СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ

1. Способ теплопередачи, в котором:
0
с помощью источника тепловой энергии осуществляют нагрев по меньшей мере одной из одной или более емкостей (1), (1') испарителя, заполненной по меньшей мере двумя различными текучими средами, причем первая текучая среда находится в газообразной фазе, а вторая текучая среда находится в жидкой фазе, при этом по меньшей мере одна емкость (1), (1') испарителя присоединена по меньшей мере одним трубопроводом (2) по меньшей мере к одному конденсатору (3), соединенному с накопительной емкостью (5), заполненных первой текучей средой в газообразной фазе с давлением Р;
при этом нагревание вызывает испарение жидкой фазы второй текучей среды и повышение давления в емкости испарителя (1), (1') с образованием парообразной фазы второй текучей среды, которая смешивается с газообразной фазой первой текучей среды, и перемещение по трубопроводу (2) парообразной фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из емкости испарителя в конденсатор (3) и накопительную емкость (5) с повышением давления в конденсаторе (3) и накопительной емкости (5), и накоплением энергии сжатия газообразной фазы первой текучей среды, и конденсацией парообразной фазы второй текучей среды с отдачей теплоты конденсации приемнику тепловой энергии и перемещением жидкой фазы второй текучей среды в накопительную емкость (5) по трубопроводу (4);
сокращают нагрев по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя, что обеспечивает снижение температуры и снижение давления в емкости (1), (1') испарителя до значения, при котором разность между давлением в накопительной емкости (5) и давлением в емкости (1), (1') испарителя, а также энергия сжатия газообразной фазы первой текучей среды обеспечивают возврат жидкой фазы второй текучей среды в по меньшей мере одну емкость(1), (1') испарителя.
2. Способ по п. 1, в котором длина трубопровода (2) составляет от 0,01 м до более чем 1 км.
3. Способ по п. 1, в котором мощность источника тепловой энергии составляет менее 20 кВт и более.
4. Способ по п. 1, в котором диаметр трубопровода (2) составляет 0,01-0,02 м.
5. Способ по п. 1, в котором первая текучая среда представляет собой одно выбранное из группы, состоящей из воздуха, азота, гелия, водорода, углекислого газа.
6. Способ по п. 1, в котором вторая текучая среда представляет собой холодильный агент, спирты, ацетон, воду, антифризы или их смеси либо жидкие металлы.
0
7. Способ по п. 1, в котором давление Р равно 50 атм, а температура кипения второй текучей среды составляет более 250°C.
0
8. Способ по п. 1, в котором давление Р равно 0,3 атм, а температура кипения второй текучей среды составляет ниже 100°C.
9. Способ по п. 1, в котором нагрев сокращают при достижении заданного давления в по меньшей мере одной из емкостей (1), (1') испарителя, конденсаторе (3) или накопительной емкости (5); при достижении заданного времени нагрева емкости (1), (1') испарителя, при достижении заданной температуры в емкости (1), (1') испарителя, заданного уровня сконденсированной второй текучей среды в конденсаторе (3) или накопительной емкости (5).
10. Способ по п. 1, в котором высота столба жидкой фазы второй текучей среды в трубопроводе (2), трубопроводе (4), конденсаторе (3) и накопительной емкости (5) составляет от 1 до 100 м и более.
11. Способ по п. 1, в котором разность между давлением в накопительной емкости (5) и давлением в по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя обеспечивает гидравлический напор для преодоления гидравлического сопротивления трубопровода (2) и высоты столба жидкой фазы второй текучей среды в трубопроводе (2), трубопроводе (4), конденсаторе (3) и накопительной емкости (5).
12. Способ по любому из пп. 1-9, в котором накопительная емкость (5) дополнительно соединена с каждой из по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя возвратным трубопроводом (6), на котором установлено по меньшей мере одно или более запорное средство (7), и возврат жидкой фазы второй текучей среды в емкость (1), (1') испарителя осуществляют по возвратному трубопроводу (6).
