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ES3031124A1 - Double temperature rise compression-resorptive heat pump device - Google Patents

Double temperature rise compression-resorptive heat pump device

Info

Publication number
ES3031124A1
ES3031124A1 ES202430747A ES202430747A ES3031124A1 ES 3031124 A1 ES3031124 A1 ES 3031124A1 ES 202430747 A ES202430747 A ES 202430747A ES 202430747 A ES202430747 A ES 202430747A ES 3031124 A1 ES3031124 A1 ES 3031124A1
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
subcircuit
resorption
mixture
fluid mixture
fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
ES202430747A
Other languages
Spanish (es)
Inventor
Dereje Sendeku Ayou
Salcedo Alberto Coronas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitat Rovira i Virgili URV
Original Assignee
Universitat Rovira i Virgili URV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitat Rovira i Virgili URV filed Critical Universitat Rovira i Virgili URV
Priority to ES202430747A priority Critical patent/ES3031124A1/en
Publication of ES3031124A1 publication Critical patent/ES3031124A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B39/02Evaporators
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    • F25B9/00Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle

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Abstract

Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, que comprende y está basado en un circuito de ciclo cerrado de refrigeración por el que circula cíclicamente una mezcla o solución fluida compuesta por una proporción variable de un medio absorbente y un fluido refrigerante, y comprendiendo y estando dividido el circuito en un subcircuito de resorción y un subcircuito de refrigeración; en que el subcircuito de resorción genera calor útil hacia afuera del circuito y simultáneamente el subcircuito de refrigeración absorbe calor desde el exterior del mismo circuito; estando el subcircuito de resorción y el subcircuito de refrigeración en comunicación, en que en una condición de uso la mezcla fluida recorre el subcircuito de resorción, y a continuación pasa y recorre el otro subcircuito de refrigeración para volver de nuevo al mismo subcircuito de resorción, repitiendo el mismo ciclo sucesivamente.A double temperature rise compression-resorption heat pump device comprising and based on a closed-cycle refrigeration circuit through which a fluid mixture or solution composed of a variable proportion of an absorbent medium and a refrigerant fluid circulates cyclically, and the circuit comprising and being divided into a resorption subcircuit and a refrigeration subcircuit; in which the resorption subcircuit generates useful heat outside the circuit and simultaneously the refrigeration subcircuit absorbs heat from outside the same circuit; the resorption subcircuit and the refrigeration subcircuit being in communication, in which in a condition of use the fluid mixture travels through the resorption subcircuit, and then passes through and travels through the other refrigeration subcircuit to return again to the same resorption subcircuit, repeating the same cycle successively.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

DISPOSITIVO DE BOMBA DE CALOR POR COMPRESIÓN-RESORCIÓN DE DOBLE ELEVACIÓN DE TEMPERATURA DOUBLE TEMPERATURE LIFT COMPRESSION-RESORPTION HEAT PUMP DEVICE

OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION

La presente solicitud de invención tiene por objeto el registro de un dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a las técnicas utilizadas hasta el momento. The purpose of this invention application is to register a double temperature rise compression-resorption heat pump device, which incorporates significant innovations and advantages compared to the techniques used to date.

Más concretamente, la invención propone el desarrollo de un dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, que, por su particular disposición, permite un suministro simultáneo de calor y refrigeración con un elevado salto de temperatura. More specifically, the invention proposes the development of a dual temperature rise compression-resorption heat pump device, which, due to its particular arrangement, allows simultaneous supply of heat and cooling with a high temperature jump.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

Son conocidas en el estado de la técnica dos concepciones de bombeo de calor comúnmente utilizadas para lograr un notable aumento de temperatura: Two heat pumping concepts are known in the state of the art and are commonly used to achieve a significant temperature increase:

• bomba de calor de compresión multietapa que utilizan un único fluido de trabajo, y • multistage compression heat pumps using a single working fluid, and

• bomba de calor en cascada que utiliza dos (o más) fluidos de trabajo, uno adecuado para el ciclo de baja temperatura y el otro para el ciclo de alta temperatura. • cascade heat pump that uses two (or more) working fluids, one suitable for the low temperature cycle and the other for the high temperature cycle.

Sin embargo, el uso de dos (o más) ciclos en cascada supone que el sistema sea más complejo y costoso. However, using two (or more) cascade cycles makes the system more complex and expensive.

Además, el uso de bombas de calor multietapa está limitado en aplicaciones de bombeo de calor de alta temperatura debido a pocas opciones potenciales en los fluidos de trabajo, particularmente cuando se emplean refrigerantes naturales como fluidos de trabajo. Furthermore, the use of multistage heat pumps is limited in high-temperature heat pumping applications due to limited potential working fluid options, particularly when natural refrigerants are used as working fluids.

La hibridación de tecnologías de bombeo de calor por absorción y compresión es una forma prometedora de aumentar el salto de temperatura y la temperatura del disipador de calor en las bombas de calor industriales, con un rendimiento energéticamente aceptable. The hybridization of absorption and compression heat pumping technologies is a promising way to increase the temperature head and heat sink temperature in industrial heat pumps, with energy-efficient performance.

La presente invención contribuye a solucionar y solventar la presente problemática, pues permite un suministro simultáneo de calor y refrigeración con un elevado salto de temperatura y utilizando fluidos naturales. The present invention contributes to solving and resolving this problem, as it allows for simultaneous supply of heat and cooling with a high temperature difference and using natural fluids.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, que comprende y está basado en un circuito de ciclo cerrado de refrigeración por el que circula cíclicamente una mezcla o solución fluida compuesta por una proporción variable de un medio absorbente y un fluido refrigerante, y comprendiendo y estando dividido el circuito en un subcircuito de resorción y un subcircuito de refrigeración; en que el subcircuito de resorción está habilitado para una generación de calor útil hacia afuera del circuito y simultáneamente el subcircuito de refrigeración está habilitado para una absorción de calor desde el exterior del mismo circuito; estando el subcircuito de resorción y el subcircuito de refrigeración en comunicación, de modo que en una condición de uso durante la circulación cíclica de la mezcla o solución fluida por el circuito, la mezcla fluida recorre el subcircuito de resorción, y a continuación pasa y recorre el otro subcircuito de refrigeración para volver de nuevo al mismo subcircuito de resorción, repitiendo el mismo ciclo sucesivamente; The present invention has been developed for the purpose of providing a double temperature rise compression-resorption heat pump device, comprising and being based on a closed cycle refrigeration circuit through which a fluid mixture or solution composed of a variable proportion of an absorbent medium and a refrigerant fluid circulates cyclically, and the circuit comprising and being divided into a resorption subcircuit and a refrigeration subcircuit; in which the resorption subcircuit is enabled for generating useful heat outside the circuit and simultaneously the refrigeration subcircuit is enabled for absorbing heat from outside the same circuit; the resorption subcircuit and the refrigeration subcircuit being in communication, such that in a condition of use during the cyclic circulation of the fluid mixture or solution through the circuit, the fluid mixture travels through the resorption subcircuit, and then passes through and through the other refrigeration subcircuit to return again to the same resorption subcircuit, repeating the same cycle successively;

- en que el subcircuito de resorción comprende un absorbedor, un desorbedor, un intercambiador de calor de solución, una bomba de solución, una válvula de expansión de solución, un compresor de baja presión y un compresor de alta presión, un intercambiador de calor vapor-líquido y un intercambiador de calor; en que en una condición de uso el absorbedor presenta una presión de funcionamiento superior a la presión de funcionamiento del desorbedor, y siendo dicha diferencia de presión aportada conjuntamente por el compresor de baja presión y el compresor de alta presión y la bomba de solución; - in which the resorption subcircuit comprises an absorber, a desorber, a solution heat exchanger, a solution pump, a solution expansion valve, a low-pressure compressor and a high-pressure compressor, a vapor-liquid heat exchanger and a heat exchanger; in which, under a condition of use, the absorber has an operating pressure greater than the operating pressure of the desorber, and said pressure difference is jointly provided by the low-pressure compressor and the high-pressure compressor and the solution pump;

- en que el subcircuito de refrigeración comprende un condensador, un evaporador, un rectificador, una válvula de expansión de refrigerante y un intercambiador de calor de refrigerante; - in which the refrigeration subcircuit comprises a condenser, an evaporator, a rectifier, a refrigerant expansion valve and a refrigerant heat exchanger;

- estando el subcircuito de resorción y el subcircuito de refrigeración en comunicación, de modo que el absorbedor del subcircuito de resorción está en comunicación con el rectificador del subcircuito de refrigeración, y el intercambiador de calor de refrigerante del subcircuito de refrigeración está en comunicación con el desorbedor del subcircuito de resorción; y en que además el condensador y el rectificador del subcircuito de refrigeración están comunicados térmicamente con el desorbedor del subcircuito de resorción; - the resorption subcircuit and the cooling subcircuit being in communication, such that the absorber of the resorption subcircuit is in communication with the rectifier of the cooling subcircuit, and the refrigerant heat exchanger of the cooling subcircuit is in communication with the desorber of the resorption subcircuit; and furthermore, the condenser and the rectifier of the cooling subcircuit are in thermal communication with the desorber of the resorption subcircuit;

en que en una condición de uso: in which under a condition of use:

- el absorbedor del subcircuito de resorción recibe una mezcla fluida en fase vapor rica en fluido refrigerante y también recibe simultáneamente otra mezcla fluida en fase líquida rica en medio absorbente, teniendo lugar en el absorbedor un cambio parcial de fase de vapor a fase líquida y una generación y suministro de calor hacia el exterior del mismo absorbedor; - the absorber of the resorption sub-circuit receives a fluid mixture in vapour phase rich in refrigerant fluid and also simultaneously receives another fluid mixture in liquid phase rich in absorbent medium, with a partial phase change from vapour to liquid phase taking place in the absorber and heat being generated and supplied to the outside of the absorber itself;

