разное

Одноступенчатые машины

Одна из первых адсорбционных машин в Европе была предложена Р. Планком и изготовлена заводом Гумбольдта (Герма­ния) в 1924 году для бытового холодильника (рис.23.1[73]). Рабочее вещество «агент (NH3) - адсорбент (СаС12)». Для осуществления про­цессов в реакторе (генераторе-абсорбере) для нагрева использовалась горячая вода (водяная рубашка) от тепла, производимого газовой горелкой, для охлаждения - воздух. Таким образом Тгор - 100°С и Тср= 32 ... 35°С. Машина работала следующим образом:

цикл «разрядки». При подводе тепла высокого потенциала к генератору агент при рк выделялся из гранул сорбента, конден­сировался, скапливался в ресивере, далее расширялся в капиллярной трубке (КТ) и направлялся в испарителе;

цикл «зарядки». Агент кипел в испарителе-аккумуляторе холо­да. Кипение агента осуществлялось за счет тепла кристаллизации водного раствора соли. Приготовленный таким образом водо-соляной лед выполнял функции генератора холода для продуктов, находя­щихся в холодильнике во время цикла «зарядки». Пар агента про­ходил через пустой ресивер и конденсатор (естественно, несколько перегревался, воспринимая тепло окружающей среды) и возвращался в реактор. Поскольку температура адсорбции для пары NH3-CaCl2 превышает Тср, то наружного оребрения было достаточно для отвода

Тепла адсорбции. Величина СОР^ст" составляла 0,21.

Абсолютно очевидно, что от использования газовой горелки необходимо было отказаться. Совершенствования требовала и система обогрева реактора путем установки источника тепла внутри объема, заполненного гранулами адсорбента с целью уменьшения потерь тепла в процессе «зарядки».

Г-А (Р)

ILLLILLLLLLLLL

Одноступенчатые машины

Рис.23.1. Адсорбционная холодильная машина «Сименс - Шукерт»: 1 - электрические грелки для нагрева реактора; 2 - воздушное охлаждение реактора; 3 - емкость с льдосоляным раствором

| LLLLLLLLLLLj

HLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLILLLLL Ч

ЛТГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГІ ттггггггггггггггггггггггг

' LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL

2 ^дссскссссссиссссссссссс ^ ссїїГссссссЕстссстШ)

Одноступенчатые машины

Рис.23.2. Адсорбционная холодильная машина «Бернат»: РИ - ресивер после испарителя, РК - ресивер после конденсатора, КТ ~ капиллярная трубка

ГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГГ хг

К концу 1930-ых годов фирма «Сименс-Шукерт» (Германия) наладила серийное производство пяти видов домашних холодиль­ников (с объемами шкафа 60...300 литров) при использовании адсорбционной холодильной машины на рабочем веществе «NH3- СаС12» (рис.23Л). Реактор обогревался электрическим нагревателем, температура хранения продуктов регулировалась автоматические через изменение мощности грелки (т. е. регулированием количества агента, выделяемого из гранул адсорбента). Суммарное время цикла «зарядки» и «разрядки» составляло 8 часов. За счет этих усовер­шенствований величина СОРд^ств была повышена до 0,27.

Стремление к обеспечению равномерной работы адсорб­ционной машины во времени привело к созданию машин с двумя реакторами (генераторами-адсорберами), работающими в противопо­ложных циклах. Первая из таких машины была выпущена фирмой

«Бернат» (Франция) - рис.23.2. СОРд™тв ~ 0,3. В США до 1970-ых

Годов выпускался прототип машины фирмы «Бернат», но с рабочим веществом «агент (S02) - адсорбент (силикагель)». СОРд^ств = 0,3.

Сравнивая значение термодинамической эффективности пер­вых адсорбционных холодильных машин с диапазоном изменения COPz - 0,81... 1,25 (расчеты по ур.(19.1) для случая, когда тепло - использующая машина термодинамически эквивалента соединению компрессорной машины и электростанции) видно, что первые адсорб­ционные машины (периодического действия) для домашних холо­дильников не могли конкурировать с появившимися в 1930-ые годы первыми компрессорными холодильными машинами (постоянного действия) также для домашних холодильников.

Первые исследования адсорбционных холодильных машин в СССР проводились под руководством Б. М.Блиера, разработанные им адсорбционные холодильные машины (периодического действия) для охлаждения молочных сепараторов выпускались серийно в 1930-ые годы. Агент - NH3, адсорбент - смесь СаС12 (95%) и NaNHt (5%), благодаря чему удалось достичь повышения скорости процесса адсорбции. Реактор обогревался водяным паром при 110 ...120°С, для охлаждения использовалась вода. Холодопроизводительность машин изменялась в пределах 5,4 ... 21 кВт в цикл.