13. Способ по п. 11, в котором разность между давлением в накопительной емкости (5) и давлением в емкости (1), (1') испарителя обеспечивает гидравлический напор для преодоления гидравлического сопротивления возвратного трубопровода (6) и высоты столба сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды в накопительной емкости (5) и возвратном трубопроводе (6).
14. Способ по п. 12, в котором запорное средство (7) представляет собой одно выбранное из группы, содержащей: клапан, управляемый вручную, клапан, управляемый автоматически, обратный клапан.
15. Способ по п. 13, в котором высота столба жидкой фазы второй текучей среды в трубопроводе (2), трубопроводе (4), конденсаторе (3) и накопительной емкости (5), возвратном трубопроводе (6) составляет от 1 до 100 м и более.
16. Способ по любому из пп. 1-9, в котором накопительная емкость (5) дополнительно соединена с каждой из по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя возвратным трубопроводом (6), на котором установлено по меньшей мере одно или более запорное средство (7), причем каждая из по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя также соединена с трубопроводом (2) посредством по меньшей мере одного или более запорного средства (7), и возврат жидкой фазы второй текучей среды в емкость (1), (1') испарителя осуществляют по возвратному трубопроводу (6).
17. Способ по п. 16, в котором запорное средство (7) представляет собой одно выбранное из группы, содержащей: клапан, управляемый вручную, клапан, управляемый автоматически, обратный клапан.
18. Способ по п. 16, в котором осуществляют нагрев по меньшей мере одной емкости (1) испарителя из по меньшей мере двух емкостей (1), (1') испарителя, причем до сокращения нагрева емкости (1) испарителя, с помощью источника тепловой энергии, обеспечивают нагрев емкости (1') испарителя, что вызывает испарение жидкой фазы второй текучей среды и повышение давления в емкости (1') испарителя с образованием парообразной фазы второй текучей среды, которая смешивается с газообразной фазой первой текучей среды, и перемещение по трубопроводу (2) парообразной фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из емкости испарителя (1') в конденсатор (3) с конденсацией парообразной фазы второй текучей среды, и отдачей теплоты конденсации приемнику тепловой энергии, и образованием жидкой фазы второй текучей среды, и перемещением сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды по жидкостному трубопроводу (4) в накопительную емкость (5) с накоплением энергии сжатия газообразной фазы первой текучей среды, и
причем сокращение нагрева емкости (1) испарителя обеспечивает перемещение сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из накопительной емкости (5) по жидкостному трубопроводу (4) в емкость (1) испарителя через одно или более запорное средство (7), установленное на одном или более возвратном трубопроводе (6).
19. Способ по п. 16, в котором осуществляют нагрев двух или более емкостей (1), (1') испарителя, что вызывает испарение жидкой фазы второй текучей среды и повышение давления в двух или более емкостях (1), (1') испарителя с образованием парообразной фазы второй текучей среды, которая смешивается с газообразной фазой первой текучей среды, и перемещение по трубопроводу (2) парообразной фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды в двух или более емкостей (1), (1') испарителя в конденсатор (3) с конденсацией парообразной фазы второй текучей среды, и отдачей теплоты конденсации приемнику тепловой энергии, и образованием жидкой фазы второй текучей среды, и перемещением сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды по жидкостному трубопроводу (4) в накопительную емкость (5) с накоплением энергии сжатия газообразной фазы первой текучей среды, и
причем сокращение нагрева емкости (1) испарителя обеспечивает перемещение сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из накопительной емкости (5) по жидкостному трубопроводу (4) в емкость (1) испарителя через одно или более запорное средство (7), установленное на одном или более возвратном трубопроводе (6),
а сокращение нагрева емкости (1') испарителя обеспечивает перемещение сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из накопительной емкости (5) по жидкостному трубопроводу (4) в емкость (1') испарителя через одно или более запорное средство (7), установленное на одном или более возвратном трубопроводе (6).