- tras el cambio parcial de fase vapor a fase líquida en el absorbedor, tiene lugar una salida posterior y por separado de una mezcla fluida de fase predominante vapor y una mezcla fluida de fase predominante líquida desde el mismo absorbedor; - after the partial change from vapour phase to liquid phase in the absorber, a fluid mixture of predominantly vapour phase and a fluid mixture of predominantly liquid phase are subsequently released separately from the same absorber;

- en que la salida de la mezcla fluida de fase predominante vapor se dirige al rectificador del subcircuito de refrigeración y el mismo rectificador devuelve una mezcla fluida de fase líquida rica en medio absorbente ya rectificada al mismo absorbedor, generándose un calor en el rectificador resultante de la misma rectificación; y en que el mismo rectificador comunica una mezcla de fase vapor muy rica en fluido refrigerante al condensador; - in which the outlet of the fluid mixture of predominantly vapor phase is directed to the rectifier of the cooling subcircuit and the same rectifier returns a fluid mixture of liquid phase rich in absorbent medium, already rectified, to the same absorber, generating heat in the rectifier resulting from the same rectification; and in which the same rectifier communicates a vapor phase mixture very rich in refrigerant fluid to the condenser;

- en que la salida desde el absorbedor de la mezcla fluida de fase predominante líquida se conduce al intercambiador de calor de solución y desde allí a la válvula de expansión de solución en donde se expansiona y llega al desorbedor; - in which the outlet from the absorber of the fluid mixture of predominantly liquid phase is conducted to the solution heat exchanger and from there to the solution expansion valve where it expands and reaches the desorber;

- en que el condensador recibe la mezcla fluida de fase vapor muy rica en fluido refrigerante y llevando a cabo una condensación de dicha mezcla de vapor recibida, generando un calor resultante de la misma condensación; - in which the condenser receives the fluid mixture of vapor phase very rich in refrigerant fluid and carries out a condensation of said vapor mixture received, generating a heat resulting from the same condensation;

- en que el calor generado en el condensador y en el rectificador son transmitidos al desorbedor; siendo dicho calor utilizado para un calentamiento y ebullición de la mezcla en fase predominante líquida presente en el mismo desorbedor y procedente de la válvula de expansión de solución; - in which the heat generated in the condenser and the rectifier is transmitted to the desorber; said heat being used to heat and boil the predominantly liquid phase mixture present in the desorber itself and originating from the solution expansion valve;

- en que el desorbedor está habilitado para una salida de mezcla fluida de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante resultante de la ebullición anterior, y también para otra salida por separado de otra mezcla fluida en fase líquida rica en medio absorbente, de modo que la mezcla fluida de fase predominante vapor se comunica al compresor de baja presión y la mezcla fluida de fase líquida se comunica a la bomba de solución; - in which the desorber is enabled for an outlet of a fluid mixture of predominantly vapor phase rich in refrigerant fluid resulting from the previous boiling, and also for another separate outlet of another fluid mixture in liquid phase rich in absorbent medium, so that the fluid mixture of predominantly vapor phase is communicated to the low pressure compressor and the fluid mixture of liquid phase is communicated to the solution pump;

- en que la mezcla fluida de fase líquida tras ser impulsada por la bomba de solución y la mezcla fluida en fase predominante vapor tras ser comprimida por el compresor de baja presión entran en el intercambiador de calor vapor-líquido, en donde se transfiere calor desde la mezcla fluida vapor hacia la mezcla fluida líquida; - in which the fluid mixture of liquid phase after being driven by the solution pump and the fluid mixture in predominantly vapor phase after being compressed by the low pressure compressor enter the vapor-liquid heat exchanger, where heat is transferred from the vapor fluid mixture to the liquid fluid mixture;

- en que la mezcla fluida de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante tras su enfriamiento en el intercambiador de calor vapor-líquido entra en el compresor de alta presión, y la otra mezcla fluida en fase líquida tras su calentamiento en el mismo intercambiador de calor vapor-líquido entra en el intercambiador de calor de solución en donde también se calienta; - in which the fluid mixture of predominantly vapor phase rich in refrigerant fluid after its cooling in the vapor-liquid heat exchanger enters the high pressure compressor, and the other fluid mixture in liquid phase after its heating in the same vapor-liquid heat exchanger enters the solution heat exchanger where it is also heated;

- la mezcla fluida de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante tras su compresión por el compresor de alta presión, entra en el intercambiador de calor en donde se enfría y desde allí entra en el absorbedor, y la otra mezcla fluida de fase líquida tras su calentamiento en el intercambiador de calor de solución también entra en el mismo absorbedor, volviendo a repetirse el ciclo en el subcircuito de resorción. - the fluid mixture of predominantly vapor phase rich in refrigerant fluid after its compression by the high pressure compressor, enters the heat exchanger where it is cooled and from there enters the absorber, and the other fluid mixture of liquid phase after its heating in the solution heat exchanger also enters the same absorber, the cycle being repeated again in the resorption subcircuit.

- en que la mezcla fluida en fase líquida rica en fluido refrigerante procedente del condensador pasa por el intercambiador de calor de refrigerante en donde se calienta, y después entra en la válvula de expansión de refrigerante en donde se expansiona y a continuación entra en el evaporador en donde se evapora absorbiendo calor desde el exterior del circuito; - in which the fluid mixture in liquid phase rich in refrigerant fluid coming from the condenser passes through the refrigerant heat exchanger where it is heated, and then enters the refrigerant expansion valve where it expands and then enters the evaporator where it evaporates by absorbing heat from outside the circuit;

- en que la mezcla fluida de fase vapor resultante rica en fluido refrigerante que sale del evaporador precalienta la misma mezcla en fase líquida en el intercambiador de calor de refrigerante previamente a su paso por la válvula de expansión de refrigerante; - in which the resulting vapor phase fluid mixture rich in refrigerant fluid exiting the evaporator preheats the same mixture in liquid phase in the refrigerant heat exchanger prior to its passage through the refrigerant expansion valve;

- y la misma mezcla fluida en fase vapor resultante rica en fluido refrigerante tras su paso por el intercambiador de calor de refrigerante ingresa en el desorbedor. - and the same fluid mixture in vapor phase resulting in refrigerant fluid rich after passing through the refrigerant heat exchanger enters the desorber.

Preferentemente, en el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, el absorbedor del subcircuito de resorción comprende una primera parte, una segunda parte y una tercera parte; Preferably, in the double temperature rise compression-resorption heat pump device, the absorber of the resorption subcircuit comprises a first part, a second part and a third part;

- en donde en la primera parte primeramente confluye la mezcla fluida en fase vapor rica en fluido refrigerante que procede del intercambiador de calor, y donde confluye también la otra mezcla fluida en fase líquida más rica en medio absorbente y que procede del intercambiador de calor de solución; en donde en dicha primera parte tiene lugar una absorción parcial y adiabática de la mezcla fluida en fase vapor en la otra mezcla fluida en fase líquida recibida, dando lugar a una mezcla resultante bifásica de líquido y vapor con un incremento de temperatura y que pasa a la segunda parte; - where in the first part, the fluid mixture in vapor phase rich in refrigerant fluid coming from the heat exchanger first converges, and where the other fluid mixture in liquid phase richer in absorbent medium and coming from the solution heat exchanger also converges; where in said first part, a partial and adiabatic absorption of the fluid mixture in vapor phase takes place in the other fluid mixture in liquid phase received, giving rise to a resulting two-phase mixture of liquid and vapor with an increase in temperature and which passes to the second part;

- en donde en la segunda parte dicha mezcla bifásica sufre una nueva absorción del vapor en el líquido, con una generación y suministro de calor hacia el exterior del mismo absorbedor, pasando la mezcla resultante mayoritariamente líquida a la tercera parte; - en que dicha tercera parte comprende un separador habilitado para una separación de vapor del líquido y un mezclador, en donde en la tercera parte la mezcla mayoritariamente líquida se introduce en el separador en donde se separa el vapor del líquido; y en donde el vapor separado en el separador se envía al rectificador del subcircuito de refrigeración; y en donde el líquido separado en el mismo separador se mezcla en el mezclador con el líquido rico en medio absorbente procedente del rectificador del subcircuito de refrigeración, y siendo dicha mezcla líquida resultante del mezclador la que sale del absorbedor para dirigirse al intercambiador de calor de solución del subcircuito de resorción. - wherein in the second part, said two-phase mixture undergoes a new absorption of the vapor in the liquid, with a generation and supply of heat towards the outside of the same absorber, the resulting mixture, mostly liquid, passing to the third part; - wherein said third part comprises a separator enabled for separating vapor from liquid and a mixer, wherein in the third part the mostly liquid mixture is introduced into the separator where the vapor is separated from the liquid; and where the vapor separated in the separator is sent to the rectifier of the cooling subcircuit; and where the liquid separated in the same separator is mixed in the mixer with the liquid rich in absorbent medium coming from the rectifier of the cooling subcircuit, and said liquid mixture resulting from the mixer being the one that leaves the absorber to go to the solution heat exchanger of the resorption subcircuit.

