×
29.06.2018
218.016.6897

Способ работы теплового насоса

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002659114
Дата охранного документа
28.06.2018
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано в воздухоразделительных установках. Способ работы теплового насоса включает сжатие в компрессоре нагретой при охлаждении воздуха воды и нагрев до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха. Нагрев регенерирующего газа до требуемых значений температуры осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения хладагента-аммиака от температуры сжатия на выходе из аммиачного компрессора до температуры конденсации. Конденсация хладагента осуществляется за счет нагрева одной части потока оборотной воды, охлаждающей воздух после воздушного компрессора, в результате чего оборотная вода нагревается от 313 до 371 K, после смешения основной части потока оборотной воды с температурой 313 K, отбираемой после охлаждения воздушного компрессора, с потоком оборотной воды, нагретой до 371 K. Техническим результатом является повышение эффективности использования низкопотенциальной теплоты оборотной воды и уменьшение работы сжатия аммиачного компрессора.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано при разработке блоков комплексной очистки воздуха, применяемых в воздухоразделительных установках.

Известен источник информации: статья «Возможность использования теплового насоса в воздухоразделительных установках для нагрева регенерирующего газа» (журнал «Химическое и нефтегазовое машиностроение», 2011, №12, стр. 19-22), принят за прототип, из которого известен способ работы теплового насоса, в котором используется низкопотенциальная теплота воды, нагреваемая в процессе охлаждения воздуха после его сжатия в компрессоре воздухоразделительной установки, которая затем переводится на более высокий температурный уровень в тепловом насосе путем нагрева до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха.

В данном способе работы теплового насоса нагрев регенерирующего газа осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения несколько выше состояния насыщения аммиака, предварительно сжатого до необходимого давления в компрессоре. Далее в конденсаторе происходит частичное ожижение аммиака, после которого в первом отделителе жидкости поток аммиака разделяется на жидкость и пар. Жидкость далее дросселируется до давления и температуры в испарителе, а пар поступает в детандер, где расширяется до давления и температуры в испарителе с образованием парожидкостной смеси. Во втором отделителе жидкости парожидкостная смесь аммиака разделяется на жидкость и пар. Жидкость после второго отделителя смешивается с потоком аммиака после дросселя и поступает в испаритель, а пар смешивается с потоком аммиака после испарителя. В испарителе за счет низкопотенциальной теплоты оборотной воды с температурой 313 К происходит полное испарение аммиака при температуре 303 К и давлении 1,133 МПа, после чего поток аммиака поступает на всасывание в компрессор.

Такой способ работы теплового насоса имеет ряд недостатков: низкая надежность схемы из-за использования сложного детандерного агрегата с движущимися частями, работающего в парожидкостной области аммиака; недостаточно полное использование низкопотенциальной теплоты оборотной воды, что вынуждает вести процесс при более низком давлении всасывания аммиака в компрессоре (но сохраняя тем же самым выходное давление нагнетания), и соответственно, при более высоком значении работы сжатия в компрессоре, необходимость применения в схеме двух отделителей жидкости из-за частичной конденсации аммиака (примерно на половину) в конденсаторе и детандере.

Цель изобретения - упрощение способа работы теплового насоса, повышение эффективности использования низкопотенциальной теплоты оборотной воды, уменьшение работы сжатия аммиачного компрессора.

Технический результат изобретения - повышение надежности теплового насоса.

Технический результат достигается тем, что способ работы теплового насоса, использующего низкопотенциальную теплоту воды, которая нагревается в процессе охлаждения воздуха после его сжатия в компрессоре и переводится на более высокий температурный уровень в тепловом насосе путем нагрева до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха, нагрев регенерирующего газа до требуемых значений температуры осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения хладагента-аммиака от температуры сжатия до температуры конденсации, конденсация хладагента осуществляется за счет нагрева одной части потока воды, охлаждающей воздух после компрессора, в результате чего вода нагревается от 313 К до 371 К, после смешения основной части исходного потока воды с температурой 313 К с потоком воды, нагретым до 371 К, средняя температура потока воды, поступающего в испаритель становится равной 319 К, повышая температуру кипения аммиака до 309 К, при этом давление паров составляет 1,383 МПа.

