КОНТУРНАЯ УСТАНОВКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ ВОЗМОЖНОСТИ ПОДДЕРЖАНИЯ ЗАДАННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ Российский патент 2024 года по МПК F24D15/04 F25B30/02 F25B29/00 

Область техники

Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для получения, в соответствии с температурными условиями окружающей среды, желаемых климатических параметров в помещении, что проявляется в возможности эффективного перераспределения используемой тепловой энергии, а также перенаправления последней в случае ее переизбытка по иному контуру, что расширяет ее применение и оказывает положительное воздействие на ресурс и энергоэффективность работы установки.

Уровень техники

Из уровня техники известна теплонасосная установка для отопления и охлаждения помещений (см. RU 2738527, кл. F25B 30/06, публ. 14.12.2020 г. [1]).

Выявленное из уровня техники решение относится к теплоэнергетическим системам, а в частности к установкам отопления и охлаждения малоэтажных зданий, использующим источники низкопотенциального тепла (наружный воздух, грунт и грунтовые воды, прилегающего земельного участка).

Задачей известной теплонасосной установки [1], в соответствии с замыслом, является снижение энергетических затрат и повышение эффективности, связанной с отоплением и охлаждением помещений путем создания тепловой установки, использующей два источника низкопотенциального тепла с помощью двух разных теплообменников.

Как уже было указано, известная теплонасосная установка [1] служит для отопления и охлаждения помещений и содержит наружные и внутренние теплообменные устройства, компрессор с электроприводом, четырехходовые клапаны, а также соединительные трубопроводы, заполненные рабочим телом (фреон) с возможностью реверсирования работы благодаря наличию упомянутого четырехходового клапана.

Особенностью известного из уровня техники решения является то, что во фреоновый контур тепловой установки интегрирован дополнительный теплообменник, связывающий фреоновый контур с контуром теплохладоносителя грунтовых зондов без промежуточных теплоносителей. Причем используемые грунтовые зонды состоят из заполненных жидким теплохладоносителем пластиковых труб, помещаемых в вертикальные скважины. Грунтовые зонды объединяются в единый контур с помощью труб, подведенных к дополнительному теплообменнику. Кроме того, во фреоновом контуре установки [1] имеются соленоидные клапана, работающие в режиме "открыто-закрыто" и которые управляются наружным термостатом.

В качестве недостатков выявленного из уровня техники решения [1] следует отметить следующие.

Использование дополнительного теплообменника и грунтовых зондов способно отбирать тепло у грунта, что при низких температурах наружного воздуха позволит работать тепловой системе эффективнее, однако установка указанных зондов предполагает проведение ряда сложных и трудоемких подготовительных работ, в частности, включающих прокладку отдельного подключенного к теплообменнику циркуляционного контура в виде пластиковых труб строго ниже глубины промерзания, а также их объединение в нижней точки скважины посредством U-образного соединения, что накладывает определенные ограничения, связанные с определением и выбором местности, характеристики грунта, которой должны оправдывать рациональность внедрения в систему дополнительного теплоэнергетического оборудования использующего в работе низкопотенциальное тепло грунта.

Обустройство известной тепловой системы сопряжено с необходимостью обязательного проведения геодезических работ, связанных с определением характеристик грунта, бурения вертикальных скважин с использованием бурильного оборудования, отведения грунтовых вод в периоды бурения, а также непосредственного монтажа пластиковых труб, включающим их объединение и подключение к отдельному теплообменнику, что обуславливает наличие дополнительного недостатка, связанного с длительным и трудоемким монтажом системы грунтовых зондов, служащей для возможности получения низкопотенциального тепла.

Наиболее близкой в отношении технической сути к заявляемому изобретению возможно причислить систему теплопередачи, известную из RU 2337275, кл. F24D 3/02, публ. 27.10.2008 г. [2].

Известное из уровня техники решение относится к системам теплопередачи, а в частности к системам, предназначенным для комбинированной выработки энергии.