Preferentemente, en el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, el desorbedor comprende un mezclador, y en que en el mismo desorbedor la mezcla en fase líquida rica en medio absorbente resultante del calentamiento y ebullición sale directamente del desorbedor para dirigirse a la bomba de solución; y en que la mezcla de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante resultante del mismo calentamiento y ebullición anterior se mezcla directamente en el mezclador con la mezcla en fase vapor resultante rica en fluido refrigerante procedente del intercambiador de calor de refrigerante del subcircuito de refrigeración, dirigiéndose la mezcla resultante de ambas procedente del mezclador hacia el compresor de baja presión. Preferably, in the double temperature rise compression-resorption heat pump device, the desorber comprises a mixer, and in the same desorber the mixture in liquid phase rich in absorbent medium resulting from the heating and boiling exits directly from the desorber to go to the solution pump; and in the mixture of predominantly vapor phase rich in refrigerant fluid resulting from the same previous heating and boiling is mixed directly in the mixer with the resulting vapor phase mixture rich in refrigerant fluid coming from the refrigerant heat exchanger of the refrigeration subcircuit, the resulting mixture of both being directed from the mixer towards the low pressure compressor.

Preferentemente, en el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, la bomba de solución es de accionamiento mecánico y/o eléctrico. Preferably, in the double temperature rise compression-resorption heat pump device, the solution pump is mechanically and/or electrically driven.

Alternativamente, en el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, la bomba de solución es térmica. Alternatively, in the double temperature rise compression-resorption heat pump device, the solution pump is thermal.

Adicionalmente, en el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, el compresor de baja presión y/o el compresor de alta presión son de accionamiento mecánico y/o eléctrico. Additionally, in the double temperature rise compression-resorption heat pump device, the low-pressure compressor and/or the high-pressure compressor are mechanically and/or electrically driven.

Preferentemente, en el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, el medio absorbente comprende agua y el fluido refrigerante comprende amoniaco. Preferably, in the double temperature rise compression-resorption heat pump device, the absorbent medium comprises water and the refrigerant fluid comprises ammonia.

En la invención propuesta se ha considerado que la hibridación del ciclo de compresión y el ciclo de resorción puede aumentar las ventajas y reducir las desventajas en las bombas de calor industriales (de alta temperatura) de gran elevación de temperatura. In the proposed invention, it has been considered that the hybridization of the compression cycle and the resorption cycle can increase the advantages and reduce the disadvantages in high temperature rise industrial (high temperature) heat pumps.

De este modo, la presente invención desarrolla una bomba de calor de compresiónresorción de doble elevación que utiliza refrigerante natural (amoníaco) y absorbente (agua) para aumentar la eficiencia energética y mejorar la rentabilidad económica. Thus, the present invention develops a double-lift compression-resorption heat pump that uses natural refrigerant (ammonia) and absorbent (water) to increase energy efficiency and improve economic profitability.

Esta novedosa técnica de bombeo de calor de la invención tiene un gran potencial para el ahorro de energía primaria y la descarbonización, en una amplia gama de aplicaciones que requieren grandes saltos de temperatura (>100 °C) y altas temperaturas de disipación de calor (<150 °C). This novel heat pumping technique of the invention has great potential for primary energy savings and decarbonization, in a wide range of applications requiring large temperature jumps (>100 °C) and high heat dissipation temperatures (<150 °C).

Estas aplicaciones incluyen el calentamiento de procesos utilizando fuentes de calor de baja temperatura, como el aire ambiente en regiones más frías (<0 °C) y el calentamiento y la refrigeración simultáneos en las industrias de procesamiento de alimentos y bebidas, por ejemplo, en el procesamiento de lácteos y cervecería. These applications include process heating using low-temperature heat sources such as ambient air in colder regions (<0 °C) and simultaneous heating and cooling in the food and beverage processing industries, for example, in dairy and brewery processing.

En general, en la elaboración de cerveza, leche líquida, procesamiento de queso o pasteurización de zumos, las temperaturas de refrigeración y calentamiento requeridas están en el rango de 0 a 15 °C y 20 a 150 °C, respectivamente. Por lo tanto, la integración de esta novedosa bomba de calor de la presente invención para aplicaciones simultáneas de calefacción y refrigeración de procesos de alta temperatura tiene un potencial prometedor para ahorrar energía y reducir la huella de carbono de los sectores de procesamiento de alimentos y bebidas. Typically, in the brewing of beer, liquid milk, cheese processing, or juice pasteurization, the required cooling and heating temperatures range from 0 to 15°C and 20 to 150°C, respectively. Therefore, the integration of this novel heat pump of the present invention for simultaneous heating and cooling applications in high-temperature processes has promising potential for energy savings and reducing the carbon footprint of the food and beverage processing sectors.

Además, esta invención también se puede utilizar para aplicaciones de refrigeración industrial elevada de hasta -20 °C con rechazo de calor en climas más cálidos, así como aplicaciones de calefacción para procesos de limpieza in situ (CIP) (<100 °C) y alimentación de calderas en el precalentamiento del agua. In addition, this invention can also be used for high temperature industrial cooling applications down to -20°C with heat rejection in warmer climates, as well as heating applications for cleaning-in-place (CIP) processes (<100°C) and boiler feed in water preheating.

Además, se puede producir vapor a baja presión (<5,0 bar) para aplicaciones industriales mediante el uso directo de esta innovadora bomba de calor de la invención integrada con un dispositivo de generación de vapor. Furthermore, low pressure steam (<5.0 bar) can be produced for industrial applications by directly using this innovative heat pump of the invention integrated with a steam generating device.

La invención permite aumentar el salto de temperatura (>100 °C) en más del doble del aumento alcanzado por una bomba de calor convencional que utiliza componentes estándar de bomba de calor de amoníaco. Con una presión operativa baja, inferior a 50 bar, la bomba de calor de la invención ofrece altas temperaturas del disipador de calor por encima de 100 °C, con una perfecta adaptación al deslizamiento/diferencia de temperatura del disipador de calor que necesitan las aplicaciones industriales. The invention allows the temperature headroom (>100°C) to be increased by more than double the increase achieved by a conventional heat pump using standard ammonia heat pump components. With a low operating pressure of less than 50 bar, the heat pump of the invention offers high heat sink temperatures above 100°C, with perfect adaptation to the heat sink slip/temperature differential required by industrial applications.

La presente invención tiene una gran flexibilidad de diseño para adaptarse a las condiciones límite térmicas deseadas de aplicaciones de calefacción y refrigeración industriales. The present invention has great design flexibility to adapt to the desired thermal boundary conditions of industrial heating and cooling applications.

El ciclo propuesto es una combinación de un ciclo de bomba de calor de resorción/compresión que suministra calor a alta temperatura, y un ciclo de refrigeración de compresión mecánica para la producción de frío, de forma que el calor de condensación de este último es la fuente de calor de la bomba de calor de resorción/compresión. The proposed cycle is a combination of a resorption/compression heat pump cycle supplying high temperature heat, and a mechanical compression refrigeration cycle for cold production, such that the condensation heat of the latter is the heat source of the resorption/compression heat pump.

De acuerdo con ello, la invención propuesta resulta muy útil para abastecer simultáneamente las demandas de calor y refrigeración de las industrias de procesado de alimentos y bebidas. Accordingly, the proposed invention is very useful for simultaneously supplying the heating and cooling demands of the food and beverage processing industries.

Gracias a la presente invención, se consigue permite un suministro simultáneo de calor y refrigeración con un elevado salto de temperatura. Thanks to the present invention, it is possible to allow simultaneous supply of heat and cooling with a high temperature jump.

Otras características y ventajas del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales: Other features and advantages of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention will become evident from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment, which is illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Figura 1.- Es una vista esquemática de una modalidad de realización preferida del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la presente invención. Figure 1.- It is a schematic view of a preferred embodiment of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the present invention.

Figura 2.- Es una vista esquemática indicativa del funcionamiento de una modalidad de realización preferida del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la presente invención. Figure 2.- It is a schematic view indicative of the operation of a preferred embodiment of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the present invention.

Figure 3.- Es una vista esquemática de otra modalidad de realización preferida del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la presente invención. Figure 3.- It is a schematic view of another preferred embodiment of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the present invention.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT

Tal y como se muestra esquemáticamente en la figura 1, el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la invención comprende y está basado en un circuito 10 de ciclo cerrado de refrigeración, por el que circula cíclicamente una mezcla o solución fluida, que está a su vez compuesta por una proporción variable de un fluido refrigerante y un medio o sustancia absorbente, y en que dicha mezcla o solución fluida sufre a su vez cambios de fase líquida y vapor. As shown schematically in Figure 1, the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention comprises and is based on a closed refrigeration cycle circuit 10, through which a fluid mixture or solution circulates cyclically, which is in turn composed of a variable proportion of a refrigerant fluid and an absorbent medium or substance, and in which said fluid mixture or solution in turn undergoes liquid and vapor phase changes.

En esta modalidad de realización preferida, debido a la conocida afinidad del amoniaco con el agua y su diferente punto de ebullición, el medio absorbente es agua y el fluido refrigerante es amoniaco. En otras modalidades de realización preferidas de la misma invención, pudieran ser utilizados otros medios o sustancias absorbentes y otros fluidos refrigerantes con propiedades adecuadas. In this preferred embodiment, due to ammonia's known affinity for water and their different boiling points, the absorbent medium is water and the coolant is ammonia. In other preferred embodiments of the same invention, other absorbent media or substances and other coolants with suitable properties could be used.

Dicho circuito 10 comprende y está dividido en un subcircuito de resorción 1 y un subcircuito de refrigeración 2, que interaccionan en su funcionamiento el uno con el otro, y que en la figura 1 aparecen separados esquemáticamente por una línea vertical a trazos para su mejor apreciación. Said circuit 10 comprises and is divided into a resorption subcircuit 1 and a cooling subcircuit 2, which interact with each other in their operation, and which in figure 1 appear schematically separated by a dashed vertical line for better appreciation.

