ТЕПЛОВОЙ НАСОС Российский патент 2013 года по МПК F25B30/02 F25B49/02 

Описание патента на изобретение RU2495338C1

Изобретение относится к тепловым насосам, то есть к устройствам, использующим тепло низкотемпературных источников естественного или искусственного происхождения для получения воды, пригодной для отопления и горячего водоснабжения (с температурой 50-70°С), в жилых домах, промышленных зданиях, а также предприятий АПК.

Известен тепловой насос, содержащий основной контур с компрессором, контур подачи воды, отстойник с трубой для подачи теплой воды (патент RU 2044236 С1, МПК F25B 30/00, опубл. 20.09.1995 г.)

Известен тепловой насос, содержащий цилиндры сжатия, цилиндр смежного сосуда с индивидуальным теплообменником, запорные вентили, гидравлический насос, включенный в замкнутый контур (патент RU 2301382 С1, МПК F25B 30\02, опубл. 20.06 2007 г.).

Недостатком указанных аналогов является невозможность поддержания постоянства температуры в трубопроводе горячей воды, используемой для обогрева жилых домов, промышленных зданий.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, принятым за прототип, является тепловой насос (патент RU 2238488 С1, МПК F25B 30\02, опубл. 20.06.2004 г.), который состоит из компрессора, дросселирующего устройства, а также конденсатора и испарителя, каждый из которых выполнен в виде теплообменника типа труба в трубе. Внешний и внутренний трубопроводы теплообменника выполнены в виде спиралей, патрубок ввода нагреваемой жидкости расположен со стороны выхода теплоносителя, а патрубок вывода нагреваемой жидкости расположен со стороны входа теплоносителя. Данный тепловой насос также не может обеспечивать поддержание температуры в трубопроводе горячей воды на заданном уровне.

Задача заявленного изобретения заключается в поддержании постоянства температуры в трубопроводе горячей воды, используемой для обогрева жилых домов, промышленных зданий.

Технический результат достигается благодаря тому, что тепловой насос, содержащий компрессор, конденсатор, испаритель, дросселирующее устройство, трубопроводы горячей и теплой воды, холодильного агента, в отличие от прототипа, дополнительно установлен механизм перемещения поршня компрессора и система управления для поддержания постоянной величины температуры горячей воды, включающая датчик фактической температуры в трубопроводе горячей воды, задатчик минимальной температуры горячей воды, блок вычитания, усилитель, ограничительный блок, задатчик допустимого перемещения поршня компрессора, масштабный преобразователь, причем первый вход блока вычитания соединен с датчиком фактической температуры расположенным в трубопроводе горячей воды, второй вход блока вычитания соединен с задатчиком номинальной температуры горячей воды, выход блока вычитания через усилитель соединен с первым входом ограничительного блока, второй вход которого соединен с выходом задатчика допустимого перемещения поршня компрессора, выход ограничительного блока через масштабный преобразователь соединен с механизмом перемещения поршня компрессора.

Новая совокупность существенных признаков, а именно, механизм перемещения поршня компрессора и система управления, позволяют обеспечивать постоянство температуры в трубопроводе горячей воды, используемой для обогрева жилых домов и промышленных зданий.

Поскольку новая совокупность существенных признаков предлагаемого устройства не известна и не следует явным образом из уровня техники, установленного по патентной и научно-технической литературе, то можно говорить о его соответствии критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

На чертеже представлен тепловой насос.

Тепловой насос содержит компрессор 1, конденсатор 2, испаритель 3, дросселирующее устройство 4, трубопровод горячей воды 5, трубопровод теплой воды 6, трубопровод холодильного агента 7, механизм перемещения поршня компрессора 8, датчик фактической температуры в трубопроводе горячей воды 9, задатчик минимальной температуры горячей воды 10, блок вычитания 11, усилитель 12, ограничительный блок 13, задатчик допустимого перемещения поршня компрессора 14, масштабный преобразователь 15.

На чертеже обозначены: t - сигнал, пропорциональный фактической температуре в трубопроводе горячей воды, t* - сигнал, пропорциональный номинальной температуре горячей воды, dt - сигнал, пропорциональный отклонению.

Сигнал отклонения рассчитывается по формуле: +dt=t-t*.

Механизм перемещения поршня компрессора выполнен в виде реечной передачи.

Тепловой насос работает следующим образом.

В испарителе 3 холодильный агент (жидкий фреон) за счет низкотемпературного источника теплой воды, поступающей по трубопроводу 6, испаряется с поглощением теплоты. Пары фреона по трубопроводу 7 поступают в компрессор 1. В камере компрессора 1 путем движения поршня фреон сжимается. При сжатии за счет адиабатического процесса фреон нагревается до температуры 80°С. Далее нагретый фреон по трубопроводу 7 поступает в конденсатор 2. В конденсаторе пары фреона конденсируются, отдавая теплоту трубопроводу горячей воды 5, в котором температура воды поднимается до 55°С. Жидкий фреон дросселируется в дросселирующем устройстве 4 и в состоянии влажного насыщения пара поступает обратно в испаритель.

Сигнал от датчика фактической температуры, расположенного в трубопроводе горячей воды 9, поступает в блок вычитания 11, где сравнивается с задатчиком минимальной температуры горячей воды 10. Сигнал отклонения усиливается по мощности в усилителе 12 и поступает на первый вход ограничительного блока 13, на второй вход которого поступает сигнал от задатчика допустимого перемещения поршня компрессора 14. При снижении температуры воды в трубопроводе 5 ниже минимальной, то есть, если результирующий сигнал становиться отрицательным по величине, то с ограничительного блока 13 снимается сигнал, который преобразуется в масштабном преобразователе 15, а затем поступает на вход механизма перемещения поршня компрессора 8. Механизм перемещения изменяет положение поршня таким образом, что происходит сжатие фреона в компрессоре, температура фреона повышается. Более нагретый фреон перетекает в конденсатор, в котором он конденсируется, отдавая большее количества тепла воде, находящейся в трубопроводе горячей воды 5. В трубопроводе 5 температура горячей воды поднимается до минимальной. При снижении температуры воды ниже минимальной в трубопроводе 5 цикл повторяется. Таким образом, в трубопроводе 5 поддерживается постоянная температура горячей воды.

