Абсорбційна бромистолітієва теплонасосна установка

Винахід відноситься до холодильної техніки і може бути використаний в системах нормалізації мікроклімату енергоактивних будівель та споруд. Відома система кондиціювання повітря для салону транспортних засобів по Авторському свідоцтву №1432923 СРСР, МКІ В60Н1-20 B.I. Дерев'янко та інші заявлено №4208095-31. 09.09.87 з абсорбційною бромисто-літієвою холодильною машиною, генератор якої термосифонами з‘єднаний з корпусом двигуна для його охолодження і використання бросового тепла для нормалізації мікроклімату в кабіні машини. Абсорбер і конденсатор з‘єднані між собою для відведення теплоти у навколишнє середовище (аналог). Відома також Абсорбційна бромистолітієва холодильна установка по Авторському свідоцтву №544836, СРСР, МКІ F25В15-06 Л.С. Тімофієвський та інші опубл. 30.01.77 Бюл. №4. Установка містить витягнутий по вертикалі корпус, розділений горизонтальними герметичними перегородками з заглибленнями у відсіках конденсатора та генератора для холодоагенту і розчину бромистого літію. Відсіки випарювача, абсорбера та генератора забезпечені зрошувальними приладами і циркуляційними системами, відповідно, низькопотенційного теплоносія, та холодоагенту. Конденсатор і абсорбер з‘єднані між собою циркуляційним контуром охолоджуючої води. Корпус холодильної машини розділено також вертикальними жалюзійними перегородками по висоті між абсорбером та випарювачем, а також між генератором та конденсатором. (Прототип). Установка містить в одному вакуумованому корпусі, поділеному перегородками на відсіки, випаровувач для відбору теплоти циркулюючого теплоносія киплячим зрошувальним холодоагентом, абсорбер для поглинання парів холодоагента зрошувальним концентрованим розчином бромистого літію з відведенням теплоти абсорбції циркулюючим технологічним теплоносієм, генератор для випарювання слабого розчину бромистого літію при його зрошуванні на теплообмінну поверхню з відведенням теплоти гарячої води, або водяної пари низького тиску, та конденсатор для конденсації парів холодоагента з відведенням теплоти технологічним теплоносієм. Ефективність і надійність роботи теплового насоса (помпи) в значній мірі залежить від типу і параметрів теплоносія в генераторі, постійності температури на поверхні теплообміну для запобігання кристалізації розчину бромистого літію. В основу винаходу поставлена задача підвищення енергетичної ефективності теплонасосної установки шляхом забезпечення її автономним електричним теплоакумулятором і блоком термосифонів, введених безпосередньо в генератор. Поставлена задача вирішується тим, що установка додатково забезпечена теплоакумулятором з блоком термосифонів, конденсаційні частини яких мають розвинену поверхню і герметично введені у зрошувальний відсік генератора, а випарювальні частини через конденсатозбірник з регулятором введені в тепло ізольоване ядро електричного тепло акумулятора, електронагрівачі якого ввімкнуті через автоматичний перемикач в мережу нестабілізованої енергії від вітроенергетичної установки і в промислову електромережу через двох тарифний лічильник електричної енергії. На малюнку схематично зображена абсорбційна бромистолітієва тепло насосна установка, яка містить витягнутий по вертикалі корпус 1 розділений по горизонталі герметичною перегородкою 2 з заглибленнями 3 для холодоагенту і 4 для розчину бромистого літію. По вертикалі корпус розподілений жалюзійною перегородкою 5 з виділенням в нижній частині гідравлічно ізольованих відкритих місткостей холодоагенту з циркулюючим зрошувальним контуром 6 та розчину бромистого літію з циркулюючим зрошувальним контуром 7. У відсіках корпусу розташовані теплообмінні апарати випарювача 8 з циркулюючим контуром низькотемпературного теплоносія, абсорбера 9 і конденсатора 10, які з‘єднані між собою циркулюючим контуром технологічного теплоносія 11, а також генератора 12, в який герметично введені конденсаційні частини 13 термосифонів. Випарювальні частини 14 термосифонів через конденсатозбірник 15 з регулятором 16 введені в тепло ізольоване ядро (середовище) електричного тепло акумулятора 17 електронагрівачі 18 якого ввімкнуті через автоматичний перемикач 19 в мережу нестабілізованої енергії вітроенергетичної установки з можливістю автоматичного переключення через двох тарифний лічильник електричної енергії на промислову електромережу. Працює абсорбційна тепло насосна установка таким чином. В холодний період року до випарювача теплового насосу 8 подається низькотемпературний 10-25 градусів теплоносій (циркулююча вода з тепло акумулятора, системи охолодження технологічного обладнання, незамерзаючих водоймищ і моря, ґрунтові води, побутові відходи гарячої води, тощо). Зовнішня теплообмінна поверхня випарювача зрошується холодоагентом (дистильована вода), який при вакуумі у відсіку випарювача 5-7мм.