Nieuw warmtepompconcept

[raymon]

Op agoravox zag ik dit nieuwe concept van warmtepomp, kun je me vertellen wat je denkt?

http://www.agoravox.fr/actualites/techn ... che-130895
Warmtepomp oplossen en kristalliseren.
Het onderstaande idee is gepubliceerd door researchdisclosure onder nummer 581002: het maakt daarom deel uit van het publieke domein en is toegankelijk voor iedereen die een prototype wil maken om de prestatiecoëfficiënt te bepalen. en optimaliseren.

1. INLEIDING.

Bestaande warmtepompen (compressie of absorptie) gebruiken de compressie (mechanisch of thermisch) van een damp of een gas, hetgeen een aanzienlijke hoeveelheid energie impliceert om aan het systeem te leveren (in de vorm van elektriciteit of warmte).

Integendeel, een systeem voor het oplossen en kristalliseren van een vaste stof in een vloeistof die geen dampfase gebruikt, vereist minder energie om te worden toegevoerd en dit resulteert in een hogere prestatiecoëfficiënt.

2. BASISVOORWAARDEN EN KEUZE VOOR OPLOSSING EN OPLOSMIDDEL.

a) Het onderzochte geval is dat waar het oplossen exotherm is en waar de oplosbaarheid toeneemt met de temperatuur: het oplossen van natriumhydroxide (NaOH) in water voldoet bijvoorbeeld aan deze voorwaarden en geeft een aanzienlijke hoeveelheid warmte af.

b) Naar analogie kan het geval waarin de oplossing endotherm is mutatis mutandis worden onderzocht.

c) Anderzijds is de volgende redenering gebaseerd op een enkele tank, maar men kan zich twee tanks voorstellen, één voor oplossing, de andere voor kristallisatie, een Archimedes-schroef die de twee tanks verbindt met de bodem van deze maken de verplaatsing mogelijk van vast NaOH uit de kristallisatietank naar de oplossingstank.

d) Een werveling in de oplossingszone en een hydrocycloon in de kristallisatiezone stroomopwaarts van het filter lijken essentieel.

e) De toevoeging van een verbinding die het vriespunt verlaagt kan nuttig zijn, net als alle andere middelen die het mogelijk maken de viscositeit te verlagen.

3. BESCHRIJVING.

Het samenstel bestaat uit een tank die van onder naar boven wordt doorlopen door een waterige oplossing van NaOH, waarbij de circulatie wordt gewaarborgd door een pomp (figuur 1).

Ik kan het plan niet posten

De arme oplossing komt, na te zijn voorverwarmd (A), vanaf de bodem van de tank binnen, waar deze wordt verrijkt in NaOH (roerder en overmaat NaOH) met temperatuurstijging (B) (het oplossen van NaOH is exotherm en de oplosbaarheid neemt toe naarmate de temperatuur stijgt).

Na het toevoegen van calorieën aan de hete bron (C), verwarmt deze rijke oplossing de magere oplossing, koelt (D) en komt de kristallisatiezone binnen waar het NaOH verlaagt met een temperatuurdaling (kristallisatie is endotherm en de oplosbaarheid neemt af wanneer de temperatuur daalt).

Na het toevoeren van calorieën uit de koude bron, gaat het door een filter dat de gevormde kristallen vasthoudt (E).

Dit filter moet de magere oplossing in staat stellen om zijn NaOH-concentratie en derhalve zijn koude temperatuur te handhaven, om de koeling van de rijke oplossing en het begin van kristallisatie te verzekeren.

Dit filter is misschien niet essentieel: tests uitgevoerd met verschillende stroomsnelheden maken het mogelijk om het te specificeren.

Met een sproeibalk die om de as van de tank draait, kan het filter continu worden gereinigd: het wordt geleverd met een magere oplossing (mogelijk verwarmd om de viscositeit op het niveau van de filter te verminderen), of met lucht die uit de bovenkant van de tank komt. (vermindert ook de viscositeit onder bepaalde omstandigheden).

De regeling van de wisselingsstroomsnelheden met de hete bron en de koude bron en van de stroomsnelheid in de tank moet het mogelijk maken het samenstel te regelen.

4. VOORBEELD.

Gebaseerd op de volgende gegevens (figuur 2):


- bovenste temperatuur van de cyclus: 80 ° C,
- lagere temperatuur: - 20 ° C,

- massaverhouding:
- 20% voor de slechte oplossing, dat wil zeggen: 0,250 kg NaOH per kg water,
- 40% voor de rijke oplossing, dwz: 0,667 kg NaOH per kg water,
- hoeveelheid opgelost (of gekristalliseerd) NaOH: 0,417 kg NaOH per kg water,
- gemiddelde oplossingsenthalpie van NaOH: - 37 KJ / mol, d.w.z .: 925 KJ / Kg,
- enthalpie van de volgende berekende oplossing: i = 4,19 xmxt,
- t (D): 17 ° C.