Существо известного решения связано с потребностью в создании системы теплопередачи, обладающей повышенной эффективностью и надежностью при эксплуатации.

Известная из уровня техники система теплопередачи содержит связанные с источником энергии и теплообменником первичный и вторичный контуры с перемещающимся потоком текучей среды, при этом контуры выполняются с возможностью переноса тепла.

Известная система теплопередачи имеет первичный и вторичный контуры, предназначенные для переноса тепла между источником и тепловой нагрузкой, а также трубопровод обратной связи, связывающий по потоку текучей среды выход вторичного контура с его входом, что создает возможность возвращения текучей среды ко входу вторичного контура.

Причем указанный поток, проходящий через упомянутый трубопровод обратной связи, является управляемым в зависимости от показателей, характеризующих температуру в первичном контуре, обеспечивая в результате этого возможность регулирования температуры первичного контура.

Вследствие чего обеспечивается повторная циркуляция хладагента в контуре. При этом эффективность теплового источника существенно повышается, если он функционирует при высоком уровне теплопередачи, а его температура (теплового источника) поддерживается на высоком и стабильном уровне.

Управление повторной циркуляцией позволяет контролировать температуру первичного контура, т.к. при этом можно регулировать температуру вторичного хладагента и как следствие разность между температурами хладагентов в первичном и вторичном контурах охлаждения.

В качестве недостатков известного технического решения [2] возможно отметить следующие.

Конструктивно упомянутый вторичный контур имеет смесительный вентиль, который, как правило, снабжается средствами управления, получающими управляющие сигналы для регулировки и распределения потоков. Причем указанный вентиль, в частности, возможно регулировать локально в ответ на сигналы от термометров, а также дистанционно, при котором данные о температуре контуров и теплового источника передаются в пункт управления, который посылает управляющие сигналы упомянутому вентилю для регулировки повторно циркулирующего потока, однако следует отметить, что допустимые вариации работы смесительного вентиля не едины и собственно не обеспечивают унифицированных технико-эксплуатационных показателей, в связи с чем, на этапе проектирования и установки системы теплопередачи, в зависимости от внешних факторов и особенностей монтажа, возникает задача выбора и расчета режима/режимов работы вторичного контура, назначение которого, согласно замыслу, заключается в обеспечении стабильности циркуляции потока вне зависимости от места и условий установки, также иных вспомогательных факторов, оказывающих воздействие на эксплуатацию.

Известная система [2] нуждается в планомерном техническом обслуживании, в частности, включающее прием и анализ данных, относящихся к КПД и производительности за определенный период, прогнозирование значений КПД и характеристики производительности, причем указанное обслуживание необходимо планировать так, чтобы избегать условно завышенных значений КПД и/или характеристик производительности. Вместе с тем, следует учитывать, что заданные значение могут иметь любую величину, достигая которою система выходит из строя, в частности, в случае достижения максимальной температуры среды, силовая установка одномоментно начнет перегреваться, что окажет отрицательное влияние на производительность и безопасность работы системы, образуя необходимость временной остановки работы системы для цели охлаждения и замены неработающего модуля.

Раскрытие изобретения

Технической проблемой предлагаемого изобретения является создание обладающей высокими технико-эксплуатационными параметрами теплоэнергетической контурной установки для распределения и перенаправления используемой тепловой энергии с целью поддержания оптимальных климатических параметров в помещении.

Техническим результатом предлагаемого изобретения, который решает актуальную техническую проблему, является реализация указанного назначения по созданию магистрального распределителя тепловой энергии внутри помещения, способного за счет производимых процессов распределения тепловой энергии обеспечивать устойчивую и сбалансированную теплопередачу, сохраняющую относительно стабильные микроклиматические параметры.