Предлагается способ работы теплового насоса на основе парокомпрессионного цикла аммиака, в котором эффективнее используется низкопотенциальная теплота оборотной воды.

Функционирование такого теплового насоса осуществляется следующим образом.

После сжатия в компрессоре аммиак поступает в предконденсатор, где охлаждаясь до линии насыщения, нагревает до требуемой температуры регенерирующий газ, идущий далее в блок комплексной очистки воздуха. Из предконденсатора аммиак далее поступает в конденсатор, где полностью ожижается за счет нагрева оборотной воды низкопотенциальной теплоты, которая имеет температуру 313 К на выходе из основного компрессора воздухоразделительной установки.

При этом расход оборотной воды, поступающей в конденсатор, выбирается таким, чтобы на выходе из конденсатора температура оборотной воды была на три градуса меньше температуры конденсации аммиака, то есть составляла величину порядка 371 К. Поскольку эта температура существенно больше 313 К (температура оборотной воды после охлаждения компрессора), то нагретая в конденсаторе оборотная вода направляется на смешение с основной частью потока оборотной воды, который поступает в испаритель аммиака сразу после компрессора воздухоразделительной установки. Такое смешение позволяет повысить температуру оборотной воды перед испарителем 319 К, что делает возможным увеличить параметры кипения аммиака: температуру - с 303 до 309 К, а давление паров - с 1,133 до 1,383 МПа относительно прототипа. В итоге это позволяет снизить работу сжатия в аммиачном компрессоре примерно до 10 процентов. Это следует из отношения работ изотермического сжатия в аммиачном компрессоре для прототипа и предлагаемого теплового насоса, которые функционируют при одном и том же удельном расходе аммиака и сжимают аммиак до одного и того же давления, но имеют разные температуры и давления входа. Для этого используем формулу для работы изотермического сжатия, (см. Справочник по физико-техническим основам криогеники/ Под ред. М.П. Малкова. М.: Энергоатомиздат, 1985 г. - 434 с. (стр. 26)).

После конденсатора жидкий аммиак расширяется в дроссельном вентиле до давления 1,383 МПа и температуры 309 К и далее направляется в испаритель аммиака. В испарителе за счет теплоты оборотной воды аммиак полностью испаряется и поступает обратно на вход компрессора.

После испарителя аммиака оборотная вода с температурой порядка 311 К, смешиваясь с основным циркулирующим потоком оборотной воды, поступает снова в воздухоразделительную установку для осуществления соответствующих технологических процессов, оборотная вода возвращается на вход теплового насоса с температурой 313 К после охлаждения основного компрессора воздухоразделительной установки.

Таким образом, предложенный способ работы теплового насоса для блоков комплексной очистки воздуха позволяет повысить надежность теплового насоса.

Способ работы теплового насоса, использующего низкопотенциальную теплоту оборотной воды, которая нагревается в процессе охлаждения воздуха после его сжатия в воздушном компрессоре воздухоразделительной установки и переводится на более высокий температурный уровень в тепловом насосе путем нагрева до требуемого значения температуры газа, идущего на регенерацию адсорбента в блоке комплексной очистки воздуха, отличающийся тем, что нагрев регенерирующего газа до требуемых значений температуры осуществляется в предконденсаторе за счет охлаждения хладагента-аммиака от температуры сжатия на выходе из аммиачного компрессора до температуры конденсации, конденсация хладагента осуществляется за счет нагрева одной части потока оборотной воды, охлаждающей воздух после воздушного компрессора, в результате чего оборотная вода нагревается от 313 K до 371 K, после смешения основной части потока оборотной воды с температурой 313 K, отбираемой после охлаждения воздушного компрессора, с потоком оборотной воды, нагретой до 371 K.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 10.
10.03.2014
№216.012.a9c9