20. Устройство теплопередачи, содержащее:
по меньшей мере одну из одной или более емкостей (1), (1') испарителя, заполненную по меньшей мере двумя различными текучими средами, причем первая текучая среда находится в газообразной фазе, а вторая текучая среда находится в жидкой фазе,
по меньшей мере один источник тепловой энергии, предназначенный для нагрева по меньшей мере одной из одной или более емкостей (1), (1') испарителя,
по меньшей мере один трубопровод (2), предназначенный для соединения по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя с по меньшей мере одним конденсатором (3), соединенным с накопительной емкостью (5), заполненным первой текучей средой в газообразной фазе с давлением Р0;
при этом нагревание по меньшей мере одной из одной или более емкостей (1), (1') испарителя вызывает испарение жидкой фазы второй текучей среды и повышение давления в емкости испарителя (1), (1') с образованием парообразной фазы второй текучей среды, которая смешивается с газообразной фазой первой текучей среды, и перемещение по трубопроводу (2) парообразной фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из емкости испарителя в конденсатор (3) и накопительную емкость (5) с повышением давления в конденсаторе (3) и накопительной емкости (5), и накоплением энергии сжатия газообразной фазы первой текучей среды, и конденсацией парообразной фазы второй текучей среды с отдачей теплоты конденсации приемнику тепловой энергии и перемещением жидкой фазы второй текучей среды в накопительную емкость (5) по трубопроводу (4);
причем сокращение нагрева по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя обеспечивает снижение температуры и снижение давления в емкости (1), (1') испарителя до значения, при котором разность между давлением в накопительной емкости (5) и давлением в емкости (1), (1') испарителя, а также энергия сжатия газообразной фазы первой текучей среды обеспечивают возврат жидкой фазы второй текучей среды в по меньшей мере одну емкость (1), (1') испарителя.
21. Устройство по п. 20, в котором длина трубопровода (2)составляет от 0,01 м до более чем 1 км.
22. Устройство по п. 20, в котором мощность источника тепловой энергии составляет менее 20 кВт и более.
23. Устройство по п. 20, в котором диаметр трубопровода (2) составляет 0,01-0,02 м.
24. Устройство по п. 20, в котором первая текучая среда представляет собой одно выбранное из группы, состоящей из воздуха, азота, гелия, водорода, углекислого газа.
25. Устройство по п. 20, в котором вторая текучая среда представляет собой холодильный агент, спирты, ацетон, воду, антифризы или их смеси либо жидкие металлы.
0
26. Устройство по п. 20, в котором давление Р равно 50 атм, а температура кипения второй текучей среды составляет более 250°C.
0
27. Устройство по п. 20, в котором давление Р равно 0,3 атм, а температура кипения второй текучей среды составляет ниже 100°C.
28. Устройство по п. 20, в котором сокращение нагрева осуществляют при достижении заданного давления в по меньшей мере одной из емкостей (1), (1') испарителя, конденсаторе (3) или накопительной емкости (5); при достижении заданного времени нагрева емкости (1), (1') испарителя; при достижении заданной температуры в емкости (1), (1') испарителя, заданного уровня сконденсированной второй текучей среды в конденсаторе (3) или накопительной емкости (5).
29. Устройство по п. 20, в котором высота столба жидкой фазы второй текучей среды в трубопроводе (2), трубопроводе (4), конденсаторе (3) и накопительной емкости (5) составляет от 1 до 100 м и более.
30. Устройство по п. 20, в котором разность между давлением в накопительной емкости (5) и давлением в по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя обеспечивает гидравлический напор для преодоления гидравлического сопротивления трубопровода (2) и высоты столба жидкой фазы второй текучей среды в трубопроводе (2), трубопроводе (4), конденсаторе (3) и накопительной емкости (5).
31. Устройство по любому из пп. 20-29, в котором накопительная емкость (5) дополнительно соединена с по меньшей мере одной емкостью (1), (1') испарителя возвратным трубопроводом (6), на котором установлено по меньшей мере одно или более запорное средство (7), и возврат жидкой фазы второй текучей среды в емкость (1), (1') испарителя осуществляют по возвратному трубопроводу (6).