Заданный технический результат достигается в результате того, что магистральный распределитель тепловой энергии для обеспечения сбалансированной теплопередачи, поддерживающей устойчивые климатические параметры помещения, содержит двухконтурную трубопроводную структуру замкнутого типа, по объединенным канальным соединениям которой перемещается хладагент в виде фреона, циркуляционный режим которого предусматривает его поступление в компрессорное устройство, из которого пары нагретого фреона поступают в первое теплообменное устройство, выполненное с возможностью конденсации паров фреона с отдачей тепла, аккумулирующейся воде, запас которой используется для нужд горячего водоснабжения, перемещение фреона из первого теплообменного устройства посредством упомянутых канальных соединений происходит через последовательно установленные и соединенные друг с другом 3-ходовой клапан и 4-ходовой клапан, первый из которых имеет обратное соединение, проходящее через обратный клапан с ресивером и подсистемой обратных клапанов, а второй из которых имеет обратное соединение со входом указанного компрессорного устройства, а также имеет подключение к тепловой машине и ко второму теплообменному устройству, внутри которого газожидкостная среда конденсируется, отдавая тепло теплоносителю, служащему для технических нужд, указанная подсистема обратных клапанов объединена единой замкнутой линией, имеющей вход для соединения с указанной тепловой машиной, выход для соединения с указанным вторым теплообменным устройством и дополнительное соединение с указанным ресивером, которое осуществлено через установленную на канальном соединении с электрическим клапаном капиллярную трубку, усиливающую проток фреона, что увеличивает давление на входе компрессорного устройства.

Предлагается вниманию техническое решение из области теплоэнергетики, которое представляет из себя магистрального строения из нескольких контуров тепловую установку, использующую в качестве хладагента фреон, что позволяет получать в корреляции с температурными условиями окружающей среды необходимых теплоснабжения и климатических параметров внутри обслуживаемого помещения, что становится возможным благодаря настроенному режиму эффективного и сбалансированного распределения используемой тепловой энергии, а также ее перенаправления в случае переизбытка по вспомогательному контуру, оказывая при этом положительное воздействие на эффективность и ресурс работы теплоэнергетической системы.

Основополагающей особенностью предлагаемого магистрального распределителя тепловой энергии с целью обеспечения сбалансированной теплопередачи является наличие циркуляционной двухконтурной системы, выполненной в виде трубопроводной структуры, по объединенным канальным соединениям которой перемещается хладагент в виде фреона, который в соответствии с изобретательским замыслом проходит через встроенную в контур, объединенную единой замкнутой линией подсистему обратных клапанов, и поступает в дальнейшем в используемую тепловую машину, в которой происходит непосредственное испарение жидкого фреона и постоянный забор тепла из внешней среды, что в условиях замкнутого режима функционирования контуров способствует устойчивому росту объемов перекаченного тепла и стабилизации теплопередающих процессов, обеспечивающих постоянство и стабильность работы тепловой системы.

В соответствии с ключевой технической особенностью предлагаемого технического решения пары перегретого фреона имеют возможность поступления в одно из теплообменных устройств, где происходит отдача тепла аккумулирующейся воде для нужд ГВС, после чего перемещение фреона происходит через 3-ходовой клапан и 4-ходовой клапан, первый из которых имеет обратное соединение с ресивером и подсистемой обратных клапанов, а второй из которых имеет обратное соединение со входом компрессора, а кроме того имеет подключение к тепловой машине, а также к дополнительному теплообменному устройству, в котором отдается тепло теплоносителю, служащему для технических нужд, связанных с отоплением помещения, вместе с тем, существо решения предполагает также наличие входа у имеющейся подсистемы обратных клапанов для соединения с тепловой машиной, наличие выхода для соединения с упомянутым дополнительным теплообменным устройством, а также наличие дополнительного соединения с указанным ресивером, которое осуществляется через капиллярную трубку, усиливающую проточные показатели фреона, что увеличивает давление на входе компрессора и создает условия снижения энергопотребления, таким образом вследствие указанных производимых процессов перераспределения тепловой энергии и в случае ее "перенаправления" по имеющемуся вспомогательному контуру благотворно влияет на ресурс, эффективность и надежность системы, обеспечивая при этом устойчивую и сбалансированную теплопередачу, имеющую возможность сохранять относительно стабильные микроклиматические параметры внутри обслуживаемого помещения.