El subcircuito de resorción 1 está habilitado para una generación de calor útil hacia afuera del circuito 10, y simultáneamente el subcircuito de refrigeración 2 está habilitado para una absorción de calor desde el exterior del mismo circuito 10, es decir, para la generación de frío. The resorption subcircuit 1 is enabled for generating useful heat outside the circuit 10, and simultaneously the cooling subcircuit 2 is enabled for absorbing heat from outside the same circuit 10, that is, for generating cold.

Para su interacción mutua, el subcircuito de resorción 1 y el subcircuito de refrigeración 2 están en comunicación, de modo que en su funcionamiento, durante la circulación cíclica de la mezcla o solución fluida por el circuito 10, la mezcla fluida recorre el subcircuito de resorción 1, y a continuación parte de la misma mezcla fluida pasa y recorre el otro subcircuito de refrigeración 2 para volver de nuevo al mismo subcircuito de resorción 1, repitiendo el mismo ciclo sucesivamente. For their mutual interaction, the resorption subcircuit 1 and the cooling subcircuit 2 are in communication, so that in their operation, during the cyclic circulation of the fluid mixture or solution through the circuit 10, the fluid mixture travels through the resorption subcircuit 1, and then part of the same fluid mixture passes and travels through the other cooling subcircuit 2 to return again to the same resorption subcircuit 1, repeating the same cycle successively.

Tal y como se aprecia en la figura 1, el subcircuito de resorción 1 comprende un absorbedor 11, un desorbedor 12, un intercambiador de calor de solución 13, una bomba de solución 14, una válvula de expansión de solución 15, un compresor de baja presión 16, un compresor de alta presión 17, un intercambiador de calor vapor-líquido 18 y un intercambiador de calor 19. As can be seen in Figure 1, the resorption subcircuit 1 comprises an absorber 11, a desorber 12, a solution heat exchanger 13, a solution pump 14, a solution expansion valve 15, a low pressure compressor 16, a high pressure compressor 17, a vapor-liquid heat exchanger 18 and a heat exchanger 19.

Todos estos elementos se encuentran comunicados y posicionados adecuadamente entre ellos para llevar a cabo el funcionamiento del dispositivo de bomba de calor por compresiónresorción de doble elevación de temperatura de la invención, tal y como se explicará a continuación. All these elements are adequately connected and positioned to each other to carry out the operation of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention, as will be explained below.

Por otra parte, y tal y como se puede apreciar en la figura 2, en el funcionamiento y uso del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la invención, el absorbedor 11 presenta una presión de funcionamiento superior a la presión de funcionamiento del desorbedor 12, y siendo dicha diferencia de presión aportada conjuntamente por el compresor de baja presión 16 y el compresor de alta presión 17, tal y como se detallará en la siguiente explicación. On the other hand, and as can be seen in Figure 2, in the operation and use of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention, the absorber 11 has an operating pressure higher than the operating pressure of the desorber 12, and said pressure difference is provided jointly by the low pressure compressor 16 and the high pressure compressor 17, as will be detailed in the following explanation.

Igualmente, tal y como también se puede apreciar en la figura 1, el subcircuito de refrigeración 2 comprende un condensador 21, un evaporador 22, un rectificador 23, una válvula de expansión de refrigerante 24 y un intercambiador de calor de refrigerante 25. Likewise, as can also be seen in Figure 1, the cooling subcircuit 2 comprises a condenser 21, an evaporator 22, a rectifier 23, a refrigerant expansion valve 24 and a refrigerant heat exchanger 25.

También todos estos otros elementos se encuentran comunicados y posicionados adecuadamente entre ellos para llevar a cabo el funcionamiento del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la invención, tal y como se explicará a continuación. All these other elements are also adequately connected and positioned to each other to carry out the operation of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention, as will be explained below.

El subcircuito de resorción 1 y el subcircuito de refrigeración 2 están en comunicación, de modo que el absorbedor 11 del subcircuito de resorción 1 está en comunicación con el rectificador 23 del subcircuito de refrigeración 2 para el paso y comunicación de la mezcla o solución fluida, y el intercambiador de calor de refrigerante 25 del subcircuito de refrigeración 2 está en comunicación con el desorbedor 12 del subcircuito de resorción 1 también para el paso y comunicación de la mezcla o solución fluida. The resorption subcircuit 1 and the cooling subcircuit 2 are in communication, such that the absorber 11 of the resorption subcircuit 1 is in communication with the rectifier 23 of the cooling subcircuit 2 for the passage and communication of the fluid mixture or solution, and the refrigerant heat exchanger 25 of the cooling subcircuit 2 is in communication with the desorber 12 of the resorption subcircuit 1 also for the passage and communication of the fluid mixture or solution.

Además de ello, el condensador 21 y el rectificador 23 del subcircuito de refrigeración 2 están comunicados térmicamente con el desorbedor 12 del subcircuito de resorción 1, para así permitir el funcionamiento que se detallará más adelante. In addition, the capacitor 21 and the rectifier 23 of the cooling subcircuit 2 are thermally connected to the desorber 12 of the resorption subcircuit 1, in order to allow the operation that will be detailed later.

En el funcionamiento y uso del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la invención, la mezcla fluida sigue un recorrido cíclico por el circuito 10, atravesando los diferentes elementos presentes en el mismo circuito 10, tal y como se indica por las flechas de la figura 1. In the operation and use of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention, the fluid mixture follows a cyclical route through the circuit 10, passing through the different elements present in the same circuit 10, as indicated by the arrows in Figure 1.

La presente explicación del funcionamiento del dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la presente invención, y por tanto la explicación del consiguiente recorrido cíclico por el circuito 10 de la mezcla fluida con proporción variable de agua y amoniaco (respectivamente medio absorbente y fluido refrigerante), se inicia con la llegada de la mezcla fluida en el absorbedor 11 del subcircuito de resorción 1. The present explanation of the operation of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the present invention, and therefore the explanation of the subsequent cyclical route through circuit 10 of the fluid mixture with variable proportion of water and ammonia (respectively absorbent medium and refrigerant fluid), begins with the arrival of the fluid mixture in absorber 11 of resorption subcircuit 1.

Tal y como se aprecia en la figura 1, el absorbedor 11 del subcircuito de resorción 1 recibe una mezcla fluida en fase vapor rica en amoniaco, y también recibe simultáneamente y por separado otra mezcla fluida en fase líquida rica en agua, teniendo lugar en el mismo absorbedor 11 un cambio parcial de fase vapor a fase líquida y una generación y suministro de calor hacia el exterior del mismo absorbedor 11, que resulta ser el calor útil generado hacia afuera del circuito 10. As can be seen in Figure 1, the absorber 11 of the resorption subcircuit 1 receives a fluid mixture in vapor phase rich in ammonia, and also simultaneously and separately receives another fluid mixture in liquid phase rich in water, with a partial change from vapor phase to liquid phase taking place in the same absorber 11 and a generation and supply of heat towards the outside of the same absorber 11, which turns out to be the useful heat generated towards the outside of the circuit 10.

Este calor útil puede suministrarse como calor útil mediante un bucle cerrado de agua caliente a presión, tal y como se aprecia en la figura 1. This useful heat can be supplied as useful heat by a closed loop of pressurized hot water, as shown in Figure 1.

Tras el cambio parcial de fase vapor a fase líquida en el absorbedor 11, y tras la referida generación de calor, desde el mismo absorbedor 11 tiene lugar una salida posterior de una mezcla de fase predominante vapor, y separadamente tiene lugar otra salida de una mezcla de fase predominante líquida desde el mismo absorbedor 11. After the partial change from vapor phase to liquid phase in the absorber 11, and after the aforementioned generation of heat, a subsequent exit of a mixture of predominantly vapor phase takes place from the same absorber 11, and separately another exit of a mixture of predominantly liquid phase takes place from the same absorber 11.

La salida de la mezcla de fase predominante vapor se dirige al rectificador 23 del subcircuito de refrigeración 2, y el mismo rectificador 23 devuelve una mezcla de fase líquida rica en agua ya rectificada o reflujo al mismo absorbedor 11, tal y como se aprecia por las flechas de la figura 1. The outlet of the predominantly vapor phase mixture is directed to the rectifier 23 of the cooling subcircuit 2, and the same rectifier 23 returns a mixture of liquid phase rich in water already rectified or reflux to the same absorber 11, as can be seen by the arrows in Figure 1.

Por otra parte, el mismo rectificador 23 recibe la mezcla de fase predominante vapor procedente del absorbedor 11 y lleva a cabo su rectificación. Como resultado, comunica una mezcla de fase vapor casi pura en amoniaco al condensador 21, y comunica también una mezcla de fase líquida muy rica en agua de nuevo al absorbedor 11, tal y como se aprecia en la figura 1, y generándose un calor en el rectificador 23 resultante de una condensación de agua de la misma rectificación. On the other hand, the same rectifier 23 receives the predominantly vapor phase mixture from absorber 11 and carries out its rectification. As a result, it communicates a vapor phase mixture almost pure in ammonia to the condenser 21, and also communicates a liquid phase mixture very rich in water back to the absorber 11, as shown in Figure 1, generating heat in the rectifier 23 resulting from a condensation of water from the same rectification.

Igualmente, la salida desde el absorbedor 11 de la mezcla de fase predominante líquida, en donde se incluye la mezcla líquida muy rica en agua proveniente del rectificador 23 anterior, se conduce al intercambiador de calor de solución 13, y desde allí a la válvula de expansión de solución 15 en donde se expansiona isoentálpicamente y llega al desorbedor 12. Likewise, the outlet from the absorber 11 of the predominantly liquid phase mixture, which includes the very water-rich liquid mixture from the previous rectifier 23, is conducted to the solution heat exchanger 13, and from there to the solution expansion valve 15 where it expands isenthalpically and reaches the desorber 12.

