PL104402B1 - Pompa ciepla napedzana cieplem i praca - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie pompy ciepla napedzanej cieplem i praca, oparte na dwu- strumieniowym obiegu czynnika w gazie, sluzace do podnoszenia ciepla, w szczególnosci ciepla od¬ padowego, na wyzszy poziom temperatury.

Znane jest urzadzenie cieplnej ipompy ciepla, oparte na dwustrumieniowym obiegu czynnika w gazie, które wewnatrz zamknietego, zaizolowanego zbiornika posiada w górnej jego czesci skraplacz, a w czesci srodkowej zraszalnik wykonany z siatek ociekowych o duzej powierzchni.

Wadami urzadzenia tego tyjpu jest to, ze w cza¬ sie wykraplania sie pary powstaje przy sciankach skraplacza warstwa gazu, utrudniajaca proces przenikania pary i przekazywania ciepla oraz to, ze przy wydzielaniu pary napedowej z cieczy splywajacej po siatkach ociekowych proces naste¬ puje powoli, wymagajac duzych powierzchni zra- szaiinika.

Celem urzadzenia wedlug wynalazku jest popra¬ wa funkcjonalnosci przez zapewnienie swobodnego doplywu pary do powierzchni skraplacza i przy¬ spieszenie wytwarzania pary napedowej.

Istota wynalazku polega na wprowadzeniu do cieczy obiegu górnego pary napedowej, tworzac ten obieg przez polaczenie rurociagami zbiornika, cieczy w kolumnie zraszalnikowej poprzez pompe cieczy obiegu górnego, podgrzewacz regeneracyjny cieczy obiegu górnego, wytwornice pary najpedowej i zra¬ szalnik wysokotemperaturowy w kolumnie zraszal- nikowej oraiz na zastosowaniu dodatkowego obiegu' pomocniczego wilgotnego gazu, utworzonego przez polaczenie rurociagami zewnetrznymi wierzcholka kolumny zraszalnikowej poprzez skraplacz pary, podgrzewacz regeneracyjny cieczy obiegu górnego, wentylator przetlaczajacy i kolumne zraszalnikowa w miejscu ponizej zraszalnika niskotemperaituro- wego.

Zaleta urzadzenia wedlug wynalazku jest uzys¬ kanie latwiejszego przenikania patry do scianek skraplacza pary dla przekazywania ciepla skrapla¬ nia i intensywniejsze wytwarzanie pary napedowej dla podgrzewania i nasycania unoszacej sie pary w wysokotemperaturowym zraszalniku kolumny zraszalnikowej, przez co uzyskuje sie urzadzenie latwe do zastosowania w przemysle na duza skale i zapewniajace ekonomiczne podnoszenie ciepla zwlaszcza odpadowego na wyzszy poziom tempe¬ ratury.

Przyklad wykonania urzadzenia wedlug wynalaz¬ ku pokazano na zalaczonym rysunku, który przed¬ stawia schemat polaczen rurociagami elementów urzadzenia pompy ciepla napedzanej cieplem i praca.

Urzadzenie wedlug wynalazku sklada sie z ko¬ lumny zraszalnikowej 1 ustawionej pionowo w po¬ lu grawitacji, posiadajacej u dolu zbiornik cieczy czynnika, nad nim zraszalnik niskotemperaturowy, a jeszcze wyzej zraszalnik wysokotemperaturowy, pompy cieczy obiegu dolnego 2, grzejnika cieczy 104 402104 402 obiegu dolnego 3, pompy cieczy obiegu górnego 4, podgrzewacza regeneracyjnego cieczy obiegu gór¬ nego 5,, wytwornicy pary napedowej 6, skraplacza pary 7 i wentylatora przetlaczajacego 8. Wyzej wymienione elementy polaczone sa rurociagami 5 tworzac dolny obieg cieczy, górny obieg cieczy z para i obieg wilgotnego gazu.