Важно дополнительно подчеркнуть, что наличие в магистральном распределителе тепловой энергии управляющей подсистемы обратных клапанов позволяет одному компрессорному устройству в своего рода единой системе "теплового насоса" переключать режимы воздух-вода для нагрева ГВС отопления помещения, также образуется возможность плавного подключения и переключения режимов эксплуатации в самом наружном блоке тепловой машины в зависимости от задач, для выполнения которых призваны первое теплообменное устройство и второе теплообменное устройство. Таким образом, конструктивная особенность выполнения предлагаемого распределителя тепловой энергии позволяет подключать в работу первое теплообменное устройство или второе теплообменное устройство или оба сразу, кроме того, возможно подключение дополнительных теплообменных устройств.

Таким образом, предлагаемый магистральный распределитель тепловой энергии образует совокупность технических признаков, достаточных для достижения заданного технического результата, заключающегося в реализации назначения по созданию магистрального распределителя тепловой энергии внутри помещения, способного за счет производимых процессов распределения тепловой энергии обеспечивать устойчивую и сбалансированную теплопередачу, сохраняющую относительно стабильные микроклиматические параметры, в связи с чем обеспечивается решение обозначенной технической проблемы по созданию обладающей высокими технико-эксплуатационными параметрами теплоэнергетической контурной установки для распределения и перенаправления используемой тепловой энергии с целью поддержания оптимальных климатических параметров в помещении.

Краткое описание чертежей

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого распределителя тепловой энергии.

Осуществление изобретения

Предлагаемый магистральный распределитель тепловой энергии для обеспечения сбалансированной теплопередачи, поддерживающей устойчивость теплоснабжения и стабильность климатических параметров помещения, поясняется несколькими примерами выполнения и реализации, которые, однако не являются единственно возможными, но наглядным образом демонстрируют достижение указанной совокупностью существенных признаков заданного технического результата, а также решение указанной технической проблемы.

На представленном чертеже показаны следующие части и компоненты предлагаемого магистрального распределителя тепловой энергии:

1 - тепловая машина с наружным блоком управления;

2 - компрессорное устройство;

3 - фильтр;

4 - 3-ходовой клапан;

5 - 4-ходовой клапан;

6 - ресивер;

7 - электронный расширительный вентиль (ЭРВ);

8 - электрический клапан;

9 - сервисный кран;

10 - капиллярная трубка;

11 - первое теплообменное устройство для горячего водоснабжения;

12 - второе теплообменное устройство для отопления/охлаждения;

13 - обратный клапан;

14 - управляющая подсистема обратных клапанов;

15 - шунтирующий клапан;

16 - экономайзер;

17 - ЭРВ разгонного блока.

Итак, предлагаемый магистральный распределитель тепловой энергии для обеспечения сбалансированной теплопередачи, поддерживающей устойчивость теплоснабжения и стабильность климатических параметров помещения содержит двухконтурную трубопроводную структуру замкнутого типа.

Указанная структура замкнутого типа имеет объединенные канальные соединения, по которым перемещается хладагент в виде фреона.

Циркуляционный режим перемещения фреона предусматривает его поступление в компрессорное устройство 2, из которого пары нагретого фреона поступают в первое теплообменное устройство 11.

В свою очередь первое теплообменное устройство 11 (теплообменный бак/бойлер/бойлеры накопительного типа в комбинации с пластинчатыми или иными теплообменниками) выполнено с возможностью конденсации паров фреона с отдачей тепла аккумулирующейся воде, запас которой используется для нужд горячего водоснабжения и отопления.

Перемещение фреона из первого теплообменного устройства 11 посредством упомянутых канальных соединений происходит через последовательно установленные и соединенные друг с другом 3-ходовой клапан 4 и 4-ходовой клапан 5.

Указанный 3-ходовой клапан 4 имеет обратное соединение, проходящее через обратный клапан 13 с ресивером 6 и подсистемой управляющих обратных клапанов 14 -осуществляют движение хладагента в одном направлении, благодаря их компоновке в системе мы получаем движение конденсата фреона в любых режимах работы через ресивер 6.

