СПОСОБ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК F24D11/02 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при теплоснабжении.

Известны электрические водонагреватели с термодинамическими элементами (см. рис. 94, стр. 149 книги "Основы термодинамики и теплотехники" В.Г.Ерохина, М. Г. Маханька и П.И Самойленко. М. Машиностроение, 1980 г.) Важным преимуществом электрических водонагревателей является отсутствие дымы, грязи и копоти, недостаток электрических водонагревателей состоит в том, что они потребляют дорогую, дефицитную электроэнергию. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что используется, для целей теплоснабжения, дешевая энергия напора воды, при этом без учета потерь эффективность напора воды удваивается. Т.е. имеет место утилизация солнечного тепла, рассеянного в земной атмосфере.

На фиг.1 изображена кинематическая схема способа теплоснабжения, где 1 - плотина; 2 реактивная гидравлическая турбина; 3 конический и планетарный редуктор; 4 вал теплового насоса; 5 теплообменник; 6 водяной насос; 7 - потребители тепла и холода.

На фиг. 2 изображена схема реактивной гидравлической турбины, где ω - угловая скорость колеса турбины; R радиус колеса турбины; U скорость истечения воды на срезе выходного патрубка гидравлической реактивной турбины; h напор воды, м,
Сущность изобретения выражается в совокупности следующих признаков: в использовании для привода конического и планетарного редуктора реактивной гидравлической турбины с выходными патрубками, выполненными по дугам окружности и прикрепленными к диффузорному корпусу турбины по касательной в этом случае КПД турбины рассчитывается по формуле:

в использовании теплового насоса, вал которого связан с солнечной шестерней планетарного редуктора.

Компрессор теплового насоса работает с параметрами, обеспечивающими максимальный КПД теплового насоса

где оптимальные параметры теплового насоса,
η_c КПД сжатия воздуха 0,85,
η_p КПД расширения воздуха 0,95, T₃ 320 K,
степень сжатия воздуха
l=1,4 1,43;
Q_тн тепло, эквивалентное энергии привода теплового насоса;

η_m КПД трения (т.н.) η_m= 0,98



Cp(T_н-T_ч) тепло, отжимаемое тепловым насосом из солнечного тепла, рассеянного в земной атмосфере.

С учетом потерь гидравлической турбины на трение η_h= 0,95, η_h КПД гидравлической турбины, изобретение обеспечивает технический результат в режиме теплоснабжения η_т= 0,95•2,44= 2,08.г

Использование: к гидроэнергетике, в частности к способу теплоснабжения. Сущность изобретения: при помощи компрессора теплового насоса осуществляют в теплообменнике нагрев воды системы теплоснабжения, при этом в качестве привода компрессора теплового насоса используют реактивную гидравлическую турбину с выходными патрубками, выполненными по дугам окружности и прикрепленными к диффузорному корпусу турбины по касательной, вал турбины соединяют посредством конического и планетарного редукторов с валом теплового насоса, а на последнем устанавливают водяной насос системы теплоснабжения, при этом обеспечивают степень сжатия воздуха в компрессоре 3,25 - 3,35, а полученный в тепловом насосе холод подают потребителю для бытовых нужд. 2 ил.

Способ теплоснабжения, заключающийся в том, что при помощи компрессора теплового насоса осуществляют в теплообменнике нагрев воды системы теплоснабжения, отличающийся тем, что в качестве привода компрессора теплового насоса используют реактивную гидравлическую турбину с выходными патрубками, выполненными по дугам окружности и прикрепленными к диффузорному корпусу турбины по касательной, вал турбины соединяют посредством конического и планетарного редукторов с валом теплового насоса, а на последнем устанавливают водяной насос системы теплоснабжения, при этом обеспечивают степень сжатия воздуха в компрессоре 3,25 3,35, а полученный в тепловом насосе холод подают потребителю для бытовых нужд.