ТЕПЛОВОЙ НАСОС Российский патент 1994 года по МПК F25B29/00 

Описание патента на изобретение RU2008582C1

Изобретение относится к теплоснабжению и может быть использовано в системах централизованного и автономного теплоснабжения.

Известна теплонасосная установка для одновременного производства холодной и горячей воды, в которой исходный поток воды разделяется на две части, одна из которых поступает на охлаждение в испаритель, другая - на нагрев в конденсатор (ТН) [1] .

Недостатком предложенного схемного решения является ограниченная область применения вследствие малой разности температур нагреваемой и охлаждаемой воды.

Известен также тепловой насос, содержащий компрессор, конденсатор, испаритель, регенеративный теплообменник, дроссельный вентиль, магистрали системы теплоснабжения и низкопотенциального источника тепла [2] .

Недостатком подобного теплового насоса является повышение расхода энергии на привод компрессора при включении в схему регенеративного теплообменника с целью предохранения компрессора от попадания капель жидкого хладагента.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является выбранный в качестве прототипа тепловой насос [3] , содержащий компрессор, конденсатор, испаритель, дроссельный вентиль, магистрали системы отопления и низкопотенциального источника тепла.

Недостатком подобного теплового насоса является повышенный расход энергии на привод компрессора вследствие значительной разности температур кипения и конденсации хладагента.

Целью изобретения является повышение энергетической эффективности теплового насоса путем снижения расхода энергии на привод компрессора.

Это достигается тем, что тепловой насос, содержащий включенные в замкнутый циркуляционный контур рабочего тела компрессор, конденсатор, дроссельный вентиль и испаритель с магистралью низкопотенциального источника тепла, дополнительно содержит теплоизолированный кожух с размещенным внутри него теплообменником и постконденсатор в контуре рабочего тела, причем компрессор размещен внутри теплоизолированного кожуха, а постконденсатор и теплообменник последовательно включены перед испарителем в магистраль низкопотенциального источника тепла.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предложенного теплового насоса; на фиг. 2 - lg p, h-диаграмма изменения состояния рабочего тела (хладагента) в термодинамическом цикле теплового насоса.

Тепловой насос содержит компрессор 1, конденсатор 2, дроссельный вентиль 3, испаритель 4 с магистралью низкопотенциального источника тепла 5, теплоизолированный кожух 6 с размещенным внутри него теплообменником 7 и постконденсатор 8 в контуре рабочего тела, а также магистраль системы теплоснабжения 9.

Тепловой насос работает следующим образом.

Сухой насыщенный пар хладагента давлением pо и температурой t1 поступает в компрессор 1, где происходит его сжатие с отдачей тепла в теплоизолированном кожухе 6, теплоносителю в магистрали низкопотенциального источника тепла 5 до давления pк и температуры t2 в теплообменнике 7. В конденсаторе 2 осуществляется конденсация хладагента при постоянном давлении pк за счет отдачи тепла теплоносителю в магистрали системы теплоснабжения 9. Жидкий хладагент при температуре t3 поступает в постконденсатор 8, установленный перед дроссельным вентилем 3, где охлаждается до температуры t4, нагревая теплоноситель в магистрали низкопотенциального источника тепла, поступающий затем на нагрев в теплообменник 7. В дроссельном вентиле 3 осуществляется дросселирование потока хладагента до давления pо и температуры t5 = t1. Затем жидкий хладагент в испаритель 3, где кипит при постоянном давлении pо при подводе тепла от теплоносителя в магистрали низкопотенциального источника тепла, поступающего от теплообменника 7.

На фиг. 2 термодинамический цикл теплового насоса с постконденсатором и теплообменником показан сплошной линией, а без них - штриховой. Точка 1 и 1I соответствуют состояния насыщенного пара хладагента на входе в компрессор, точкам 2 и 2I - перегретого пара хладагента на выходе из компрессора, 3 и 3I - жидкого хладагента на выходе из конденсатора, 4 - жидкого хладагента на выходе из постконденсатора, 5 и 4I - влажного пара хладагента на входе в испаритель.

Как показывает сопоставительный анализ lg p, h-диаграмм изменения состояния хладагента в термодинамическом цикле теплового насоса, включение в схему постконденсатора и теплообменника сопровождается повышением температуры теплоносителя на входе в испаритель за счет подвода тепла от высокотемпературного жидкого хладагента после конденсатора и от перегретого пара хладагента в компрессоре, что способствует повышению температуры кипения в испарителе. При этом происходит уменьшение разности температур конденсации и кипения хладагента и степени сжатия хладагента в компрессоре, что приводит к снижению расхода энергии на привод компрессора и повышению энергетической эффективности теплового насоса. Уменьшение внутренней удельной работы lв = h2 - h1 компрессора при включении в схему теплового насоса постконденсатора и теплообменника составляет 35-45% , увеличение коэффициента трансформации μ теплового насоса 65-75% , повышение температуры кипения хладагента и уменьшению разности температур конденсации и кипения хладагента 8-12оС при постоянстве тепловой мощности Qк = h2 - h1 = h2I - h3I = Qк1 конденсатора теплового насоса. (56) Патент ФРГ N 2554441, кл. F 25 B 29/00, 1979.