Указанный 4-ходовой клапан 5 имеет обратное соединение со входом компрессорного устройства 2, а также имеет подключение к тепловой машине 1 и ко второму теплообменному устройству 12.

В теплообменном устройстве 12 газожидкостная среда конденсируется, отдавая тепло теплоносителю, предназначенному для технических нужд, связанных с обеспечением отопления обслуживаемого помещения.

Указанная управляющая подсистема обратных клапанов 14 объединена единой замкнутой линией, имеющей вход для соединения с указанной тепловой машиной 1, выход для соединения с указанным вторым теплообменным устройством 12 и дополнительное соединение с имеющимся ресивером 6.

Указанное дополнительное соединение с имеющимся ресивером 6 осуществлено через, установленную на канальном соединении с электрическим клапаном 8 капиллярную трубку 10, усиливающую проток фреона, что увеличивает давление на входе компрессорного устройства 2.

Следует отметить, что цель представленного описания предлагаемого изобретения заключается не в его ограничении исполнения и вариантов реализации, а наоборот в возможности охвата всевозможных дополнений, которые не выходят за рамки формулы изобретения, но поясняют иные допустимые варианты исполнения/компоновки согласно авторскому замыслу.

Магистральный распределитель тепловой энергии для обеспечения сбалансированной теплопередачи по существу предназначен для горячего водоснабжения, отопления/охлаждения помещения.

Предлагаемый распределитель тепловой энергии состоит из тепловой машины 1 с наружным блоком управления с инновационной структурой распределения потоков хладагента - фреона, а также управления и контроля работы.

Указанный наружный блок управления тепловой машины 1 имеет управляющий контроллер с возможностью выхода в сеть интернет.

Конфигурация предлагаемого распределителя тепловой энергии уникальна и позволяет использовать оборудования для решения широкого спектра задач, связанных с подачей тепла и поддержанием требуемых температурных показателей в помещении.

В конструкцию распределителя тепловой энергии помимо тепловой машины 1, обладающей инновационной структурой распределения потоков фреона входят также теплообменные устройства 11 и 12, которые предназначены для подачи тепла для ГВС и подачи тепла для нужд отопления с подключением соответствующего контура с теплоносителем. В состав конструкции могут быть включены и дополнительные теплообменные устройства в зависимости от задач и технических условий эксплуатации.

Кроме того, в конструкцию предлагаемого распределителя тепловой энергии входит экономайзер 16 и разгонный блок в виде дополнительного фреонового трубопровода со встроенным в него ЭРВ 17 (ЭРВ разгонного блока). Причем экономайзер 16 установлен на соединении, объединяющим компрессорное устройство 2 и 4-ходовой клапан 5 и представляет из себя прибор, который охлаждает перегретый конденсат фреона и одновременно подогревает переохлажденный газ после испарителя (на всасе, входе в компрессорное устройство 2), а указанный разгонный блок позволяет быстро входить тепловой машине в рабочий режим, подогревая на старте конденсат фреона после имеющегося конденсатора и в процессе работы, при максимальном отборе тепла (в случае когда отбор тепла превышает мощность тепловой машины) не допускает переохлаждение конденсата, тем самым поддерживая режим работы с номинальными эффективными показателями.

Компоновка оборудования распределителя тепловой энергии, включающего дополнительные теплообменные устройства, а также ряд иных вспомогательных систем, участвующих в подаче тепла и поддержанию требуемых климатических параметров выбирается, в том числе, в соответствии с поставленными техническими задачами, размерами и площадью помещений.

Используемая тепловая машина 1 с наружным блоком управления сообщается с теплообменными устройствами 11 и 12 посредством утепленной двух контурной четырехтрубной магистрали (трубопроводной структуре), в которой находится фреон, перемещающийся в замкнутом циркуляционном режиме.

Теплообменные устройства 11 и 12 в зависимости от компоновки и решаемых задач могут также выполнять функции баков косвенного нагрева и буферных накопительных емкостей.