Поскольку процесс отвода тепла в адсорбционной машине происходит как в цикле «зарядки» (отвод тепла адсорбции), так и в цикле «разрядки» (отвод тепла конденсации), то было предложено использовать эти машины в качестве тепловых насосов. Одна из пер­вых научных публикаций по исследованию адсорбционных тепловых насосов принадлежит В. Пауэру (Германия), 1928 год.

В таблице 23.1 приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований некоторых типов адсорбционных машин периодического действия, проведенных в научной группе под руководством С. Улкю (Турция), внесшей существенный вклад в развитие мировой теории и практики адсорбционных машин.

Для повышения эффективности адсорбционной холодильной машины путем интенсификации процессов в реакторе Р. Е.Критоф (Франция) высказал идею использовать в реакторе дополнительную циркуляцию жидкого агента - рис.23.3. При десорбции жидкий агент подается насосом из ресивера во внешний теплообменник, где нагре­вается и далее передает это тепло генератору. В процессе адсорбции наблюдается обратный процесс. Агент во внешнем теплообменнике охлаждается и дополнительно отводит тепло адсорбции. Эксперимен­
тальные исследования проводились с использованием рабочего вещества «агент (NH3) - адсорбент (СА, активированный уголь)». Температура греющего источника изменялась в диапазоне Тгор-200 ...250°С, температура производства холода Тхол=0°С, температура охлаждающей среды Тср-50°С. Продолжительность процесса генера­ции - 61 сек, адсорбции - 189 сек.

Таблица 23.1

Рабочее ^ -—-^^вещество основные показатели ^ —

Агент - вода, адсорбент - клиноптиллопит

Агент - вода; адсорбент - силикагель

Температура кипения (°С)

18

10

17

6

17

Температура конденсации и адсорбции (°С)

45

43

38

41

40

Температура генерации (°С)

230

212

230

119

132

Холодопроизводительнсть (кВт)

148

155

116

47

234

Теплопроизводительность (кВт)

147

156

116

47

234

СОР™р

0,419

0,419

0,403

0,597

0,69*

У^у-л ту действ

0,336

0,335

0,29

0,308

0,631

СОР™ор

1,389

1,399

1,379

1,560

1,657

СОРд™ств

1,365

1,357

1,232

1,270

1,576

* Примечание: высокие значения величины СОРш объясняются малым отношением давлений конденсации и кипения (рк/Ро - 2).

Одноступенчатые машины

J Г-А (Р)§

При при десорбции адбсорбции

Н

Рис.23.3. Адсорбционная холодильная машина с дополнительной циркуляцией жидкого агента через реактор

Рис.23.4. Адсорбционная холодильная машина «Тепловая волна»: НЖ - нагреватель жидкости, ОЖ - охладитель жидкости

Для повышения эффективности адсорбционных машин путем введения внутренней регенерации тепла в 1980 году Д. Миллером с коллегами (США) были предприняты попытки усовершенствовать машину с двумя реакторами. Машина работала в режиме теплофика­ционной машины, рабочее название машины «Тепловая волна» - рис.23.4.

Реакторы соединены с конденсатором и испарителем линиями агента с обратными клапанами для обеспечения строго определенного направления движения агента. Обогрев и охлаждение реакторов производился теплоносителем, последовательно проходящим через нагреватель и охладитель. В начальный момент реактор 1 полностью охлажден и подготовлен к нагреву, реактор 2 полностью нагрет и подготовлен к охлаждению. Жидкий теплоноситель при выходе из нагревателя (НЖ), имеет максимальную температуру. При этой темпе­ратуре он поступает в реактор 1, где понижает охлаждается до температуры, близкой к начальной температуре реактора 1. Далее теплоноситель направляется в охладитель жидкости (ОЖ), где его температура достигает минимального значения. Пройдя насос, тепло­носитель поступает в реактор 2 и, отводя тепло адсорбции, нагре­вается. После прохождения нагревателя температура теплоносителя вновь достигает максимального значения. Циркуляция теплоносителя продолжается до тех пор, пока реактор 2 не охладится до заданной температуры. Это соответствует завершению первой половины цикла. После перемещения реверсного вентиля (РВ) начинается вторая поло­вина цикла, при которой нагретый теплоноситель направляется в реактор 2, а охлажденный - в реактор 1. При такой системе циркуля­ции теплоносителя до 70% тепла, необходимого для осуществления процесса генерации, было получено путем внутренней регенерации тепла. При проведении экспериментов в качестве рабочего вещества использовалась пара «агент (1ЧН3)-адсорбент (СА)», теплоноситель - HXF, высшая температура теплоносителя 255°С, низшая - 47°С, температура конденсации агента Тк-Ъ8°С, температура кипения Т0~5°С. Режим работы - теплофикационная машина. При Qo=10kBt масса агента составила 11 кг, масса адсорбента - 29 кг, объем каждого

Реактора - 0,11м3. СОР^м 6 =0,7...0,74. Машина была признана перспективной, в результате чего исследования продолжились при использовании различных рабочих веществ, теплоносителей и температурных режимов работы.