Bbiornik cieczy w kolumnie zraszainikowej 1 po¬ laczony (jest rurociagami poprzez pompe cieczy obiegu dolnego 2, grzejnik cieczy obiegu dolnego 3 !0 z wnetrzem kolumny zraszalnikowej 1 w miejscu nad zraszalnikiem niskotem|peraturowy!m. Jedno¬ czesnie tenze zbiornik cieczy w kolumnie zraszal¬ nikowej 1 polaczony jelst rurociagami poprzez pom¬ pe cieczy obiegu górnego 4, podgrzewacz regenera- *5 cyjny cieczy obiegu górnego 5,, wytwornica pary napedowej 6 z Wnetrzem kolumny zraszalnikowej 1 nad zraszalnikiem wysokotemperaturowym. Z kolei wierzcholek kolumny zraszalnikowej 1 polaczony jest rurociagami zewnetrznymi poprzez skraplacz 20 pary 7, podgrzewacz regeneracyjny cieczy obiegu górnego 5, wentylator przetlaczagacy 8 z wnetrzem kolumny zraszalnikowej 1 w miejscu ponizej zra¬ szalnika niskotemperaturowego. Kolumna zraszal- nikowa 1 wypelniona jest zespolem roboczym skla- 25 dajacym sie z czynnika, wystepujacego w fazach cieklej i parowej oraz gazu ciezszego od pary czyn¬ nika i obojetnego chemicznie w stosunku do czyn¬ nika, a caly uklad cial znajduje sie w dzialaniu pola grawitacyjnego o przyspieszeniu g, przy czym 30 cale urzadzenie wraz z laczacymi je rurociagami jest zaizolowane cieplnie. jUrzadzenie wedlug wynalazku dziala w nastepu¬ jacy sposób: Z pomoca pompy cieczy obiegu dol¬ nego 2 pobierajacej ciecz czynnika ze zbiornika w 35 kolumnie zraszalnikowej 1, krazy ciecz w pomocni¬ czym oibiegu dolnym przez grzejnik cieczy obiegu dolnego 3 i zraszalnik niskotemperaturowy w ko¬ lumnie zraszalnikowej 1. Z pomoca pompy cieczy obiegu górnego 4, pobierajacej ciecz ze zbiornika 40 w kolumnie zraszalmikowej 1, krajzy ciecz w po¬ mocniczym obiegu górnym przez podgrzewacz re¬ generacyjny cieczy obiegu górnego 5, wytwornice pary napedowej 6 dalej w kolumnie zraszalnikowej 1 przez zraszalnik wysokotemperaturowy potem 45 zraszalnik niskotemperaturowy i zbiornik cieczy.

Z pomoca wentylatora przetlaczajacego 8 krazy pomocniczy obieg wilgotnego gazu przez zraszalnik niskotemperaturowy i zraszalnik wysokotemperatu¬ rowy w kolumnie zraszalnikowej 1, skraplacz pary ,50 7, podgrzewacz regeneracyjny cieczy obiegu gór¬ nego 5 i wentylator przetlaczajacy 8.

W czasie przeplywu gazu przez zraszalnik nisko¬ temperaturowy w kolumnie zraszalnikowej 1 w przeciwpradzie ze .splywajaca ciecza obiegu doi- 55 nego, nastepuje wydzielanie sie pary z cieczy do gazu, koszteim ciepla Q0 doprowadzanego przy nis¬ kiej temperaturze w grzejniku cieczy obiegu dol¬ nego 3 i ciepla powstalego z pracy LQ doprowadzo¬ nej do pompy cieczy obiegu dolnego 2. Para razem z gazem unosi sie ze zraszalnika niskotemperaturo¬ wego do zraszalnika wysokotemperaturowego w ko¬ lumnie zraszalnikowej 1. Para w mieszaninie z ciezszym od niej gazem, na skutek dzialania pola grawitacyjnego o przyspieszeniu g, unosi sie szyb¬ ciejódgazu. 65 60 |W górnylm obiegu ciecz przetlaczana pompa cie¬ czy obiegu górnego 4 jest podgrzewana w podgrze¬ waczu regeneracyjnym cieczy obiegu górnego 5 cieplem oddawanym przez skropliny i wilgotny gaz splywajacy ze skraplacza 7, a dalej podgrzewa¬ na do temperatury wrzenia i czesciowo odparo¬ wywana w wytwornicy pary napedowej 6, kosztem ciepla Bn, doprowadzanego przy wysokiej tempe¬ raturze z sieci grzewczej, po czym wprowadzana jest nad zraszalnik wysokotemperaturowy w ko¬ lumnie zraszalnikowej 1.