Исследования показали, что при использовании теплового насоса для отопления теплиц, температура в них поддерживается постоянной на уровне 20-25°С.

Похожие патенты RU2495338C1

название год авторы номер документа
СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ЖИЛОГО ДОМА 2009
  • Коровкин Сергей Викторович
RU2412401C1
Теплонасосная отопительная система 2023
  • Коровкин Сергей Викторович
RU2809315C1
УСТРОЙСТВО С ПОЛЕЗНЫМ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ ТЕПЛОВОГО НАСОСА 2011
  • Васютин Владимир Андреевич
RU2456512C2
ТЕПЛОВОЙ НАСОС 1996
  • Соловьев В.Н.
  • Безизвестных А.В.
RU2116586C1
Теплонасосная установка 2023
  • Шамаров Максим Владимирович
  • Жлобо Руслан Андреевич
  • Беззаботов Юрий Сергеевич
  • Шилько Денис Александрович
RU2808026C1
СПОСОБ ГЕНЕРАЦИИ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АЭРОДРОМА В УСЛОВИЯХ СЕВЕРА И УСТАНОВКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2023
  • Шевцов Сергей Александрович
  • Фетисов Евгений Вячеславович
  • Емец Александр Александрович
  • Сапунов Денис Михайлович
RU2813579C1
ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ 2020
  • Чванов Михаил Николаевич
RU2738527C1
ТЕПЛОВОЙ НАСОС 2002
  • Коптелов Анатолий Логинович
RU2238488C2
УСТРОЙСТВО С ХЛАДАГЕНТОМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 2014
  • Барбан Фредерик
  • Кастелен Жиль
  • Дебу Брюно
  • Калиновски Паскаль
  • Ризк Жоэль
  • Моро-Перес Джимми
RU2677315C1
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ХЛАДАГЕНТОМ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК 2014
  • Барбан Фредерик
  • Кастелен Жиль
  • Дебу Брюно
  • Калиновски Паскаль
  • Ризк Жоэль
  • Моро-Перес Джимми
RU2677316C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 495 338 C1

Реферат патента 2013 года ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Изобретение относится к устройствам, использующим тепло низкотемпературных источников естественного или искусственного происхождения для получения воды, пригодной для отопления и горячего водоснабжения до температуры 50-70°С, в жилых домах, промышленных зданий, а также предприятий АПК. Тепловой насос содержит компрессор, конденсатор, испаритель, дросселирующее устройство, трубопроводы горячей и теплой воды, холодильного агента, механизм перемещения поршня компрессора и систему управления. Система управления включает датчик фактической температуры в трубопроводе горячей воды, задатчик минимальной температуры горячей воды, блок вычитания, усилитель, ограничительный блок, задатчик допустимого перемещения поршня компрессора, масштабный преобразователь. Первый вход блока вычитания соединен с датчиком фактической температуры, расположенным в трубопроводе горячей воды, второй вход блока вычитания соединен с задатчиком номинальной температуры горячей воды, выход блока вычитания через усилитель соединен с первым входом ограничительного блока, второй вход которого соединен с выходом задатчика допустимого перемещения поршня компрессора, выход ограничительного блока через масштабный преобразователь соединен с механизмом перемещения поршня компрессора. Технический результат заключается в поддержании постоянства температуры в трубопроводе горячей воды, используемой для обогрева жилых домов, промышленных зданий. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 495 338 C1

Тепловой насос, содержащий компрессор, конденсатор, испаритель, дросселирующее устройство, трубопроводы теплой и горячей воды и холодильного агента, отличающийся тем, что дополнительно установлен механизм перемещения поршня компрессора и система управления для поддержания постоянной величины температуры горячей воды, включающая датчик фактической температуры в трубопроводе горячей воды, задатчик минимальной температуры горячей воды, блок вычитания, усилитель, ограничительный блок, задатчик допустимого перемещения поршня компрессора, масштабный преобразователь, причем первый вход блока вычитания соединен с датчиком фактической температуры, расположенным в трубопроводе горячей воды, второй вход блока вычитания соединен с задатчиком номинальной температуры горячей воды, выход блока вычитания через усилитель соединен с первым входом ограничительного блока, второй вход которого соединен с выходом задатчика допустимого перемещения поршня компрессора, выход ограничительного блока через масштабный преобразователь соединен с механизмом перемещения поршня компрессора.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2013 года RU2495338C1

ТЕПЛОВОЙ НАСОС 2002
  • Коптелов Анатолий Логинович
RU2238488C2
ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ 2001
  • Дикарев В.И.
  • Миллер В.Е.
  • Туохимаа Аулис Эйнари
  • Фомкин Ю.В.
RU2206026C1
Система горячего водоснабжения 1985
  • Скобелин Борис Николаевич
  • Корчевский Валерий Павлович
  • Дрок Павел Андреевич
  • Звагольский Константин Николаевич
SU1280277A1
US 2012067070 A1, 22.03.2012
Упаковочная тара для яиц 1931
  • Красяльников К.К.
SU29141A1

RU 2 495 338 C1

Авторы

Пташкина-Гирина Ольга Степановна

Старших Владимир Васильевич

Максимов Евгений Александрович

Низамутдинов Ринат Жаудатович

Даты

2013-10-10Публикация

2012-04-13Подача