Е. Я. Соколов и В. М. Бродянский. Энергетические основы трансформации тепла и процессов охлаждения, М. : Энергоиздат, 1981.

Е. И. Янтовский и Ю. В. Пустовалов. Парокомпрессорные теплонасосные установки. М. : Энергоиздат, 1982, с. 41.

Похожие патенты RU2008582C1

название год авторы номер документа
Теплонасосная установка 2023
  • Шамаров Максим Владимирович
  • Жлобо Руслан Андреевич
  • Беззаботов Юрий Сергеевич
  • Шилько Денис Александрович
RU2808026C1
ТЕПЛОВОЙ НАСОС 1995
  • Горшков В.Г.
  • Деменева В.С.
  • Засимов М.В.
  • Зубков В.А.
  • Петин Ю.М.
RU2152568C1
ТЕПЛОВОЙ НАСОС 1993
  • Мартынов Аркадий Владимирович
  • Петраков Геннадий Николаевич
RU2044234C1
ТРЕХЦЕЛЕВОЙ ТРАНСФОРМАТОР ТЕПЛА 2004
  • Говорухин Л.Н.
  • Мартынов А.В.
  • Спиридонов А.Г.
RU2266483C1
СИСТЕМА ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2005
  • Малахов Анатолий Иванович
  • Осадчий Геннадий Борисович
RU2310136C2
Теплогенератор 2021
  • Папин Владимир Владимирович
  • Дьяконов Евгений Михайлович
  • Безуглов Евгений Михайлович
  • Шмаков Анатолий Сергеевич
  • Янучок Александр Игоревич
RU2772445C1
Каскадная теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения помещений сферы быта и коммунального хозяйства 2016
  • Сучилин Владимир Алексеевич
  • Губанов Николай Николаевич
  • Кочетков Алексей Сергеевич
RU2638252C1
СПОСОБ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ТЕПЛОЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ И КОМПЛЕКС ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1996
  • Ильюша А.В.
  • Железняк В.А.
RU2151964C1
Стенд для исследования параметров функционирования бытовых тепловых насосов 2017
  • Сучилин Владимир Алексеевич
  • Губанов Николай Николаевич
  • Кочетков Алексей Сергеевич
  • Зак Игорь Борисович
RU2659840C1
Энергосберегающее устройство судовой энергетической установки речного судна 2022
  • Тимофеев Виталий Никифорович
  • Салахов Ильяс Рахимзянович
  • Кутепова Людмила Михайловна
  • Харисова Нурания Ринатовна
  • Каюмова Гузель Газинуровна
  • Гречко Николай Владимирович
  • Юнусова Айгуль Равилевна
  • Тимербулатова Ильсия Равилевна
  • Палёнов Евгений Викторович
  • Шайдулин Артур Рамильевич
  • Заводсков Эмиль Александрович
RU2805213C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 008 582 C1

Реферат патента 1994 года ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Использование: теплоснабжение, системы централизованного и автономного теплоснабжения. Сущность изобретения: хладагент совершает рабочий парожидкостной цикл, проходя последовательно компрессор 1, конденсатор 2, постконденсатор 8, дроссельный вентиль и испаритель 4. Компрессор 1 размещен внутри теплоизолированного кожуха 6 с теплообменников 7, причем постконденсатор 8 и теплообменник 7 последовательно включены перед испарителем 4 в магистраль 5 низкопотенциального источника тепла. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 008 582 C1

ТЕПЛОВОЙ НАСОС, содержащий включенные в замкнутый циркуляционный контур рабочего тела компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель с магистралью низкопотенциального источника тепла, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетической эффективности путем снижения расхода энергии на привод компрессора, тепловой насос дополнительно содержит теплоизолированный кожух с размещенным внутри него теплообменником и постконденсатор в контуре рабочего тела, причем компрессор размещен внутри теплоизолированного кожуха, а постконденсатор и теплообменник последовательно включены перед испарителем в магистраль низкопотенциального источника тепла.

RU 2 008 582 C1

Авторы

Мартынов А.В.

Разумовский А.В.

Синицын Г.Я.

Шильдкрет В.М.

Даты

1994-02-28Публикация

1990-03-19Подача