Тепловой насос Советский патент 1987 года по МПК F25B29/00 

Изобретение относится к теплотех- йике, в частности к тепловым насосам.

Цель изобретения повышение экономичности путем концентрирования раствора во втором контуре методом вымораживания.

На чертеже представлена схема предлагаемого теплового насоса.

Тепловой насос содержит первый циркулянионный контур 15 включающий компрессор 2, соединенные по .теплоносителю конденсатор 3 и форконден- сатор 4, дроссель 5 и испаритель 6, второй циркуляционный контур 7 для раствора, включающий линию 8 ввода с вентилем 9, линию 1,0 вывода с вентилем 11 и последовательно установленные насос 12 с нриводом 13 и второй теплообменник-охладитель 4, а также первый теплообменник-охладитель 15, линию 16 нагретого теплоносителя с накопительной емкостью.17, насосом 18, вентилями 19 и 20 и лн- нию 21 охлаждаемого продукта, причем первый теплообменник-охладитель 15 предвключен по теплоносителю конденсатору 3 и последовательно соединен по линии 21 охлаждаемого продукта с вторым теплообменником-охладителем 1 второй циркуляционный контур 7 под- ключен к первому циркуляционному контуру 1 через испаритель 6, а линия 16 нагретого теплоносителя соединяет конденсатор 3 с испарителем 6 через насос 18.

Предлагаемый тепловой насос может работать в трех режимах: подогрев теплоносителя с одновременным концентрированием раствора вымораживанием - режим концентрирования, подогрев теплоносителя с одновременным охлаждением продукта (например, молока) - режим охлалсдения, подогрев теплоносителя, с одновременным концентрированием раствора вымораживанием и охла)вдением продукта - режим совместно охлаждения и концентрирования .

, В режимах концентрирования и совместного охлаждения и концентрирования работа теплового насоса включает Два пос51едовательно чередуюищхся периода: намораживания и плавления льда.

В период намораживания сжатые пары хладагента S первом циркуляционном контуре подаются компрессором 2 в форконденсатор 4 и зат ем в конденсатор 3. Отсюда хладагент через дроссель 5 поступает в. испаритель 6 и затем вновь в компрессор 2. Теплоноситель незначительно нагревается Б первом теплообменнике-охладителе 15 за счет теплообмена с окружающей средой и поступает в конденсатор 3. Нагретый теплоноситель из конденсатора 3 разделяется на два потока: один направляется в форконденсатор 4, а другой - в накопительную емкость 17. Вентили 19 и 20 на ли5 НИИ 16 нагретого теплоносителя при этом закрыты так, что нагретый теплоноситель из установки не выводится и во второй циркуляционный контур 7 не поступает, а собирается в емкости 17.

0 Горячий теплоноситель из форконден- сатора отводится потребителю. Одновременно по линии 8 ввода через вентиль 9 во второй циркуляционный контур 7 подается концен,трированный рас5 твор (опресняемая соленая вода). Насосом 12с приводом 13 раствор подается через второй теплообменник-охладитель 14 в испаритель 6. Здесь при охлаждении раствора на теплопе0 редающей поверхности вымораживается лед, а незамороженный раствор сливается из испарителя 6, отводится из установки через вентиль 11 по линии 10 вывода. После накопления в испарителе 6 необходимого количества льда период намораживания заканчивается и начинается период плавления льда. При этом выключается компрессор 2, прекращается подача теплоносителя в первый теплообменник-охладитель 15 и, следовательно в конденсатор 3 и форконденсатор 4, а также закрывается вентиль 9 на линии 8 ввода во второй циркуляционный контур 7.

5 Вентиль 20 открывается, и нагретый теплоноситель из емкости 17 через насос 18 поступает в испаритель 6. Вместе с расплавленным льдом вода, пройдя через насос 12 и второй тепло0 обменник-охладитель 14, выводится из контура через вентиль 11 по линии 10 вывода. После расплавления всего льда в испарителе 6 вентиль 20 закрывается, компрессор 2 включается и вновь

55 начинается период намораживания.

В режиме подогрева воды с одновременным концентрированием раствора вымораживанием и охлаждением продукта тепловой насос работает так же.

5

0

3

как в режиме концентрирования. При этом охлажденный продукт подается во второй теплообменник-охладитель 14 по линии 21. Таким образом, в период намораживания продукт охлаждается циркулирзпощим раствором, а в период плавления - холодным теплоносителем, поступающим из испарителя 6 в первый теплообменник-охладитель 14 через насос 12 с приводом 13. Нагретый теплоноситель после теплообменника- охладителя 14 выводится из контура через вентиль 11 по линии 10 вывода.

В режиме охлаждения первый цирку- ляционный контур 1 работает так же, как в режиме концентрирования в период намораживания.

Охлаждаемый продукт подается по линии 20 сначала в первый теплообмен ник-охладитель 15, где охлаждается теплоносителем, подогревая его перед подачей в конденсатор 3, а затем поступает во второй теплообменник-охладитель 14. Здесь он охлаждается до необходимой температуры и выводится потребителю. Охлаждение продукта во втором теплообменнике-охладителе I4 производится раствором, циркулирующим во втором циркуляционном конту- ре 7 с помощью насоса 12 с приводом 13. Этот раствор охлаждается в испарителе 6, затем нагревается во втором теплообменнике-охладителе 14

и возвращается для. охлаждения в испа- 35му контуру меж,цу вгорьи теплообменпиритель 6. При этом вентили 9,11 и 19ком-охладителем ; н-.ларителем и снабзакрыты.жена последовательно установленными

Теплоноситель после первого тепло-накопительной емкостью, вентилем и

обменника-охладителя 15 поступает всвоим насосом.

g 10

359599

кондег сатор 3, а нагретый теплоносм таль из конденсатора 3 чястичпо подается в форкоггдеисатор 4 лля дплт-лей- шего нагрева и части-гю выволи гея из

установки через вентиль

о

теплоноситель из форкспдснсатор;-: i дается потребителю.

Формула изобретения

Тепловой насос, содержащий пер}зый циркуляционный контур, включающий комп { ессор, последовательно соединенные по теплоносителю конденсатор и форконденсатор, дроссель и испаритель линию охла;адаемого продукта с последовательно установленными на ней двумя теплообменниками-охладителями, первый из которых установлен по теплоносителю перед конденсатором, второй циркуляционный контур для раствора с насосом, в который включен второй теплообменник-охладитель, и линию нагретого теплоносителя, отходящего от конденсатора, причем контуры связаны между собой через испггритель, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем концентрирования раствора во втором контуре методом вымораживания, линия нагретого теплоносителя, отходящего от конденсатора, подключена к второ

Изобретение позволяет повысить экономичность. Для этого линия 16 нагретого теплоносителя, отходящего от конденсатора 3, подключена к вто- рому контуру между вторым теплообменником-охладителем 14 и испарителем 6. Линия нагрева 16 снабжена последовательно установленными накопительной емкостью 17, вентилем 20 и насосом 18. Такая конструкция обеспечивает концентрирование раствора во втором контуре 7 методом выморалшва- ния, при этом нагретый теплоноситель из установки не выводится и в контур 7 не поступает, а собирается в емкости 17. 1 ил. (С (Л с: со СП со ел со со