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

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 …

Лодки надувные

Наш магазин лодки надувные разных размеров, которые мы можем выслать в Хабаровск. Мы на данный момент ищем российских партнёров. Возлагаем надежды, чтоб мы с вами по вебу обсудим о методе сотрудничества.Мы готовы в мае этого года выслать в Хабаровск лодки надувные

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.