1. De warmte die vrijkomt bij het oplossen wordt gebruikt om de oplossing van A naar B te verwarmen:

Per kg oplosmiddel (water):
0,417 x 925 = 4,19 x 1,667 x 80 - 4,19 x 1,250 xt (A),

Vandaar t (A) = 33 ° C.

2. Na uitwisseling met de hete bron wordt de resterende warmte (van C tot D) gebruikt om de magere oplossing (van E tot A) voor te verwarmen:

4,19 x 1,667 xt (C) - 4,19 x 1,667 x 17 = 4,19 x 1,250 x 33 - 4,19 x 1,250 x (- 20).

Vandaar t (C) = 57 ° C.

3. Hoeveelheid warmte uitgewisseld met de hete bron: van B tot C:
4,19 x 1,667 x 80 - 4,19 x 1,667 x 57 = 160,65 KJ per kg water.


Als voorbeeld nemen:
- binnendiameter van de tank = 50 cm,
- sectie = 3,14 x 2,5 x 2,5 = 19,625 dm²,
- verwarmingsinstallatie van 125.000 KJ / uur.

Stroomsnelheid van rijke oplossing per uur: (125.000 / 160,65) x 1,667 = 1.297 Kg / uur,
ofwel ongeveer 900 liter oplossing per uur of 15 liter per minuut,
of een snelheid in de tank (in gebieden zonder wisselaar) van ongeveer 8 cm per minuut, hetgeen derhalve de snelheid bij de inlaat van het filter zou zijn, langzaam genoeg om deze hoofdbron van drukval te beperken.

[Did67]

Geen jong persoon, het idee. Zie deze tekst uit de vroege jaren 80:

http://hal.archives-ouvertes.fr/docs/00 ... _245_0.pdf

[raymon]

Ja inderdaad, het dateert een beetje, maar weet je een beetje meer, denk je dat het systeem kan werken?

Blijkbaar is hij op zoek naar mensen die willen proberen het systeem te repliceren.

Dus stuurde ik, per e-mail en normale post, het adres van mijn blog naar onderzoekers en managers in het betreffende veld.
Ik kreeg maar één antwoord: een professor aan een universiteit die uitlegde dat alle onderzoeksprogramma's waren verspreid, maar dat hij een student mogelijk als proefschriftonderwerp kon vragen studie van kristallisatie in het beoogde geval.
Tot op heden is geen actie ondernomen; Ik stond er niet op, gezien het feit dat een minimum aan motivatie vereist is.

Ik wil je aan het werk zetten: als je een onderzoeker of een manager of een professor in het betreffende vak kent, kun je hem dan vragen of hij het idee interessant vindt?
Bedankt voor uw mogelijke deelname.

[chatelot16]

Bestaande warmtepompen (compressie of absorptie) gebruiken de compressie (mechanisch of thermisch) van een damp of een gas, hetgeen een aanzienlijke hoeveelheid energie impliceert om aan het systeem te leveren (in de vorm van elektriciteit of warmte).

Integendeel, een systeem voor het oplossen en kristalliseren van een vaste stof in een vloeistof die geen dampfase gebruikt, vereist minder energie om te worden toegevoerd en dit resulteert in een hogere prestatiecoëfficiënt.

grote fout vanaf het begin: de maximale cop van een warmtepomp wordt perfect bepaald door carnot: alleen gedefinieerd door koude of warme temperatuur

het compressiesysteem maakt het mogelijk om heel dicht bij het theoretische maximum te komen als we de middelen daar plaatsen ... de warmtepompen van de huidige handel maken slechts de helft of een derde van het theoretische maximum ... we kunnen veel beter doen met betere compressor en grotere wisselaars

Ik ben er niet van overtuigd dat een zoutoplossend systeem in principe beter is: laat ons de verkregen resultaten zien

[raymon]

het compressiesysteem maakt het mogelijk om heel dicht bij het theoretische maximum te komen als we de middelen daar plaatsen ... de warmtepompen van de huidige handel maken slechts de helft of een derde van het theoretische maximum ... we kunnen veel beter doen met betere compressor en grotere wisselaars

Ik ben het er helemaal mee eens dat ik zojuist een omkeerbare airconditioning toshiba heb geïnstalleerd met een tweetrapscompressor, dus een zeer groot gebied wanneer slechts één deel van de compressor nu werkt, verbruikt hij onmiddellijk 2 w, zijn vermogen is 250 kW piek.

Ik ben er niet van overtuigd dat een zoutoplossend systeem in principe beter is: laat ons de verkregen resultaten zien

Het was een vraag, ik vind het idee interessant dat het waar is dat een circulatiepomp veel minder verbruikt dan een compressor.