В теплообменных устройствах 11 и 12 в режиме рециркуляции может происходить передача тепловой энергии от тепловой машины 1 - воде, находящейся внутри. Разогретая вода может поступать в систему ГВС, для чего имеется соответствующий подключенный трубопровод подачи воды. В подключаемом отдельно контуре отопления, погружаемом в нагретую воду, циркулирует теплоноситель, который нагревается и используется для подачи тепла в циркуляционном режиме в радиаторы отопления и/или в системы теплого пола. Вместе с тем, по дополнительному трубопроводному контуру распределителя тепловой энергии возможно охлаждение через дополнительное теплообменное устройство, связанного с подключаемой дополнительно подсистемой фанкойлов для охлаждения.

Преимущество предлагаемого магистрального распределителя тепловой энергии основано на применении управляющих клапанов (3-ходовой клапан 4, 4-ходовой клапан 5, управляющая подсистема обратных клапанов 14, шунтирующий клапан 15), что позволяет единому компрессорному устройству 2 переключать режимы "воздух-вода" для цели нагрева ГВС и отопления обслуживаемого помещения, кроме того, обеспечивается возможность плавного переключения режимов работы в самом наружном блоке управления тепловой машины 1.

Осуществляется предлагаемый магистральный распределитель тепловой энергии следующим образом.

1. Режим нагрева системы горячего водоснабжения (ГВС)

После поступления в компрессорное устройство 2, пары нагретого фреона, поступают в первое теплообменное устройство 11 для нужд ГВС, где происходит конденсация паров фреона с отдачей тепла воде. После первого теплообменного устройства 11 фреон в жидкой фазе поступает на 3-ходовой клапан 4. Далее из 3-ходового клапана 4 через обратный клапан 13 фреон поступает в ресивер 6, после которого фреон поступает на электронно-регулирующий вентиль (ЭРВ) 7. Через систему управляющих обратных клапанов 14 фреон поступает в наружный блок управления тепловой машины 1, где в сущности происходит испарение жидкого фреона и забор тепла из внешней среды.

Затем пары фреона через 4-ходовой клапан 5, поступают на вход компрессорного устройства 2. Электрический клапан 8 включается при температуре воздуха на улице больше 20°С. И после чего через капиллярную трубку 10 увеличивает проток фреона, тем самым снижает давление на высокой стороне (на выходе из компрессорного устройства 2) и увеличивая давление на низкой стороне (вход компрессорного устройства 2). Таким образом, ток потребления компрессорного устройства 2 падает, однако объем перекаченного хладагента тепла растет, повышается КПД распределителя.

Двухконтурная трубопроводная структура распределителя тепловой энергии замкнута, режим функционирования "воздух-вода" (второе теплообменное устройство 12 не участвует в работе).

2. Режим подачи отопления

После поступления в компрессорное устройство 2 пары нагретого фреона, поступают через шунтирующий клапан 15 на 3-ходовой клапан 4. Далее с 3-ходового клапана 4 фреон поступает на 4-ходовой клапан 5, уже из которого фреон поступает на второе теплообменное устройство 12, в котором происходит конденсация паров фреона с отдачей тепла используемому теплоносителю. Затем фреон в жидкой фазе поступает через подсистему управляющих клапанов 14 на ресивер 6.

Посредством подсистемы управляющих обратных клапанов 14 фреон поступает в наружный блок управления тепловой машины 1, где происходит испарение фреона в жидком состоянии и соответствующий забор тепла из внешней среды. Пары фреона через 4-ходовой клапан 5, поступают на вход компрессорного устройства 2.

Электрический клапан 8 включается при температуре воздуха на улице более 20°С. И далее проходя через капиллярную трубку 10 увеличивает проток фреона, тем самым снижает давление на высокой стороне (выход компрессорного устройства 2) и увеличивая давление на низкой стороне (вход компрессорного устройства 2). Таким образом, ток потребления компрессорного устройства 2 падает, а объем перекаченного тепла растет, в этой связи повышается КПД.