De acuerdo con lo explicado, el condensador 21 recibe la mezcla de fase vapor casi pura en amoniaco desde el rectificador 23, llevando a cabo una condensación de dicha mezcla de vapor recibida a alta presión, generando un calor resultante de la misma condensación, tal y como se aprecia en las figuras 1 y 2. According to what has been explained, the condenser 21 receives the almost pure vapor phase mixture in ammonia from the rectifier 23, carrying out a condensation of said vapor mixture received at high pressure, generating a heat resulting from the same condensation, as can be seen in figures 1 and 2.

Tal y como se aprecia en las figuras 1 y 2, el calor generado en el condensador 21 y en el rectificador 23 son transmitidos al desorbedor 12. Dicho calor es utilizado para un calentamiento y ebullición de la mezcla en fase predominante líquida presente en el mismo desorbedor 12 y procedente de la válvula de expansión de solución 15, tal y como también se puede observar en las figuras 1 y 2, y alcanzar así una desorción del amoniaco presente en esta mezcla líquida. As can be seen in figures 1 and 2, the heat generated in the condenser 21 and in the rectifier 23 are transmitted to the desorber 12. Said heat is used to heat and boil the mixture in the predominantly liquid phase present in the same desorber 12 and coming from the solution expansion valve 15, as can also be seen in figures 1 and 2, and thus achieve a desorption of the ammonia present in this liquid mixture.

Por otra parte, y como resultado de la ebullición anterior, el mismo desorbedor 12 está habilitado para una salida de mezcla de fase predominante vapor rica en amoniaco, y también para otra salida por separado de una mezcla en fase líquida rica en agua. De acuerdo con ello, la mezcla de fase predominante vapor se comunica al compresor de baja presión 16 y la mezcla de fase líquida se comunica a la bomba de solución 14. Furthermore, as a result of the above boiling, the same desorber 12 is enabled to output a predominantly vapor-phase mixture rich in ammonia, and also a separate output of a liquid-phase mixture rich in water. Accordingly, the predominantly vapor-phase mixture is communicated to the low-pressure compressor 16, and the liquid-phase mixture is communicated to the solution pump 14.

Según diferentes modalidades de realización preferidas de la invención, la bomba de solución 14 puede ser de accionamiento mecánico y/o eléctrico, o también ser térmica. According to different preferred embodiments of the invention, the solution pump 14 can be mechanically and/or electrically driven, or also be thermally driven.

La mezcla de fase líquida, tras ser impulsada por la bomba de solución 14, y la mezcla en fase predominante vapor, tras ser comprimida en una etapa de compresión seca por el compresor de baja presión 16, entran en el intercambiador de calor vapor-líquido 18, en donde se transfiere calor desde la mezcla vapor hacia la mezcla líquida, tal y como se deduce de la observación de la figura 1. The liquid phase mixture, after being driven by the solution pump 14, and the predominantly vapor phase mixture, after being compressed in a dry compression stage by the low pressure compressor 16, enter the vapor-liquid heat exchanger 18, where heat is transferred from the vapor mixture to the liquid mixture, as can be deduced from the observation of Figure 1.

La mezcla de fase predominante vapor rica en amoniaco, tras su enfriamiento en el intercambiador de calor vapor-líquido 18, entra en el compresor de alta presión 17, y la otra mezcla en fase líquida tras su calentamiento en el mismo intercambiador de calor vaporlíquido 18, entra en el intercambiador de calor de solución 13 en donde también se calienta, gracias a una transferencia de calor desde la mezcla predominante líquida proveniente del absorbedor 11, tal y como se aprecia en la figura 1 y que había sido referida anteriormente. The predominantly vapor phase mixture rich in ammonia, after being cooled in the vapor-liquid heat exchanger 18, enters the high pressure compressor 17, and the other mixture in liquid phase, after being heated in the same vapor-liquid heat exchanger 18, enters the solution heat exchanger 13 where it is also heated, thanks to a heat transfer from the predominantly liquid mixture coming from the absorber 11, as can be seen in Figure 1 and which had been referred to previously.

Según diferentes modalidades de realización preferidas, el compresor de baja presión 16 y/o el compresor de alta presión 17 son de accionamiento mecánico y/o eléctrico. According to different preferred embodiments, the low pressure compressor 16 and/or the high pressure compressor 17 are mechanically and/or electrically driven.

La mezcla de fase predominante vapor rica en amoniaco, tras su nueva compresión seca por el compresor de alta presión 17, entra en el intercambiador de calor 19 en donde se enfría y desde allí entra en el absorbedor 11, y la otra mezcla de fase líquida tras su calentamiento en el intercambiador de calor de solución 13 también entra en el mismo absorbedor 11, volviendo a repetirse el ciclo en el subcircuito de resorción 1. The predominantly vapor phase mixture rich in ammonia, after its new dry compression by the high pressure compressor 17, enters the heat exchanger 19 where it is cooled and from there enters the absorber 11, and the other liquid phase mixture after its heating in the solution heat exchanger 13 also enters the same absorber 11, the cycle being repeated again in the resorption subcircuit 1.

En el dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la presente invención, en el subcircuito de resorción 1 resultan adecuados simultáneamente un compresor de baja presión 16 y otro compresor de alta presión 17 dispuestos en serie uno a continuación del otro, debido a la gran elevación de temperatura necesaria para las prestaciones simultáneas de calentamiento y enfriamiento en la invención propuesta. In the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the present invention, a low-pressure compressor 16 and a high-pressure compressor 17 arranged in series one after the other are suitable simultaneously in the resorption subcircuit 1, due to the high temperature rise required for simultaneous heating and cooling performances in the proposed invention.

En lo que respecta al intercambiador de calor 19 anterior, se encuentra habilitado para aprovechar el calor de la corriente de descarga del compresor de alta presión 17 que está a mayor temperatura que el absorbedor 11 y así poder incrementar la temperatura del calor producido en el absorbedor 11. As regards the previous heat exchanger 19, it is enabled to take advantage of the heat from the discharge stream of the high pressure compressor 17 which is at a higher temperature than the absorber 11 and thus be able to increase the temperature of the heat produced in the absorber 11.

Tal y como también se puede apreciar en la figura 1, el calor generado en el intercambiador de calor 19 para enfriar la mezcla de fase vapor rica en amoniaco que proviene del compresor de alta presión 17 antes de entrar en el absorbedor 11, también es utilizado como calor útil entregado desde el circuito 10. Para ello, el calor generado en intercambiador de calor 19 se utiliza para recalentar también el bucle cerrado de agua caliente a presión que sale del absorbedor 11, tal y como se aprecia en la figura 1. As can also be seen in Figure 1, the heat generated in the heat exchanger 19 to cool the ammonia-rich vapour phase mixture coming from the high-pressure compressor 17 before entering the absorber 11, is also used as useful heat delivered from the circuit 10. For this purpose, the heat generated in the heat exchanger 19 is also used to reheat the closed loop of pressurised hot water exiting the absorber 11, as can be seen in Figure 1.

De este modo, en el subcircuito de resorción 1 se puede suministrar calor útil a alta temperatura, con saltos de temperatura por encima incluso de los 25°C y hasta los 100°C o superior, y con una amplia flexibilidad de diseño en el deslizamiento de temperatura del bucle cerrado de agua caliente a presión que sale del absorbedor 11. In this way, useful heat can be supplied at high temperatures in the resorption subcircuit 1, with temperature jumps even above 25°C and up to 100°C or more, and with wide design flexibility in the temperature glide of the closed loop of pressurized hot water leaving the absorber 11.

Además de todo lo anterior y tal y como también se observa en la figura 1, en el subcircuito de refrigeración 2, la mezcla en fase líquida rica en amoniaco procedente del condensador 21 pasa por el intercambiador de calor de refrigerante 25 en donde se calienta, y después entra en la válvula de expansión de refrigerante 24 en donde se expansiona a baja presión, y a continuación entra en el evaporador 22 en donde se evapora absorbiendo calor desde el exterior del circuito 10, es decir, generando frío y refrigerando hacia el exterior del circuito 10, tal y como también se indica en la figura 2. In addition to all of the above and as can also be seen in Figure 1, in the cooling subcircuit 2, the liquid phase mixture rich in ammonia from the condenser 21 passes through the refrigerant heat exchanger 25 where it is heated, and then enters the refrigerant expansion valve 24 where it expands to low pressure, and then enters the evaporator 22 where it evaporates by absorbing heat from outside the circuit 10, that is, generating cold and cooling towards the outside of the circuit 10, as also indicated in Figure 2.

La mezcla de fase vapor resultante rica en amoniaco que sale del evaporador 22 es la que precalienta a su vez a la misma mezcla en fase líquida en el intercambiador de calor de refrigerante 25 previamente a su paso por la válvula de expansión de refrigerante 24, para mejorar así el efecto de refrigeración que se produce en el evaporador 22, tal y como también se observa en la figura 1. The resulting vapor phase mixture rich in ammonia that exits the evaporator 22 is what preheats the same mixture in liquid phase in the refrigerant heat exchanger 25 prior to its passage through the refrigerant expansion valve 24, thus improving the cooling effect that occurs in the evaporator 22, as also observed in Figure 1.

Esta misma mezcla en fase vapor resultante rica en amoniaco, tras su paso por el intercambiador de calor de refrigerante 25, ingresa en el desorbedor 12. This same resulting vapor phase mixture rich in ammonia, after passing through the refrigerant heat exchanger 25, enters the desorber 12.