рт.ст. кипить на поверхні при температурі 2-10 градусів, відбирає теплоту випарювання Qo від низькотемпературного теплоносія і знижує його температур у на 79 градусів. Пара холодоагенту через жалюзійну перегородку 5 переходить у відсік абсорберу 9 і на теплообмінній поверхні зрошується розчином бромистого літію високої концентрації 65-75%, при цьому активно поглинається розчином бромистого літію, знижуючи його концентрацію до 25-30%. Тепло абсорбції Qa=1,41Qo відводиться технологічним теплоносієм 11 (гаряча вода, або повітря систем кондиціювання мікроклімату СКМ), нагріваючи його на 10-15 градусів. Розчин бромистого літію низької концентрації подається насосом 7 на випарювання зрошувальною системою у відсік генератора 12. При вакуумі 5-15мм.рт.ст. на розвиненій поверхні конденсаційних частин 13 термосифонів розчин бромистого літію кипить з виділенням парів холодоагенту. Концентрація розчину бромистого літію зростає до: 65-75%, він збирається в заглибленні 4; горизонтальної перегородки 2 і через гідро затвор подається на зрошування в абсорбер. Підведення теплоти для генерації розчину Qг=1,52Qo при температурі 110-150 градусів здійснюється термосифонами від електричного теплоакумулятора. Розвинена поверхня конденсаційних частин термосифона 13 виконана з корозійностійкого матеріалу і герметично введена в зону зрошування розчином бромистого літію у відсік генератора 12, а випарювальні частини 14 через конденсатозбірник 15 з регулятором 16 введені у теплоізольоване ядро (твердотільне або з фазовим переходом) електричного тепло акумулятора 17. Електричні нагрівачі 18 ввімкнуті через автоматичний перемикач 19 в мережу нестабілізованої енергії від вітроенергетичної установки з можливістю автоматичного переключення через двохтарифний лічильник електричної енергії 20 на промислову електромережу. Теплова потужність електричного тепло акумулятора приймається в залежності від теплової потужності генератора теплового насоса з можливістю забезпечення його роботи на добовий період зняття пільг на користування електроенергією через двох тарифний лічильник. Режим розрядки електричного тепло акумулятора автоматично пов‘язується з тепловим режимом генератора і теплового насосу в цілому. Пари холодоагенту із генератора через жалюзійну перегородку 5 подаються у відсік конденсатора 10, де конденсуються на теплообмінній поверхні при температурі 70-75 градусів з відведенням теплоти конденсації Qк =1,1Qo i нагріванням технологічного теплоносія на 12-15 градусів. Конденсат холодоагенту стікає в заглиблення 3 герметичної перегородки 2 і через гідро затвор подається в випарювач 8 для повторення циклу. В теплий період року режим роботи абсорбційного бромисто-літієвого теплового насосу змінюється на отримання технологічного холоду 7-9 градусів переключенням низькотемпературного теплоносія для системи кондиціювання мікроклімату, а також переключенням на паралельну схему відведення теплоти абсорбції та конденсації Qа+Qк те хнологічним теплоносієм і його використанням при температурі 35-45 градусів для гарячого водопостачання, теплого зрошування і поливу рослин, випарювального охолодження культиваційних споруд, зарядки сезонного водогрунтового тепло акумулятора, тощо. Тепловий баланс абсорбційної тепло насосної установки має вигляд Qo+Qг=Qa+Qк , тобто сума підведеної теплоти від низькотемпературного теплоносія у випарювач і теплоти від електроенергії в генератор дорівнює сумі теплоти від абсорбера і конденсатора, яка відводиться технологічним теплоносієм в систему кондиціювання мікроклімату житлового будинку, адміністративної чи промислової споруди. Тепловий коефіцієнт x та коефіцієнт перетворення j0 теплового насосу. x= Qo = 0,66 ¸ 0,72 Qг ; j0 = Qa + Qк = 16 ¸ 2,0 , Qг . Впровадження винаходу дозволить ефективно забезпечити підведення та регулювання теплоти в генераторі Qг, використати нестабілізовану (більш дешеву) енергію вітроенергетичних установок і забезпечити для надійності роботи дублювання електричної енергії з промислової електромережі через двох тарифний лічильник. Це дозволить підвищити енергетичну ефективність роботи тепло насосних установок в енергозберігаючих технологіях сучасного будівництва.