Двухконтурная трубопроводная структура распределителя тепловой энергии замкнута (первое теплообменное устройство в работе не участвует).

3. Режим нагрева системы горячего водоснабжения (ГВС) + обеспечение отопления

После поступления в компрессорное устройство 2 пары нагретого фреона, поступают в первое теплообменное устройство 11 для нужд ГВС, где происходит конденсация паров фреона с отдачей тепла воде. После первого теплообменного устройства 11 фреон в жидкой фазе поступает на 3-ходовой клапан 4, из которого фреон поступает на 4-ходовой клапан 5, а далее во второе теплообменное устройство 12. При нагреве воды для ГВС до 55-60°С перегретые пары фреона не полностью конденсируются, и полученная газожидкостная среда во втором теплообменном устройстве 12 уже полностью конденсируется, отдавая тепло теплоносителю.

Далее фреон в жидкой фазе поступает через подсистему управляющих клапанов 14 в ресивер 6. Через указанную подсистему обратных клапанов 14 фреон поступает в наружный блок управления тепловой машины 1, где происходит испарение жидкого фреона и соответственно забор тепла из внешней среды.

Пары фреона через 4-ходовой клапан 5, поступают на вход компрессорного устройства 2. Электрический клапан 8 включается при температуре воздуха на улице более 20°С и через капиллярную трубку 10 увеличивает проток фреона, тем самым снижается давление на высокой стороне (выход компрессорного устройства 2) и увеличивается давление на низкой стороне (вход компрессорного устройства 2). Таким образом, ток потребления компрессорного устройства 2 падает, а объем перекаченного тепла растет, в связи с чем повышается КПД. Двухконтурная трубопроводная структура распределителя тепловой энергии замкнута.

4. Режим нагрева системы горячего водоснабжения (ГВС) + охлаждение (рекуперация тепла)

После поступления в компрессорное устройство 2, пары нагретого фреона, поступают в первое теплообменное устройство 11, где происходит конденсация паров фреона с отдачей тепла воде. После первого теплообменного устройства 11 фреон в жидкой фазе поступает на 3-ходовой клапан 4, из которого фреон через обратный клапан 13 поступает в ресивер 6. Из ресивера 6 фреон поступает на электронно-регулирующий вентиль 7 (ЭРВ).

Через подсистему управляющих обратных клапанов 14 фреон поступает с помощью сервисного крана 9 на второе теплообменное устройство 12, где происходит испарение жидкого фреона и забор тепла из теплоносителя.

Вместе с тем пары фреона, через 4-ходовой клапан 5, поступают на вход компрессорного устройства 2.

Распределитель тепловой энергии работает в режиме "вода-вода", охлаждая второе теплообменное устройство 12 - передавая тепло первому теплообменному устройству 11 для нужд ГВС.

Двухконтурная трубопроводная структура распределителя тепловой энергии замкнута.

5. Режим охлаждения

После поступления в компрессорное устройство 2 пары перегретого фреона, поступают через шунтирующий клапан 15 на 3-ходовой клапан 4. В этом случае 3-ходовой клапан 4 переключается с одной магистрали на другую и фреон поступает в наружный блок управления тепловой машины 1, где происходит его конденсация, сопровождаемая отдачей тепла в окружающую среду.

Далее из наружного блока тепловой машины 1 жидкий фреон через подсистему управляющих обратных клапанов 14 поступает на ресивер 6, а затем на электронно-регулирующий вентиль 7 (ЭРВ).

Через подсистему обратных управляющих клапанов 14 фреон поступает через сервисный кран 9 на второе теплообменное устройство 12, в котором происходит испарение жидкого фреона и забор тепла из теплоносителя. Пары фреона, через 4-ходовой клапан 5, поступают на вход компрессорного устройства 2 (первое теплообменное устройство 11 в работе не участвует).

Двухконтурная трубопроводная структура распределителя тепловой энергии замкнута.