32. Устройство по п. 30, в котором разность между давлением в накопительной емкости (5) и давлением в емкости (1), (1') испарителя обеспечивает гидравлический напор для преодоления гидравлического сопротивления возвратного трубопровода (6) и высоты столба сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды в накопительной емкости (5) и возвратном трубопроводе (6).
33. Устройство по п. 31, в котором запорное средство (7) представляет собой одно выбранное из группы, содержащей: клапан, управляемый вручную, клапан, управляемый автоматически, обратный клапан.
34. Устройство по п. 32, в котором высота столба жидкой фазы второй текучей среды в трубопроводе (2), трубопроводе (4), конденсаторе (3) и накопительной емкости (5), возвратном трубопроводе (6) составляет от 1 до 100 м и более.
35. Устройство по любому из пп. 20-29, в котором накопительная емкость (5) дополнительно соединена с каждой из по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя возвратным трубопроводом (6), на котором установлено по меньшей мере одно или более запорное средство (7), причем каждая из по меньшей мере одной емкости (1), (1') испарителя также соединена с трубопроводом (2) посредством по меньшей мере одного или более запорного средства (7), и возврат жидкой фазы второй текучей среды в емкость (1), (1') испарителя осуществляют по возвратному трубопроводу (6).
36. Устройство по п. 35, в котором запорное средство (7) представляет собой одно выбранное из группы, содержащей: клапан, управляемый вручную, клапан, управляемый автоматически, обратный клапан.
37. Устройство по п. 35, в котором осуществляют нагрев по меньшей мере одной емкости (1) испарителя из по меньшей мере двух емкостей (1), (1') испарителя, причем до сокращения нагрева емкости (1) испарителя, с помощью источника тепловой энергии, обеспечивают нагрев емкости (1') испарителя, что вызывает испарение жидкой фазы второй текучей среды и повышение давления в емкости (1') испарителя с образованием парообразной фазы второй текучей среды, которая смешивается с газообразной фазой первой текучей среды, и перемещение по трубопроводу (2) парообразной фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из емкости испарителя (1') в конденсатор (3) с конденсацией парообразной фазы второй текучей среды, и отдачей теплоты конденсации приемнику тепловой энергии, и образованием жидкой фазы второй текучей среды, и перемещением сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды по жидкостному трубопроводу (4) в накопительную емкость (5) с накоплением энергии сжатия газообразной фазы первой текучей среды, и
причем сокращение нагрева емкости (1) испарителя обеспечивает перемещение сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из накопительной емкости (5) по жидкостному трубопроводу (4) в емкость (1) испарителя через одно или более запорное средство (7), установленное на одном или более возвратном трубопроводе (6).
38. Устройство по п. 35, в котором осуществляют нагрев двух или более емкостей (1), (1') испарителя, что вызывает испарение жидкой фазы второй текучей среды и повышение давления в двух или более емкостях (1), (1') испарителя с образованием парообразной фазы второй текучей среды, которая смешивается с газообразной фазой первой текучей среды, и перемещение по трубопроводу (2) парообразной фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды в двух или более емкостях (1), (1') испарителя в конденсатор (3), с конденсацией парообразной фазы второй текучей среды и отдачей теплоты конденсации приемнику тепловой энергии, и образованием жидкой фазы второй текучей среды, и перемещением сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды по жидкостному трубопроводу (4) в накопительную емкость (5) с накоплением энергии сжатия газообразной фазы первой текучей среды, и
причем сокращение нагрева емкости (1) испарителя обеспечивает перемещение сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из накопительной емкости (5) по жидкостному трубопроводу (4) в емкость (1) испарителя через одно или более запорное средство (7), установленное на одном или более возвратном трубопроводе (6),
а сокращение нагрева емкости (1') испарителя обеспечивает перемещение сконденсированной жидкой фазы второй текучей среды и газообразной фазы первой текучей среды из накопительной емкости (5) по жидкостному трубопроводу (4) в емкость (1') испарителя через одно или более запорное средство (7), установленное на одном или более возвратном трубопроводе (6).