluide de travail, égale à l'énergie donnée jusqu'à l'énergie thermique récepteur externe. En particulier, la quantité d'énergie reçue par le fluide de travail par évaporation et compression QQ 1-2 2-3 (et éventuellement d'autres sources), égale à la quantité de chaleur Q et Q 5-7 7-9 transmises par les différents éléments de l'environnement de travail client externe.

L'efficacité de la méthode proposée l'utilisation des thermotransformation due comme une étape de compression dans la pompe à chaleur ou de refroidissement de l'appareil à jet de vapeur et de liquide.

Le procédé peut être mis en oeuvre à l'aide d'une pompe à chaleur classique et de liquides à bas point d'ébullition des réfrigérateurs domestiques, par exemple, R 12, R 22, R-134a, etc., ou des mélanges de ceux-ci entre eux ou avec d'autres liquides (huiles minérales ou synthétiques, l'eau et analogues. d.).

La méthode proposée permet d'améliorer considérablement les indicateurs techniques et économiques des processus de thermotransformation précédemment obtenus.

utilisation de sources

1. EY Sokolov, VM Brodyansky Notions de base sur l'énergie de la transformation de la chaleur et des processus de refroidissement. - M: Energoizdat, 1981, p.. 14-66.

2. fondamentaux thermiques de la glace artificielle. Directory. - M: l'industrie alimentaire, 1980, p.. 50-51.

REVENDICATIONS

1. Procédé de transformation de chaleur comprenant un fluide de travail en évaporant une partie de la pression réduite, suivi par l'absorption des courants de source de chaleur à basse température du mélange des composants du fluide de travail dans l'appareil à jet, le refroidissement de l'écoulement moyen du transfert de chaleur à haute température au récepteur, la séparation du fluide de travail en deux parties sous-pression une partie du fluide de travail, caractérisé en ce que le dispositif à jet de flux de liquide mélangé et des portions vapeur du fluide de travail, ce dernier étant introduit dans le compresseur à jet.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil à jet est la partie du fluide de travail liquide, après refroidissement recyclée.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif support fed partie de jet de liquide chauffé de travail.

4. Procédé selon les revendications 1 - 3, caractérisé en ce que la chute de pression de l'une des parties est réalisée en étranglant l'environnement de travail.

5. Procédé selon la revendication. : 1 - 4, caractérisé en ce que, avant l'étranglement une partie de celle-ci est refroidie en outre un fluide de travail.

6. Procédé selon les revendications 1 - 5, caractérisé en ce qu 'en tant que milieu de travail est un mélange de liquides ayant des points d'ébullition.

7. Procédé selon les revendications 1 - 3, caractérisé en ce que la partie liquide du fluide de travail avant d'entrer dans l'appareil à jet en outre comprimé.

8. Dispositif pour la transformation de chaleur comprenant une boucle de circulation définie dans celle-ci appareil à jet successivement évaporateur couplé pour fournir un flux de vapeur dans celle-ci, les communications d'expansion ou de refroidissement des gaz et pour alimenter l'appareil à jet de fils supplémentaire, caractérisé en ce qu ' dispositif de communication connecté à un circuit de circulation du jet sur un site entre le refroidisseur et le papillon des gaz (détendeur) pour alimenter le circuit de circulation de liquide et la zone entre l'unité de jet et un compresseur d'évaporateur installé.

9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dispositif à jet possède une connexion supplémentaire à la boucle de circulation dans la zone entre l'unité de réaction et le refroidisseur intermédiaire.

10. Appareil selon les revendications 8 et 9, dans lequel la communication comprennent pompe pour pomper le fluide.

11. Appareil selon les revendications 8 - 10, caractérisé en ce qu 'entre le refroidisseur et la capacité d'isolement d'étranglement installé.

12. Appareil selon la revendication. 8 - 11, caractérisé en ce que, avant l'étranglement (détendeur), un refroidisseur optionnel.

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Date de publication 30.12.2006gg