Es de este modo explicado, como en el dispositivo de bomba de calor por compresiónresorción de doble elevación de temperatura de la presente invención, el subcircuito de resorción 1 puede generar calor útil hacia afuera del circuito 10, y simultáneamente el subcircuito de refrigeración 2 puede absorber calor desde el exterior del mismo circuito 10, es decir, generar frío. It is thus explained that in the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the present invention, the resorption subcircuit 1 can generate useful heat outside the circuit 10, and simultaneously the cooling subcircuit 2 can absorb heat from outside the same circuit 10, that is, generate cold.

En diferentes modalidades de realización preferida de la misma invención, el absorbedor 11 y el desorbedor 12 pueden presentar unas muy importantes particularidades en su disposición y funcionamiento. In different preferred embodiments of the same invention, the absorber 11 and the desorber 12 may have very important particularities in their arrangement and operation.

Tal y como se aprecia en la figura 3, en el caso del absorbedor 11 del subcircuito de resorción 1, en diferentes realizaciones preferidas de la invención, y tal y como aparece delimitado esquemáticamente por un recuadro a trazos en la misma figura 3, dicho absorbedor 11 puede comprender una primera parte111, una segunda parte 112 y una tercera parte 113 diferenciadas. As can be seen in Figure 3, in the case of the absorber 11 of the resorption subcircuit 1, in different preferred embodiments of the invention, and as it appears schematically delimited by a dashed box in the same Figure 3, said absorber 11 may comprise a first part 111, a second part 112 and a third part 113 differentiated.

En la primera parte 111 primeramente confluye simultáneamente la mezcla en fase vapor de la mezcla rica en amoniaco que procede del intercambiador de calor 19, con también la otra mezcla en fase líquida más rica en agua y que procede del intercambiador de calor de solución 13. In the first part 111, the vapor phase mixture of the ammonia-rich mixture originating from the heat exchanger 19, also simultaneously merges with the other liquid phase mixture, richer in water, originating from the solution heat exchanger 13.

Como resultado de ello, en dicha primera parte 111 tiene lugar primeramente una absorción parcial y adiabática de la mezcla en fase vapor en la otra mezcla en fase líquida recibida, dando lugar a una mezcla resultante bifásica de líquido y vapor con un incremento de temperatura y que pasa a continuación a la segunda parte 112. As a result, in said first part 111, a partial and adiabatic absorption of the vapor phase mixture into the other liquid phase mixture received first takes place, giving rise to a resulting biphasic mixture of liquid and vapor with an increase in temperature and which then passes to the second part 112.

En la segunda parte 112 dicha mezcla bifásica sufre una nueva absorción del vapor en el líquido, en donde se genera propiamente el calor suministrado hacia el exterior del mismo absorbedor 11, tal y como se aprecia en la figura 3, pasando a continuación la mezcla resultante mayoritariamente líquida a la tercera parte 113. In the second part 112, said two-phase mixture undergoes a new absorption of the vapor in the liquid, where the heat supplied to the outside of the same absorber 11 is actually generated, as can be seen in figure 3, with the resulting mixture, which is mostly liquid, then passing to the third part 113.

Dicha tercera parte 113, también señalada esquemáticamente por otro recuadro a trazos en la misma figura 3, comprende también un separador 114 habilitado para una separación del vapor del líquido y un mezclador 115. En la tercera parte 113, la mezcla mayoritariamente líquida se introduce en el separador 114 en donde se separa el vapor del líquido. El vapor separado es el que se envía al rectificador 23 del subcircuito de refrigeración 2 que se indica en la figura 3. Por otra parte, el líquido separado en el mismo separador 114 es el que se mezcla en el mezclador 115 con la mezcla líquida rica en agua procedente del rectificador 23 del subcircuito de refrigeración 2, tal y como se aprecia en la figura 3, y siendo dicha mezcla líquida resultante del mezclador 115 la que sale finalmente del absorbedor 11 para dirigirse al intercambiador de calor de solución 13 del subcircuito de resorción 1, tal y como se aprecia en la figura 3. Said third part 113, also indicated schematically by another dashed box in the same figure 3, also comprises a separator 114 enabled for separating the vapor from the liquid and a mixer 115. In the third part 113, the mostly liquid mixture is introduced into the separator 114 where the vapor is separated from the liquid. The separated vapor is the one sent to the rectifier 23 of the cooling subcircuit 2 indicated in figure 3. On the other hand, the liquid separated in the same separator 114 is the one mixed in the mixer 115 with the water-rich liquid mixture coming from the rectifier 23 of the cooling subcircuit 2, as can be seen in figure 3, and said liquid mixture resulting from the mixer 115 is the one that finally exits the absorber 11 to go to the solution heat exchanger 13 of the resorption subcircuit 1, as can be seen in figure 3.

También en diferentes modalidades de realización preferidas de la invención, en el caso del desorbedor 12 puede presentar una disposición que se representa esquemáticamente también delimitada por otro un recuadro a trazos en la misma figura 3, y puede estar habilitado para que la mezcla en fase líquida rica en agua resultante del calentamiento y ebullición, salga directamente del desorbedor 12 para dirigirse a la bomba de solución 14. Also in different preferred embodiments of the invention, in the case of the desorber 12 it may have a layout that is also schematically represented delimited by another dashed box in the same figure 3, and may be enabled so that the mixture in the liquid phase rich in water resulting from the heating and boiling, exits directly from the desorber 12 to go to the solution pump 14.

Al mismo tiempo, en esta disposición del desorbedor 12 representada en la figura 3, el mismo desorbedor 12 incluye también un mezclador 121, y la mezcla de fase predominante vapor rica en amoniaco resultante del mismo calentamiento y ebullición anterior, se mezcla en dicho mezclador 121 directamente con la mezcla en fase vapor rica en amoniaco procedente del intercambiador de calor de refrigerante 25 del subcircuito de refrigeración 2 y resultante de la evaporación en el evaporador 22, y a continuación la mezcla resultante de ambas y procedente del mezclador 121 se dirige al compresor de baja presión 16, tal y como se aprecia en la figura 3. At the same time, in this arrangement of the desorber 12 shown in Figure 3, the same desorber 12 also includes a mixer 121, and the predominantly vapor phase mixture rich in ammonia resulting from the same previous heating and boiling, is mixed in said mixer 121 directly with the vapor phase mixture rich in ammonia coming from the refrigerant heat exchanger 25 of the refrigeration subcircuit 2 and resulting from the evaporation in the evaporator 22, and then the mixture resulting from both and coming from the mixer 121 is directed to the low pressure compressor 16, as can be seen in Figure 3.

El dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la invención presenta grandes ventajas técnicas. The double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention has great technical advantages.

Además de poder generar simultáneamente calor y frío, la temperatura de suministro de calor y la temperatura de suministro de frío pueden encontrarse muy alejadas, tal y como se puede observar en la figura 2. Igualmente, ambas temperaturas pueden ser escogidas o seleccionadas y regulables por el usuario, presentando una gran flexibilidad. In addition to being able to generate heat and cold simultaneously, the heat supply temperature and the cold supply temperature can be very far apart, as can be seen in Figure 2. Likewise, both temperatures can be chosen or selected and regulated by the user, offering great flexibility.

El dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura de la invención utiliza componentes y equipos ya conocidos y también habituales en los ciclos de absorción. The double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention uses components and equipment already known and also common in absorption cycles.

Por una parte, la única aportación exterior energética necesaria es en modo mecánico, para el accionamiento de los compresores de las dos etapas de compresión, y para el accionamiento de la bomba de la solución líquida y pobre en amoníaco de amoniaco/agua, no siendo necesaria la aportación de ninguna fuente exterior de calor. On the one hand, the only external energy input required is mechanical, to drive the compressors of the two compression stages, and to drive the pump for the liquid, low-ammonia ammonia/water solution, with no external heat source being required.

Igualmente, el ciclo de la invención propuesta aporta la gran ventaja técnica de poder suministrar calor a temperaturas incluso superiores a 100°C, y simultáneamente funcionar con saltos de temperatura para proporcionar refrigeración por debajo de 0°C, utilizando tan solo componentes disponibles en el mercado conocido de bombas de calor de amoniaco (R717), y todo ello con una buena flexibilidad de diseño y operación. Likewise, the cycle of the proposed invention provides the great technical advantage of being able to supply heat at temperatures even higher than 100°C, and simultaneously operate with temperature jumps to provide cooling below 0°C, using only components available on the known market of ammonia heat pumps (R717), and all this with good design and operation flexibility.

Además de lo anterior, el ciclo de la invención también supone la ventaja de que su funcionamiento y servicio no implica la necesidad de disipar el calor de condensación, como ocurre en los sistemas de refrigeración por compresión convencionales al enviar a su exterior calor sobrante y sin utilizar, lo que supone una mayor eficiencia energética del sistema y una reducción de las emisiones térmicas con el provecho medioambiental añadido que ello supone. In addition to the above, the cycle of the invention also offers the advantage that its operation and service do not require dissipating condensation heat, as occurs in conventional compression refrigeration systems by sending excess, unused heat to the outside, which results in greater energy efficiency of the system and a reduction in thermal emissions with the added environmental benefit that this entails.

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación del dispositivo de bomba de calor por compresiónresorción de doble elevación de temperatura de la invención, podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación. The details, shapes, dimensions and other accessory elements, as well as the materials used in the manufacture of the double temperature rise compression-resorption heat pump device of the invention, may be conveniently replaced by others that are technically equivalent and do not depart from the essence of the invention or from the scope defined by the claims included below.

