Energiagazdálkodás, 1990 (31. évfolyam, 1-12. szám)

1990-01-01 / 1. szám

a belső hőcsere csökkenti a nyomásviszonyt, ezzel javul a kompresszor hatásfoka, esetleg csökkent­hető a berendezés méretezési nyomása is. Osenbrück körfolyamatában a belső hőcserélő teljesítménye és hatása erősen korlátozott, ugyan­is az elpárologtatóból kilépő közegnek csak egy része kerül bele, az is végig folyadékállapotban marad a hőcserélőben, és legfeljebb a kondenzá­torból kilépő kondenzátora hőmérsékletéig mele­gedhet fel. Kézenfekvőnek látszik, hogy a belső hőcserélő teljesítményének növelésével annak előnyei foko­zódnak (feltéve természetesen, hogy a külső fel­tételek ezt a növelést indokolttá teszik). A belső hőcserélő teljesítményének növelése bizonyos tech­nikai problémákat is felvet. Osenbrück körfolya­matában folyadék-folyadék hőcserélő szerepel, amellyel jól megoldható az ellenáramú kapcsolás. Ha azonban növelni akarjuk a belső hőcserélőt, akkor legalábbis az egyik oldalon a folyadék he­lyett pl. nedves gőz áramlik, ami szükségessé teszi a megfelelő hőcserélő konstrukció kialakítását. Egy másik lehetőség a körfolyamat tökéletesí­tésére a nedves kompresszió alkalmazása. Ennek előnye elméletileg nyilvánvaló, hiszen csökkenti a kompresszió munkáját és véghőmérsékletét. A gyakorlati megvalósítás azonban nehézségekbe ütközik, bár ma már vannak olyan kompresszo­rok (elsősorban az olajmentes csavarkompresszo­rok), amelyek biztonságosan tudnak nedves gőzt szállítani. Ez a probléma abból adódik, hogy míg a gőzfázis a nyomásnövekedés hatására azonnal felmelegszik, a folyadék felmelegedése hőátadás következtében valósul meg, így mértéke erősen függ a rendelkezésre álló időtől és a reakció­felü­lettől. A nedves kompresszió termodinamikai hatékonysága viszont attól függ, hogy milyen mér­tékben sikerül a két fázist az egyensúlyi állapot­hoz közelíteni a kompresszió folyamán. 7. A Malewski-körfolyamat Az Osenbrück-körfolyamat egyik továbbfejlesz­tése Malewskitől [6] származik, ő az ,,oldalkörös kompressziós gép” elnevezést használja, tehát Altenkirch 1950-es cikkéhez [3] igazodik. A kap­csolást a 6/b. ábra szemlélteti. Jól látható, hogy az Osenbrück-körfolyamattól az elvi kapcsolást lényegében a nedves kompresszió alkalmazása különbözteti meg. Megjegyzendő, hogy eltérés van a hőcserélők konstrukciójában is, amit itt nem részletezünk. A hőcserélők ellenáramú kap­csolása természetesen Malewski körfolyamatában is szerepel. A belső hőcserélő jelentősége és viszonylagos teljesítménye ugyanaz mint Osenbrücknél, de a belőle kilépő felmelegedett folyadékfázist nem a kondenzátorba, hanem a kompresszorba vezetik, onnan áramlik a nedves gőz a kondenzátorba. Tudomásunk szerint az 1980-as évek első felé­ben épült egy ipari méretű kísérleti berendezés­, amely a Malewski-körfolyamatot valósította meg. Ennek a munkaközege ammónia-víz keverék volt. A hőszivattyú további sorsáról azonban nem tudunk. 8. A Hivessy-Pecz-féle hibrid hőszivattyú Ez az Osenbrück-körfolyamat olyan továbbfej­lesztésének tekinthető, amely egyrészt alkalmazza a nedves kompressziót, másrészt megnöveli a belső hőcserélőt. Először a Hivessy-Pecz-féle „hibrid kompressziós-abszorpciós eljárás” [5] megnevezése használja a „hibrid” szót ebben az értelemben. A körfolyamatot a 7/a. ábra szemlélteti. Az F hőcserélőben nem párolog el teljesen a munkakö­zeg, ugyanúgy mint az Osenbück- és a Malewski­­körfolyamatban, azonban ezekkel ellentétben a két fázist nem választjuk szét, hanem az egész közeget bevezetjük nedves gőz állapotban a BH jelű belső hőcserélőbe. Innen a kompresszorba jut a munka­közeg, ahol nedves kompresszió megy végbe, majd a kompresszorból kilépő nedves gőz a H jelű hő­cserélőbe jut. A körfolyamat további része elvben megegyezik az Osenbrück-féle megoldással. Ennek a körfolyamatnak az előzőekhez képest tehát két lényeges sajátossága van. Az egyik az, hogy a belső hőcserélőben a teljes munkaközeget melegíti, így meg tudja növelni a belső hőcserélő teljesítményét. A munkaközeg a felmelegedés során végig nedves gőz állapotában van, ezért igen sok hőt tud felvenni elpárolgás és kigázosodás útján. A belső hőcserélő teljesít­ményét itt az korlátozza, hogy a hőt leadó kon­­denzátum folyadék állapotban lép be és legfeljebb az elpárologtatóból kilépő közeg hőmérsékletéig hűlhet le. A másik sajátossága, hogy a Malewski-körfolya­­mathoz hasonlóan alkalmazza a nedves kompreszi­sziót, de a folyadékot nem szivattyúval szállítja a kompresszorhoz, hanem azt a nedves gőz álla­potú munkaközeg részeként maga a kompresszor szívja be. : Energiagazdálkodás XXXI. évf. 1990. 1. szám­ ­ H 1 folyadék gőz nedves gőz I H » =ivv4 • к ni.ii; BH} , :;Ш -вн’ Ц -..I ___Jf- ;■ ESZ' TM-ЧКл ±:; '4b I F l ' ! b„ Továbbfejlesztése­­ változat f19?6] ’ I 967 -7­­ 7. ábra. Nedves gőz melegítése belső hőcserélőben^ 5

Next