Процесс Ламма-Хонигмана
Процесс Ламма-Хонигмана представляет собой процесс хранения и преобразования тепла в энергию, который заключается в использовании эффекта давления пара снижения рабочей жидкости смеси по сравнению с чистой рабочей жидкостью этой смеси. Этот процесс назван в честь его независимого изобретателя Эмиля Ламма (патент США 1870 г.). [ 1 ] и Мориц Хонигманн (патент Германии 1883 г.). [ 2 ] Оба изобретателя предусмотрели и реализовали один и тот же принцип процесса для использования в качестве накопителя энергии в так называемом безпожарном локомотиве, но с разными парами рабочих жидкостей: Эмиль Ламм использовал аммиак и воду, Мориц Хонигманн использовал воду и каустическую соду .
По сравнению с обычными беспожарными локомотивами (которые обычно работают с резервуарами с чистой водой или воздухом под давлением) преимущество процесса, предложенного Ламмом и Хонигманном, состоит в том, что потеря степени сжатия при разгрузке хранилища меньше и, следовательно, теоретически большая может быть достигнута плотность хранения. Этот процесс можно рассматривать как аккумуляторную технологию Карно .
Принцип процесса
[ редактировать ]Смесь воды и, например, любой соли имеет согласно закону Рауля меньшее давление пара, чем чистая смесь. Более конкретно, депрессия давления пара тем больше, чем больше массовая доля соли. Этот потенциал давления используется в процессе Ламма-Хонигмана для расширения рабочей жидкости, например, водяного пара, в расширительном устройстве и генерации механической, а затем и электрической энергии. Рабочая жидкость испаряется из резервуара ( Испаритель ) и затем расширяется до концентрированного раствора пары рабочей жидкости, имеющей более низкое давление паров (Абсорбер). Рабочая жидкость поглощается раствором, а теплота поглощения передается испарителю для поддержания давления в испарителе. Во время этого процесса разгрузки давление в абсорбере повышается из-за разбавления смеси до тех пор, пока потенциал давления не станет достаточно большим для приведения в действие расширительного устройства или чего-либо, что с ним связано. Память разряжена.
Процесс зарядки заключается в повторном концентрировании смеси рабочих жидкостей посредством нагревания. [ 3 ] [ 4 ] или механическая энергия. [ 5 ] [ 6 ] При термической зарядке разбавленный раствор нагревается, а рабочее тело десорбируется и конденсируется в конденсаторе при том же уровне давления. Тепло конденсации должно передаваться в окружающую среду или другой радиатор. В случае механической зарядки процесс разрядки буквально переворачивается. Компрессионное устройство доводит десорбируемую из смеси рабочую жидкость до более высокого уровня давления, где она конденсируется. Тепло конденсации передается смеси для десорбции рабочего тела.
Процесс также может быть реализован с использованием твердых сорбционных пар (например, цеолит /вода) или реагентов обратимой химической реакции (например, хлорид кальция /вода), но реализованные прототипы неизвестны.
Применение в качестве стационарного накопителя энергии
[ редактировать ]В то время как плотности хранения, достижимые с недавно исследованными парами рабочих жидкостей, составляют 1,4-17,5 Втч/кг. [ 6 ] недостаточно велик для мобильных приложений, текущие исследования сосредоточены на его применении в качестве стационарного накопителя энергии с гибким использованием различных видов энергии для зарядки и разрядки. [ 6 ] как указано эффективность хранения [ 7 ] сравнимы с другими системами хранения энергии, такими как гидроаккумуляторы , хранилища энергии в жидком воздухе или хранилища водорода .
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эмиль Ламм (1870 г.), Усовершенствование двигателей, работающих на аммиачном газе , Патент № 105 581, Патентное ведомство США.
- ^ Хонигманн М. (1883 г.), Процесс получения напряженного пара путем абсорбции выходящего машинного пара каустической содой или каустическим поташем (на немецком языке), патент №. 26234, Императорское патентное ведомство
- ^ Хонигманн М. (1885 г.), Устройство для выпаривания щелока в содовых паровых котлах с использованием напряженного пара (на немецком языке), Патент №. 33654, Императорское патентное ведомство
- ^ US 4122680 , Ишики Н., Никаи И., Учида Х., «Энергетические электростанции с разницей концентраций и среды, используемые в сочетании с ними», опубликовано 31 октября 1978 г.
- ^ Хонигманн, М. (1885), Сохранение энергии. Спецификация, являющаяся частью письма , патент № 333,222 от 29 декабря 1885 г. Заявка подана 28 мая 1885 г., серийный № 166,984, Патентное ведомство США.
- ^ Jump up to: а б с Янке А., Циглер Ф., Кароу М. (2009), Переоценка процесса Хонигмана: термохимический аккумулятор тепла для снабжения электроэнергией и охлаждением , В: Материалы конференции по теплоэнергетическим циклам, Берлин, Германия
{{citation}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Тиле, Элизабет; Янке, Анна; Зиглер, Феликс (2020). «Эффективность термохимического накопителя энергии Ламма – Хонигмана». Тепловая наука и инженерный прогресс . 19 :100606.doi : 10.1016 / ж.цепь.2020.100606 . ISSN 2451-9049 . S2CID 225010799 .