Комбинированная гелиоветровая установка Советский патент 1983 года по МПК F24J3/02 F25B27/00 

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что нагреватель теплового насоса выполнен в виде последовательно соединенных испарителя и дополнительного теплообменника,

вход которого сообщен с выходньтм патрубком нижней секции бака-аккумулятора, а выход - с входом солнечного коллектора через дополнительно установленный обратный клапан.

1. КОМБИНИРОВАННАЯ ГЕЛИОВЕТРОВАЯ УСТАНОВКА, содержащая солнечный коллектор, связанный с ветроагрегатом тепловой насос и секционный бак-аккумуля1 ор, верхние секции кототорого входными патрубками сообщены с выходами коллектора и охладителя теплового насоса, а нижняя - с входами коллектора и циркуляционного насоса, сообщенного на выходе с охладителем теплового насоса, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, бак-аккумулято з выполнен по меньшей мере трехсекционным, причем входной патрубок его Средней секции сообщен с входом циркуляционного насоса перемычкой с двумя установленными на ней трехходовыми клапанами. (Л с 4:: 4 О 00

1

Изобретение относится -к установкам для преобраэования энергии природных источников в тепло.

Известна комбинированная гелиоветровая установка, содержащая солнечный коллектор, связанный с ветроагрегатом тепловой насос и секционный бак-аккумулятор, верхние секции которого входными патрубками сообщены с выхода ми коллектора и охладителя теплового насоса, а нижняя - с входами коллектора и циркуляционного насоса, сообщенного на выходе с охладителем теплового насоса 1J.

Однако известная установка характеризуется невысокой надежностью при работе в .условиях недостаточного поступления солнечной и ветровой энергии

Цель изобретения - повышение надежности работы установки.

Поставленная цель достигается тем, что в комбинированной гелиоветровой установке, содержащей солнечный коллектор, связанный с ветроагрегатом тепловой насос и секционный бак-аккумулятор, верхние секции которого входными патрубками сообщены с выходами коллектора и охладителя тепловог насоса/ а нижняя с входами коллектора и циркуляционного насоса, сообщенного на выходе с охладителем.теплового насоса, бак-аккумулятор выполнен по меньшей мере трехсекционным, причем входной патрубок его средней секции Сообщен с входом циркуляционного насоса перемычкой с двумя установленными на ней трехходовыми клапанами.

Нагреватель теплового насоса может быть выполнен в виде последовательно соединенных испарителя и дополнительного теплообменника, вход которого-сообщен с выходным патрубком нижней секции бака-аккумулятора, а выход - с входом солнечного коллектора через дополнительно установленный обратный клапан.

На чертеже схематически показана комбинированная гелиоветровая установка.

Установка содержит солнечный коллектор 1, связанный с ветровым агрегатом 2 тепловой насос 3 и секционный бак-аккумулятор 4, секции 5 и б которого входными патрубками 7 и 9

сообщены с выходами 10 и 11 коллектора 1 и охладителя 12 тепловогц, насоса 3 соответственно, а нижняя секция 13 - со входами 14 и 15 коллектора 1 и циркуляционного насоса 16, сообщенного с охладителем 12 теплового насоса 3. Бак-аккумулятор выполнен трехсекционным, причем входной патрубок 9 его средней секции .6 сообщен с входом 15 циркуляционного ;насоса 16 перемычкой 17 с двумя установленными на ней трехходовыми клапанами 18 и 19. Нагреват ель теплового насоса 3 выполнен в виде последовательно соединенных испарителя 20 и дополнительного теплообменника 21, вход 22 которого через трехходовой клапан 23 сообщен с выходным патрубком 24 бака-аккумулятора 4, а выход 25 - с входом 14 коллектора 1 через обратный клапан 26. Тепловой насос 3 снабжен компрессором 27, связанным с ветроагрегатом 2 и дроссельным клапаном 28. Элементы установки соединены трубопроводами 29-31.

Комбинированная гелиоветровая установка работает следующим образом.

В расчетном режиме установка работает при расчетных среднесуточной суммарной солнечной радиации и среднесуточной скорости ветра. При этом температура в испарителе 20 стабильна.

Теплоноситель, например вода, нагретая под действием солнечной радиации в солнечном коллекторе 1 за счет термосифонной циркуляции, поступает через выход 10 и патрубки 7 в бак-аккумулятор 4, а параллельно солнечному коллектору 1 работает тепловой насос 3 с компресором 27, привод которого осуществляется от ветроагрегата 2. В испарителе 20 испаряется холодильный агент, пары которого поступают из испарителя 20 в компрессор 27, где в результате сжатия noBbUjaercH их давление и температура. Горячие пары из компресора 27 поступают на конденсацию в охладитель 12, через который посредством циркуляционного насоса 16 подается теплоноситель из нижней секции 13 бака-аккумулятора 4 через трубопровод 30, трехходовый клапан 1 в среднюю и верхнюю секции б и 5 бака-аккумулятора 4 соответственно через патрубки 8 и 9. При этом трех ходовой клапан 19 настраивается так что при определенной температуре клапан пропускает теплоноситель из нижней секции 13 бака-аккумулятора в охладитель 12, а перемычка 17 перекрыта. Сконденсированный холодильный агент из охладителя 12, про дя дроссельный клапан 28, вновь пос тупает в испаритель 20. Далее цикл работы теплового насоса повторяется Нагретый теплоноситель из верхней секции 5 бака-аккумулятора 4 поступает к потребителю, а недостающий объем помпенсируется холодной водой (не показан), поступающей из водопровода в солнечный коллектор 1. В нерасчетном режиме установка работает при расчетных среднесуточ ной суммарной солнечной радиации, среднесуточной скорости ветра и нерасчетной среднесуточной суммарной солнечной радиации при нерасчетной среднесуточной суммарной солнечной радиации и расчетной среднесуточной скорости ветра, при нерасчетных среднесуточной суммарной солнечной радиации и среднесуточной скорости ветра. в данном режиме температура в испарителе 20 может быть нестабильна. Отличие данного режима от расчетного заключается в том, что трехходовые клапаны 18 и 19 перекрывают трубопроводы 29 и 30 и циркуляционный насос 16 подает теплоноситель из средней секции через патрубок 9, перемычку 17, циркуляционный насос 16 и охладитель 12 теплового насоса 3 в верхнюю секцию 5 бака-аккумулятора 4 через патрубок 8. При этом трехходовый клапан 23 открывает трубопровод 31 и теплоноситель, прежде чем поступить в солнечный коллектор 1, через вход 22 поступает в дополнительный теплообменник 21, а из него через выход 25 и обратный клапан 26 поступает в солнечный коллектор 1 для нагрева. В остальном работа комбинированной гелиоветровой установки протекает аналогично расчетному режиму. Повышение надежности работы установки обусловлено тем, что при нерасчетном режиме не происходит снижения интенсивности теплообмена в солнечном коллекторе, переохлаждения элементов установки и уменьшения теплопроизводительности теплового насоса за счет снижения коэффициента,подачи компрессора.