Claims (7)

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura, que comprende y está basado en un circuito (10) de ciclo cerrado de refrigeración por el que circula cíclicamente una mezcla o solución fluida compuesta por una proporción variable de un medio absorbente y un fluido refrigerante, y caracterizado por el hecho de que el circuito (10) comprende y está dividido en un subcircuito de resorción (1) y un subcircuito de refrigeración (2); en que el subcircuito de resorción (1) está habilitado para una generación de calor útil hacia afuera del circuito (10) y simultáneamente el subcircuito de refrigeración (2) está habilitado para una absorción de calor desde el exterior del mismo circuito (10); estando el subcircuito de resorción (1) y el subcircuito de refrigeración (2) en comunicación, de modo que en una condición de uso durante la circulación cíclica de la mezcla o solución fluida por el circuito (10), la mezcla fluida recorre el subcircuito de resorción (1), y a continuación pasa y recorre el otro subcircuito de refrigeración (2) para volver de nuevo al mismo subcircuito de resorción (1), repitiendo el mismo ciclo sucesivamente;1. A double temperature rise compression-resorption heat pump device comprising and based on a closed-cycle refrigeration circuit (10) through which a fluid mixture or solution composed of a variable proportion of an absorbent medium and a refrigerant fluid circulates cyclically, and characterized in that the circuit (10) comprises and is divided into a resorption subcircuit (1) and a refrigeration subcircuit (2); wherein the resorption subcircuit (1) is enabled for generating useful heat outside the circuit (10) and simultaneously the refrigeration subcircuit (2) is enabled for absorbing heat from outside the same circuit (10); the resorption subcircuit (1) and the cooling subcircuit (2) being in communication, such that in a condition of use during the cyclic circulation of the fluid mixture or solution through the circuit (10), the fluid mixture travels through the resorption subcircuit (1), and then passes and travels through the other cooling subcircuit (2) to return again to the same resorption subcircuit (1), repeating the same cycle successively; - en que el subcircuito de resorción (1) comprende un absorbedor (11), un desorbedor (12), un intercambiador de calor de solución (13), una bomba de solución (14), una válvula de expansión de solución (15), un compresor de baja presión (16) y un compresor de alta presión (17), un intercambiador de calor vapor-líquido (18) y un intercambiador de calor (19); en que en una condición de uso el absorbedor (11) presenta una presión de funcionamiento superior a la presión de funcionamiento del desorbedor (12), y siendo dicha diferencia de presión aportada conjuntamente por el compresor de baja presión (16) y el compresor de alta presión (17);- wherein the resorption subcircuit (1) comprises an absorber (11), a desorber (12), a solution heat exchanger (13), a solution pump (14), a solution expansion valve (15), a low pressure compressor (16) and a high pressure compressor (17), a vapor-liquid heat exchanger (18) and a heat exchanger (19); wherein in a condition of use the absorber (11) has an operating pressure greater than the operating pressure of the desorber (12), said pressure difference being provided jointly by the low pressure compressor (16) and the high pressure compressor (17); - en que el subcircuito de refrigeración (2) comprende un condensador (21), un evaporador (22), un rectificador (23), una válvula de expansión de refrigerante (24) y un intercambiador de calor de refrigerante (25);- in which the cooling subcircuit (2) comprises a condenser (21), an evaporator (22), a rectifier (23), a refrigerant expansion valve (24) and a refrigerant heat exchanger (25); - estando el subcircuito de resorción (1) y el subcircuito de refrigeración (2) en comunicación, de modo que el absorbedor (11) del subcircuito de resorción (1) está en comunicación con el rectificador (23) del subcircuito de refrigeración (2), y el intercambiador de calor de refrigerante (25) del subcircuito de refrigeración (2) está en comunicación con el desorbedor (12) del subcircuito de resorción (1); y en que además el condensador (21) y el rectificador (23) del subcircuito de refrigeración (2) están comunicados térmicamente con el desorbedor (12) del subcircuito de resorción (1); en que en una condición de uso:- the resorption subcircuit (1) and the cooling subcircuit (2) being in communication, such that the absorber (11) of the resorption subcircuit (1) is in communication with the rectifier (23) of the cooling subcircuit (2), and the refrigerant heat exchanger (25) of the cooling subcircuit (2) is in communication with the desorber (12) of the resorption subcircuit (1); and furthermore the condenser (21) and the rectifier (23) of the cooling subcircuit (2) are in thermal communication with the desorber (12) of the resorption subcircuit (1); wherein in a condition of use: - el absorbedor (11) del subcircuito de resorción (1) recibe una mezcla fluida en fase vapor rica en fluido refrigerante y también recibe simultáneamente otra mezcla fluida en fase líquida rica en medio absorbente, teniendo lugar en el absorbedor (11) un cambio parcial de fase de vapor a fase líquida y una generación y suministro de calor hacia el exterior del mismo absorbedor (11);- the absorber (11) of the resorption subcircuit (1) receives a fluid mixture in vapor phase rich in refrigerant fluid and also simultaneously receives another fluid mixture in liquid phase rich in absorbent medium, a partial phase change from vapor to liquid phase taking place in the absorber (11) and a generation and supply of heat to the outside of the same absorber (11); - tras el cambio parcial de fase vapor a fase líquida en el absorbedor (11), tiene lugar una salida posterior y por separado de una mezcla fluida de fase predominante vapor y una mezcla fluida de fase predominante líquida desde el mismo absorbedor (11);- after the partial change from vapor phase to liquid phase in the absorber (11), a subsequent and separate exit of a fluid mixture of predominantly vapor phase and a fluid mixture of predominantly liquid phase takes place from the same absorber (11); - en que la salida de la mezcla fluida de fase predominante vapor se dirige al rectificador (23) del subcircuito de refrigeración (2) y el mismo rectificador (23) devuelve una mezcla fluida de fase líquida rica en medio absorbente ya rectificada al mismo absorbedor (11), generándose un calor en el rectificador (23) resultante de la misma rectificación; y en que el mismo rectificador (23) comunica una mezcla de fase vapor muy rica en fluido refrigerante al condensador (21);- in which the outlet of the fluid mixture of predominantly vapor phase is directed to the rectifier (23) of the cooling subcircuit (2) and the same rectifier (23) returns a fluid mixture of liquid phase rich in absorbent medium already rectified to the same absorber (11), generating heat in the rectifier (23) resulting from the same rectification; and in which the same rectifier (23) communicates a vapor phase mixture very rich in refrigerant fluid to the condenser (21); - en que la salida desde el absorbedor (11) de la mezcla fluida de fase predominante líquida se conduce al intercambiador de calor de solución (13) y desde allí a la válvula de expansión de solución (15) en donde se expansiona y llega al desorbedor (12);- in which the outlet from the absorber (11) of the fluid mixture of predominantly liquid phase is conducted to the solution heat exchanger (13) and from there to the solution expansion valve (15) where it expands and reaches the desorber (12); - en que el condensador (21) recibe la mezcla fluida de fase vapor muy rica en fluido refrigerante y llevando a cabo una condensación de dicha mezcla de vapor recibida, generando un calor resultante de la misma condensación;- in which the condenser (21) receives the fluid mixture of vapor phase very rich in refrigerant fluid and carries out a condensation of said vapor mixture received, generating a heat resulting from the same condensation; - en que el calor generado en el condensador (21) y en el rectificador (23) son transmitidos al desorbedor (12); siendo dicho calor utilizado para un calentamiento y ebullición de la mezcla fluida en fase predominante líquida presente en el mismo desorbedor (12) y procedente de la válvula de expansión de solución (15);- in which the heat generated in the condenser (21) and in the rectifier (23) are transmitted to the desorber (12); said heat being used for heating and boiling the fluid mixture in the predominantly liquid phase present in the same desorber (12) and coming from the solution expansion valve (15); - en que el desorbedor (12) está habilitado para una salida de mezcla fluida de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante resultante de la ebullición anterior, y también para otra salida por separado de otra mezcla fluida en fase líquida rica en medio absorbente, de modo que la mezcla fluida de fase predominante vapor se comunica al compresor de baja presión (16) y la mezcla fluida de fase líquida se comunica a la bomba de solución (14);- in which the desorber (12) is enabled for an outlet of a fluid mixture of predominantly vapor phase rich in refrigerant fluid resulting from the previous boiling, and also for another separate outlet of another fluid mixture in liquid phase rich in absorbent medium, so that the fluid mixture of predominantly vapor phase is communicated to the low pressure compressor (16) and the fluid mixture of liquid phase is communicated to the solution pump (14); - en que la mezcla fluida de fase líquida tras ser impulsada por la bomba de solución (14) y la mezcla fluida en fase predominante vapor tras ser comprimida por el compresor de baja presión (16) entran en el intercambiador de calor vapor-líquido (18), en donde se transfiere calor desde la mezcla fluida vapor hacia la mezcla fluida líquida;- in which the fluid mixture of liquid phase after being driven by the solution pump (14) and the fluid mixture in predominantly vapor phase after being compressed by the low pressure compressor (16) enter the vapor-liquid heat exchanger (18), where heat is transferred from the vapor fluid mixture to the liquid fluid mixture; - en que la mezcla fluida de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante tras su enfriamiento en el intercambiador de calor vapor-líquido (18) entra en el compresor de alta presión (17), y la otra mezcla fluida en fase líquida tras su calentamiento en el mismo intercambiador de calor vapor-líquido (18) entra en el intercambiador de calor de solución (13) en donde también se calienta;- in which the fluid mixture of predominantly vapor phase rich in refrigerant fluid after its cooling in the vapor-liquid heat exchanger (18) enters the high pressure compressor (17), and the other fluid mixture in liquid phase after its heating in the same vapor-liquid heat exchanger (18) enters the solution heat exchanger (13) where it is also heated; - la mezcla fluida de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante tras su compresión por el compresor de alta presión (17), entra en el intercambiador de calor (19) en donde se enfría y desde allí entra en el absorbedor (11), y la otra mezcla fluida de fase líquida tras su calentamiento en el intercambiador de calor de solución (13) también entra en el mismo absorbedor (11), volviendo a repetirse el ciclo en el subcircuito de resorción (1).