W kolumnie zraszalnikowej 1 wprowadzana ra¬ zem z ciecza para napedowa nad zraszalnik wy¬ soko* emperaturowy, splywajac iw dól i oddajac, cieplo skraplania^ podgrzewa i nawilza unoszaca sie pare, wydzielana przy niskiej temperaturze w zralszailniku niskotemperaturowym, oraz uzupelnia straty ciep¬ la Qr rozpraszanego przez zaizolowane scianki urzadzenia. IW kolumnie zras zaimkowej 1 para w miare unoszenia sie przez zraszalnik wysokotempe¬ raturowy, nagrzewa sie i zwieksza swój udzial w mieszaninie z gazem. Gaz silnie wzbagacony w pare czynnika z wierzcholka kolumny zraszalni¬ kowej 1, sila ciagu wentylatora przetlaczajacego 8, przeplywa do skraplacza pary 7, w którym para przekazuje cieplo skraplania Qw przy wysokiej temperaturze do czynnika grzejnego przeplywaja¬ cego przez skraplacz pary 7. Skropliny i wilgotny gaz ze skraplacza pary 7 dostaje sie do podgrze¬ wacza regeneracyjnego cieczy obiegu górnego 5, w którym czesc pary oddaje cieplo skraplania, a skropliny i gaz oddaja cieplo przy stygnieciu, nastepnie gaz wentylatorem przetlaczajacym 8 wprowadzany jest do kolumny zraszalnikowej 1, do której splywaja rózniez ostudzone skropliny. Ilosc oddawanego ciepla Qw przy wysokiej temperatu¬ rze do czynnika grzejnego powstaje z ciepla Q0, doprowadzanego przy niskiej temperaturze przez grzejnik cieczy obiegu dolnego 3, z ciepla Bn do¬ prowadzanego z sieci grzewczej przy wysokiej tem¬ peraturze przez wytwornice pary napedowej 6, oraz z ciepla powstalego z pracy LQ doprowadzanej do pompy cieczy obiegu dolnego 2, pracy Lw dopro¬ wadzanej do pompy cieczy oibiegu górnego 4 i pra¬ cy Lg doprowadzonej do wentylatora przetlaczaja¬ cego 8, zmniejszonych o cieplo Qr rozpraszane przez zaizolowane scianki calego urzadzenia.

I

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Pompa ciepla napedzana cieplem i praca, oparta na dwustrurnieniowym Obiegu czynnika w gazie, skladajaca sie ze znanej kolumny zraszalnikowej, ustawionej pionowo w polu grawitacyjnym^ wy¬ pelnionej czynnikiem wystepujacym w fazie paro¬ wej i cieklej z gazem obojetnym chemicznie i ciez¬ szym od pary czynnika, posiadajacej u dolu zbior¬ nik cieczy czynnika, wyzej zraszalnik niskotempe¬ raturowy, a jeszcze wyzej zraszalnik wysokotem¬ peraturowy, pompy cieczy obiegu dolnego, grzejni¬ ka cieczy obiegu dolnego, pompy cieczy obiegu górnego, podgrzewacza regeneracyjnego obiegu gór^ nego, wytwornicy pary napedowej, skraplacza pary i wentylatora 'przetlaczajacego, znamienna tym, ze zbiornik cieczy w kolumnie zraszalnikowej (1)104 402 6 polaczony jest zewnetrznymi rurociagami przez pompe cieczy obiegu górnego (4), podgrzewacz re¬ generacyjny obiegu górnego (5) i wytwornice pary napedowej (6) z wnetrzem kolumny zraszalniko- wej (1) w miejscu nad zraszalnikiem wysokotempe¬ raturowym, a wierzcholek kolumny zraszalnikowej (1) polaczony jest zewnetrznymi rurociagami przez skraplacz pary (7), ipodgrzawacz regeneracyjny cieczy obiegu górnego (5) i wentylator przetlacza¬ jacy (8) z wnetrzem kolumny zraszalinikowej (1) w miejscu ponizej zraszalnika niskotemperaturo¬ wego.