Электрод озонаторной установки и способ его изготовления

Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для использования в производстве озонаторных установок. Электрод озонаторной установки представляет собой полую цельнопаяную конструкцию, состоящую из двух одинаковых мембран с диэлектрическим барьером на внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509180
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.11.2014
№216.013.0436

Криогенный трубопровод

Изобретение относится к криогенной технике. Криогенный трубопровод содержит трубопровод, охваченный слоями, по меньшей мере, два из которых теплоизоляционные. Часть слоев выполнена попарно. Внутренний слой каждой пары выполнен из волокнистого теплоизоляционного материала, внешний слой - из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532476
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.12.2014
№216.013.0ebf

Теплоизоляционная система

Изобретение относится к криогенной технике. Теплоизоляционная система содержит изоляцию и внешний кожух. Также система содержит находящийся в тепловом контакте с криогенным оборудованием теплообменник-вымораживатель. Выход теплообменника-вымораживателя направлен вовнутрь теплоизоляции, а на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535192
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.02.2016
№216.014.e88e

Система распределения потоков между параллельно включенными теплообменными аппаратами

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано при разработке блоков пластинчато-ребристых теплообменников, применяемых в криогенных установках различного назначения. Система распределения каждого из теплообменивающихся потоков между параллельно включенными теплообменными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575382
Дата охранного документа: 20.02.2016
25.08.2017
№217.015.abe8

Установка для сжижения газов

Изобретение относится к криогенной технике. Установка для сжижения газов содержит компрессор негорючего газа 17 для сжатия негорючего газового хладагента с концевым охладителем 19 для охлаждения части потока сжатого неохлажденного негорючего газового хладагента делителя 18, догреватель части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612240
Дата охранного документа: 03.03.2017
25.08.2017
№217.015.b43f

Композиция для формования половолоконной мембраны

Изобретение относится к области изготовления мембран для разделения газовых смесей. Предложена композиция для формования половолоконной мембраны путем коэкструзии прядильного раствора и раствора внутреннего осадителя. Прядильный раствор содержит полисульфон, два растворителя полисульфона и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614024
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b91e

Способ холодной регазификации криогенной жидкости бесперебойного действия и устройство для его осуществления

Изобретение относится к технологии регазификации криогенных жидкостей и может быть использовано в криогенной технике. Характеризуется тем, что формируют воздушный поток, направляют его через продукционный испаритель 3, формируют напор гидростатического столба криогенной жидкости, направляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615302
Дата охранного документа: 04.04.2017
26.08.2017
№217.015.d57d

Способ ожижения природного газа

Изобретение относится к области холодильной и криогенной техники. Поток хладагента, состоящий из нескольких компонентов с различной температурой кипения, сжимается в первой ступени сжатия, охлаждается в промежуточном охладителе, после промежуточного охладителя первой ступени сжатия и смешения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623021
Дата охранного документа: 21.06.2017
26.08.2017
№217.015.d6e8

Способ повышения химической и механической устойчивости газоразделительной полимерной половолоконной мембраны

Изобретение относится к области некриогенного разделения газовых смесей. Способ включает формование полимерной половолоконной мембраны с последующей термовакуумной обработкой. Половолоконную мембрану формуют из термически сшиваемого полиимида, или полисульфона, или поликарбоната, в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622773
Дата охранного документа: 20.06.2017
20.01.2018
№218.016.1c8b

Способ формирования барьерного покрытия на паяных алюминиевых электродах генератора озона

Изобретение относится к способу формирования барьерного покрытия на паяных алюминиевых электродах генератора озона, включающий подготовку поверхности деталей электрода к пайке, сборку конструкции в сборочно-паяльном приспособлении, выравнивание плоских поверхностей электрода за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640586
Дата охранного документа: 10.01.2018
Показаны записи 1-10 из 15.
10.03.2014
№216.012.a9c9