23.2. Каскадные машины*

Принцип работы каскадных адсорбционных машин заклю­чается в том, чтобы тепло, выделяющееся в процессе адсорбции одно­го каскада, использовалось в процессе десорбции другого каскада. Рабочие вещества для каскадов различные. Это направление в разви­тии адсорбционных машин начато с 1990-ых годов.

На рис.23.5 представлен термодинамический цикл одной из каскадных адсорбционных машин, предложенных и экспериментально изученных научной группой, возглавляемой Ф. Меньером (Франция). В одном каскаде рабочим веществом является пара «агент (Н20) - адсорбент (Z, цеолит)», в другом - «агент (МеО, метанол) - адсорбент (СА)». Машина состоит из двух реакторов, двух конденсаторов и двух испарителелей (для производства холода на двух температурных уровнях). Тепло адсорбции в каскаде с H20-Z частично исполь-зуется для процесса десорбции этого же каскада, а также для десорб-ции в каскаде с МеО-СА. Процесс десорбции в каскаде с Н20 - Z осу­ществляется за счет внешнего источника тепла. СОР^ств =1,06.

На рис.23.6 представлена схема каскадной адсорбционной машины, разработанной научной группой под руководством Б. Спиннера (Франция). Машина состоит из 4 реакторов: в двух происходит десорбция (например, в Р1* и Р2), в двух (например, РЗ и Р4) - адсорбция. Тепло, выделяемое в процессе адсорбции в Р2, передается для осуществления десорбции в Р4. В качестве рабочих веществ были исследованы смеси NH3-MnCl2 и NH3-NiCl2. Эффек­тивность машин, соответственно, составила СОРд^тв-1,0 и 1,1 при

Тхол= о°с.

Описанная каскадная адсорбционная машина была подверг­нута усовершенствованию (рис.23.7) и состояла из двух реакторов, конденсатора и испарителя. Рабочие вещества те же.

Каскад 1 служит для производства холода на температурном уровне Тхол при потреблении тепла с температурой Тгор. Реактор 1 в процессе адсорбции поглощает пар агента, образовавшийся в испари­теле. Реактор 2 в процессе десорбции также потребляет тепло высо­кого потенциала при Тгор, выделившийся пар агента направляется в конденсатор, охлаждаемый внешней охлаждающей средой с Тср.

В иностранной литературе каскадные адсорбционные машины носят название «машины многократного действия» (англ. - machines of multi effect).

Рис.23.6. Схема каскадной адсорбционной холодильной машины двойного действия

Одноступенчатые машины

Каскад 2

Одноступенчатые машины

Рис.23.7. Схема каскадной адсорбционной холодильной машины двойного действия (усовершенствованный вариант машины на рис.23.6)

Рис.23.5. Цикл каскадной адсорбционной холодильной машины

Одноступенчатые машины

Каскад 2 служит также для производства холода на темпера­турном уровне ТХОЯУ потребляя регенерируемое тепло. Реакторы соеди­нены контуром теплоносителя, реактор 1 соединен с конденсатором, реактор 2-е испарителем. Образующееся в реакторе 2 тепло адсорб­ции передается теплоносителем реактору 1, находящемуся в режиме десорбции. Температура в реакторах устанавливается самовыравни­ванием. СОРд™тв = 0,6... 0,8.

В результате создания трехкаскадной адсорбционной холо­дильной машины путем использования двухкратной регенерации

Тепла было получено значение СОРд^ств-1,0... 1,1 (исследования проведены под руководством У. Роккенфеллера, США).

Трехкаскадные машины находятся на пределе термодинами­ческой устойчивости осуществления процессов десорбции и адсорб­ции, в связи с чем на применяемых в настоящее время смесях «агент - адсорбент», увеличение числа каскадов нерационально. Не исклю­чено, что прогресс в области поиска новых рабочих веществ «агент- адсорбент» даст развитие каскадным адсорбционным машинам с большим числом каскадов.

разное

Дизайнерские радиаторы из чугуна от radimaxua.com

Интернет-магазин radimaxua.com предлагает широкий ассортимент дизайнерских радиаторов из чугуна, выпускаемых под брендом RETROstyle. Изготовлением декоративных радиаторов занимаются европейские заводы.

Солнечные коллекторы для отопления

Домашние отопительные системы обычно работают за счет энергии электричества, природного газа или масел, за которые необходимо платить. К тому эти способы отопления вредят окружающей среде. Альтернативой им является солнечная батарея или коллектор.

Как раскрутить свой Instagram с помощью сервиса Like Social ?

Популярность социальных сетей сделала возможной организацию бизнеса в Интернете. Чтобы убедиться в том, что интернет-дело может быть прибыльным, достаточно обратить внимание на количество пользователей популярной сети «Инстаграм», которое на сегодняшний …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.