Следует обратить внимание, что в режиме рекуперации тепла, в случае, когда в работу вовлечены оба теплообменных устройства 11 и 12 нет необходимости активной работы наружного блока тепловой машины 1 одновременно в двух направлениях.

Ключевым преимуществом предлагаемого технического решения является возможность перераспределения тепловой энергии в случае ее переизбытков, т.е. ее перенаправлению по неосновному (вспомогательному) контуру, что обеспечивает сбалансированность теплопередачи, оказывая положительное воздействие на ресурс работы.

В качестве особенности предлагаемого решения следует отметить, что в наружном блоке тепловой машины 1 и в компрессорном устройстве 2 установлены свои отдельные инверторные платы, что обеспечивает плавный пуск, регуляцию и высокую энергетическую эффективность.

Предлагаемое изобретение может быть успешно использовано в энергетической промышленности в качестве автономной системы по получению тепла с целью ГВС и отопления/охлаждения помещений.

Предлагаемое изобретение относится к области теплоэнергетики. Магистральный распределитель тепловой энергии для обеспечения сбалансированной теплопередачи содержит двухконтурную трубопроводную структуру замкнутого типа, по объединенным канальным соединениям которой перемещается хладагент в виде фреона, циркуляционный режим которого предусматривает его поступление в компрессорное устройство, из которого пары нагретого фреона поступают в первое теплообменное устройство, выполненное с возможностью конденсации паров фреона с отдачей тепла аккумулирующейся воде, запас которой используется для нужд горячего водоснабжения. Перемещение фреона из первого теплообменного устройства посредством упомянутых канальных соединений происходит через последовательно установленные и соединенные друг с другом 3-ходовой клапан и 4-ходовой клапан, первый из которых имеет обратное соединение, проходящее через обратный клапан с ресивером и подсистемой обратных клапанов, а второй из которых имеет обратное соединение со входом указанного компрессорного устройства, а также имеет подключение к тепловой машине и ко второму теплообменному устройству, внутри которого газожидкостная среда конденсируется, отдавая тепло теплоносителю, служащему для технических нужд. Подсистема обратных клапанов объединена единой замкнутой линией, имеющей вход для соединения с указанной тепловой машиной, выход для соединения с указанным вторым теплообменным устройством и дополнительное соединение с указанным ресивером, которое осуществлено через установленную на канальном соединении с электрическим клапаном капиллярную трубку, усиливающую проток фреона, что увеличивает давление на входе компрессорного устройства. 1 ил.

Магистральный распределитель тепловой энергии для обеспечения сбалансированной теплопередачи, поддерживающей устойчивость теплоснабжения и стабильность климатических параметров помещения, содержащий двухконтурную трубопроводную структуру замкнутого типа, по объединенным канальным соединениям которой перемещается хладагент в виде фреона, циркуляционный режим которого предусматривает его поступление в компрессорное устройство, из которого пары нагретого фреона поступают в первое теплообменное устройство, выполненное с возможностью конденсации паров фреона с отдачей тепла аккумулирующейся воде, запас которой используется для нужд горячего водоснабжения, перемещение фреона из первого теплообменного устройства посредством упомянутых канальных соединений происходит через последовательно установленные и соединенные друг с другом 3-ходовой клапан и 4-ходовой клапан, первый из которых имеет обратное соединение, проходящее через обратный клапан с ресивером и подсистемой обратных клапанов, а второй из которых имеет обратное соединение со входом указанного компрессорного устройства, а также имеет подключение к тепловой машине и ко второму теплообменному устройству, внутри которого газожидкостная среда конденсируется, отдавая тепло теплоносителю, служащему для технических нужд, указанная подсистема обратных клапанов объединена единой замкнутой линией, имеющей вход для соединения с указанной тепловой машиной, выход для соединения с указанным вторым теплообменным устройством и дополнительное соединение с указанным ресивером, которое осуществлено через установленную на канальном соединении с электрическим клапаном капиллярную трубку, усиливающую проток фреона, что увеличивает давление на входе компрессорного устройства.