Электрод озонаторной установки и способ его изготовления

Изобретение относится к технологическому оборудованию, предназначенному для использования в производстве озонаторных установок. Электрод озонаторной установки представляет собой полую цельнопаяную конструкцию, состоящую из двух одинаковых мембран с диэлектрическим барьером на внешней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509180
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.11.2014
№216.013.0436

Криогенный трубопровод

Изобретение относится к криогенной технике. Криогенный трубопровод содержит трубопровод, охваченный слоями, по меньшей мере, два из которых теплоизоляционные. Часть слоев выполнена попарно. Внутренний слой каждой пары выполнен из волокнистого теплоизоляционного материала, внешний слой - из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532476
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.12.2014
№216.013.0ebf

Теплоизоляционная система

Изобретение относится к криогенной технике. Теплоизоляционная система содержит изоляцию и внешний кожух. Также система содержит находящийся в тепловом контакте с криогенным оборудованием теплообменник-вымораживатель. Выход теплообменника-вымораживателя направлен вовнутрь теплоизоляции, а на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535192
Дата охранного документа: 10.12.2014
20.02.2016
№216.014.e88e

Система распределения потоков между параллельно включенными теплообменными аппаратами

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано при разработке блоков пластинчато-ребристых теплообменников, применяемых в криогенных установках различного назначения. Система распределения каждого из теплообменивающихся потоков между параллельно включенными теплообменными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575382
Дата охранного документа: 20.02.2016
25.08.2017
№217.015.abe8

Установка для сжижения газов

Изобретение относится к криогенной технике. Установка для сжижения газов содержит компрессор негорючего газа 17 для сжатия негорючего газового хладагента с концевым охладителем 19 для охлаждения части потока сжатого неохлажденного негорючего газового хладагента делителя 18, догреватель части...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612240
Дата охранного документа: 03.03.2017
25.08.2017
№217.015.b43f

Композиция для формования половолоконной мембраны

Изобретение относится к области изготовления мембран для разделения газовых смесей. Предложена композиция для формования половолоконной мембраны путем коэкструзии прядильного раствора и раствора внутреннего осадителя. Прядильный раствор содержит полисульфон, два растворителя полисульфона и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614024
Дата охранного документа: 22.03.2017
25.08.2017
№217.015.b91e

Способ холодной регазификации криогенной жидкости бесперебойного действия и устройство для его осуществления

Изобретение относится к технологии регазификации криогенных жидкостей и может быть использовано в криогенной технике. Характеризуется тем, что формируют воздушный поток, направляют его через продукционный испаритель 3, формируют напор гидростатического столба криогенной жидкости, направляют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615302
Дата охранного документа: 04.04.2017
26.08.2017
№217.015.d57d

Способ ожижения природного газа

Изобретение относится к области холодильной и криогенной техники. Поток хладагента, состоящий из нескольких компонентов с различной температурой кипения, сжимается в первой ступени сжатия, охлаждается в промежуточном охладителе, после промежуточного охладителя первой ступени сжатия и смешения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002623021
Дата охранного документа: 21.06.2017
26.08.2017
№217.015.d6e8

Способ повышения химической и механической устойчивости газоразделительной полимерной половолоконной мембраны

Изобретение относится к области некриогенного разделения газовых смесей. Способ включает формование полимерной половолоконной мембраны с последующей термовакуумной обработкой. Половолоконную мембрану формуют из термически сшиваемого полиимида, или полисульфона, или поликарбоната, в котором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002622773
Дата охранного документа: 20.06.2017
20.01.2018
№218.016.1c8b

Способ формирования барьерного покрытия на паяных алюминиевых электродах генератора озона

Изобретение относится к способу формирования барьерного покрытия на паяных алюминиевых электродах генератора озона, включающий подготовку поверхности деталей электрода к пайке, сборку конструкции в сборочно-паяльном приспособлении, выравнивание плоских поверхностей электрода за счет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640586
Дата охранного документа: 10.01.2018
+ добавить свой РИД