- the fluid mixture of predominantly vapor phase rich in refrigerant fluid after its compression by the high pressure compressor (17), enters the heat exchanger (19) where it is cooled and from there enters the absorber (11), and the other fluid mixture of liquid phase after its heating in the solution heat exchanger (13) also enters the same absorber (11), the cycle being repeated again in the resorption subcircuit (1). - en que la mezcla fluida en fase líquida rica en fluido refrigerante procedente del condensador (21) pasa por el intercambiador de calor de refrigerante (25) en donde se calienta, y después entra en la válvula de expansión de refrigerante (24) en donde se expansiona y a continuación entra en el evaporador (22) en donde se evapora absorbiendo calor desde el exterior del circuito (10);- in which the fluid mixture in liquid phase rich in refrigerant fluid coming from the condenser (21) passes through the refrigerant heat exchanger (25) where it is heated, and then enters the refrigerant expansion valve (24) where it expands and then enters the evaporator (22) where it evaporates by absorbing heat from outside the circuit (10); - en que la mezcla fluida de fase vapor resultante rica en fluido refrigerante que sale del evaporador (22) precalienta la misma mezcla en fase líquida en el intercambiador de calor de refrigerante (25) previamente a su paso por la válvula de expansión de refrigerante (24);- in which the resulting vapor phase fluid mixture rich in refrigerant fluid that exits the evaporator (22) preheats the same mixture in liquid phase in the refrigerant heat exchanger (25) prior to its passage through the refrigerant expansion valve (24); - y la misma mezcla fluida en fase vapor resultante rica en fluido refrigerante tras su paso por el intercambiador de calor de refrigerante (25) ingresa en el desorbedor (12).- and the same fluid mixture in vapor phase resulting in refrigerant fluid rich in refrigerant fluid after passing through the refrigerant heat exchanger (25) enters the desorber (12). 2. Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura según la reivindicación 1, en que el absorbedor (11) del subcircuito de resorción (1) comprende una primera parte (111), una segunda parte (112) y una tercera parte (113) diferenciadas;2. Double temperature rise compression-resorption heat pump device according to claim 1, wherein the absorber (11) of the resorption subcircuit (1) comprises a first part (111), a second part (112) and a third part (113) differentiated; - en donde en la primera parte (111) primeramente confluye la mezcla fluida en fase vapor rica en fluido refrigerante que procede del intercambiador de calor (19), y donde confluye también la otra mezcla fluida en fase líquida más rica en medio absorbente y que procede del intercambiador de calor de solución (13); en donde en dicha primera parte (111) tiene lugar una absorción parcial y adiabática de la mezcla fluida en fase vapor en la otra mezcla fluida en fase líquida recibida, dando lugar a una mezcla resultante bifásica de líquido y vapor con un incremento de temperatura y que pasa a la segunda parte (112);- wherein in the first part (111) the fluid mixture in vapor phase rich in refrigerant fluid coming from the heat exchanger (19) first converges, and where the other fluid mixture in liquid phase richer in absorbent medium and coming from the solution heat exchanger (13) also converges; wherein in said first part (111) a partial and adiabatic absorption of the fluid mixture in vapor phase takes place in the other fluid mixture in liquid phase received, giving rise to a resulting two-phase mixture of liquid and vapor with an increase in temperature and which passes to the second part (112); - en donde en la segunda parte (112) dicha mezcla bifásica sufre una nueva absorción del vapor en el líquido, con una generación y suministro de calor hacia el exterior del mismo absorbedor (11), pasando la mezcla resultante mayoritariamente líquida a la tercera parte (113);- where in the second part (112) said two-phase mixture undergoes a new absorption of the vapor in the liquid, with a generation and supply of heat towards the outside of the same absorber (11), the resulting mixture, which is mostly liquid, passing to the third part (113); - en que dicha tercera parte (113) comprende un separador (114) habilitado para una separación de vapor del líquido y un mezclador (115), en donde en la tercera parte(113) la mezcla mayoritariamente líquida se introduce en el separador (114) en donde se separa el vapor del líquido; y en donde el vapor separado en el separador (114) se envía al rectificador (23) del subcircuito de refrigeración (2); y en donde el líquido separado en el mismo separador (114) se mezcla en el mezclador (115) con el líquido rico en medio absobente procedente del rectificador (23) del subcircuito de refrigeración (2), y siendo dicha mezcla líquida resultante del mezclador (115) la que sale del absorbedor (11) para dirigirse al intercambiador de calor de solución (13) del subcircuito de resorción (1).- wherein said third part (113) comprises a separator (114) enabled for separating vapor from liquid and a mixer (115), wherein in the third part (113) the predominantly liquid mixture is introduced into the separator (114) where the vapor is separated from the liquid; and wherein the vapor separated in the separator (114) is sent to the rectifier (23) of the cooling subcircuit (2); and wherein the liquid separated in the same separator (114) is mixed in the mixer (115) with the liquid rich in absorbent medium coming from the rectifier (23) of the cooling subcircuit (2), and said liquid mixture resulting from the mixer (115) being the one that exits the absorber (11) to go to the solution heat exchanger (13) of the resorption subcircuit (1). 3. Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura según la reivindicación 1 o 2, en que el desorbedor (12) comprende un mezclador (121), y en que en el mismo desorbedor (12) la mezcla en fase líquida rica en medio absorbente resultante del calentamiento y ebullición sale directamente del desorbedor (12) para dirigirse a la bomba de solución (14); y en que mezcla de fase predominante vapor rica en fluido refrigerante resultante del mismo calentamiento y ebullición anterior se mezcla directamente en el mezclador (121) con la mezcla en fase vapor resultante rica en fluido refrigerante procedente del intercambiador de calor de refrigerante (25) del subcircuito de refrigeración (2), dirigiéndose la mezcla resultante de ambas procedente del mezclador (121) hacia el compresor de baja presión (16).3. Double temperature rise compression-resorption heat pump device according to claim 1 or 2, wherein the desorber (12) comprises a mixer (121), and wherein in the same desorber (12) the liquid phase mixture rich in absorbent medium resulting from the heating and boiling exits directly from the desorber (12) to go to the solution pump (14); and wherein the predominantly vapor phase mixture rich in refrigerant fluid resulting from the same previous heating and boiling is mixed directly in the mixer (121) with the resulting vapor phase mixture rich in refrigerant fluid coming from the refrigerant heat exchanger (25) of the refrigeration subcircuit (2), the resulting mixture of both coming from the mixer (121) being directed towards the low pressure compressor (16). 4. Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que la bomba de solución (14) es de accionamiento mecánico y/o eléctrico.4. Double temperature rise compression-resorption heat pump device according to any of the preceding claims, wherein the solution pump (14) is mechanically and/or electrically driven. 5. Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en que la bomba de solución (14) es térmica.5. Double temperature rise compression-resorption heat pump device according to any of claims 1 to 3, wherein the solution pump (14) is thermal. 6. Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que el compresor de baja presión (16) y/o el compresor de alta presión (17) son de accionamiento mecánico y/o eléctrico.6. Double temperature rise compression-resorption heat pump device according to any of the preceding claims, wherein the low pressure compressor (16) and/or the high pressure compressor (17) are mechanically and/or electrically driven. 7. Dispositivo de bomba de calor por compresión-resorción de doble elevación de temperatura según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en que el medio absorbente comprende agua, y el fluido refrigerante comprende amoniaco.7. Double temperature rise compression-resorption heat pump device according to any of the preceding claims, wherein the absorbent medium comprises water, and the refrigerant fluid comprises ammonia.
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031712A (en) * 1975-12-04 1977-06-28 The University Of Delaware Combined absorption and vapor-compression refrigeration system
US4724679A (en) * 1986-07-02 1988-02-16 Reinhard Radermacher Advanced vapor compression heat pump cycle utilizing non-azeotropic working fluid mixtures
US5966955A (en) * 1996-01-16 1999-10-19 Ebara Corporation Heat pump device and desiccant assisted air conditioning system
US20050126211A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-16 Drost Kevin M. Droplet desorption process and system
US20110180235A1 (en) * 2008-07-31 2011-07-28 Georgia Tech Research Corporation Microscale heat or heat and mass transfer system
JP2019174096A (en) * 2018-03-30 2019-10-10 井上 修行 Hybrid heat pump device
WO2022271871A2 (en) * 2021-06-22 2022-12-29 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4031712A (en) * 1975-12-04 1977-06-28 The University Of Delaware Combined absorption and vapor-compression refrigeration system
US4724679A (en) * 1986-07-02 1988-02-16 Reinhard Radermacher Advanced vapor compression heat pump cycle utilizing non-azeotropic working fluid mixtures
US5966955A (en) * 1996-01-16 1999-10-19 Ebara Corporation Heat pump device and desiccant assisted air conditioning system
US20050126211A1 (en) * 2003-12-15 2005-06-16 Drost Kevin M. Droplet desorption process and system
US20110180235A1 (en) * 2008-07-31 2011-07-28 Georgia Tech Research Corporation Microscale heat or heat and mass transfer system
JP2019174096A (en) * 2018-03-30 2019-10-10 井上 修行 Hybrid heat pump device
WO2022271871A2 (en) * 2021-06-22 2022-12-29 Booz Allen Hamilton Inc. Thermal management systems

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