Комбинированный тепловой насос Советский патент 1988 года по МПК F25B29/00 

W

з-

4 о 4

сд

Изобретение относится к тепловым насосам, применяемым для производства тепла и холода, используемого, в частности, для опреснения и концентрирования жидкостей вымораживанием.

Цель изобретения - снижение затрат энергии путем повышения регенерации холода выводимого потока и сокращения потерь концентрируемого про- AjtKTa с применением его повторного вымораживания.

На чертеже изображена схема комбинированного теплового насоса.

Насос содержит циркуляционный контур хладагента, в котором последовательно соединены компрессор 2, фор конденсатор 3 и конденсатор 4, дроссель 5 и теплообменник-испаритель 6.

Циркуляционный -контур 7 концентрируемого раствора, включающий циркуляционный насос 8, подключен параллельно контуру 1 через испаритель 6. Линия охлаждаемого раствора 9 содержит последовательно установленные теплообменники-охладители 10 и 11 и вторую накопительную емкость 12. Причем теплообменник-охладитель 10 по магистрали нагреваемого теплоносителя предвключен конденсатору 4.

Магистраль 13 нагреваемого теплоносителя содержит первую накопительную емкость 14 и насос 15.

С целью обеспечения возможности одновременного охлаждения и концентрирования растворов циркуляционный контур 7 имеет дополнительный ввод с запорным вентилем 16.

Насос содержит запорные вентили 17-21.

Предлагаемый комбинированный тепловой насос работает в режимах подогрева теплоносителя с одновременным или раздельным охлаждением одного раствора и концентг ированием другого раствора.

В режиме подогрева теплоносителя с одновременным концентрированием раствора работа комбинированного теплового насоса включает чередующиеся периоды намораживания и плавления льда. В период намораживания сжатые в компрессоре 2 газы хладагента подаются в форконденсатор 3 и з-атем в конденсатор 4. Жидкий хладагент дросселируется в дросселе 5, поступает в теплообменник-испаритель 6 и далее пары хладагента засасываются в компрессор 2. В магистрали 13 нагреваемо0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

го теплоносителя предварительно нагревается в теплообменнике-охладителе 8 исходным охлаждаемым раствором, далее поступает в конденсатор 4 и дополнительно подогретый частично направляется в форконденсатор 3 ив накопительную емкость 14, а также может отводиться потребителю горячей воды. Нагретый до более высокой температуры теплоноситель из форконден- сатора 3 отводится потребителю.

На охлаждаемой поверхности испарителя 6 из циркулирующего в контуре 9 концентрируемого раствора вымораживается лед. Часть концентрируемого раствора через вентиль 17 выводится из установки, предварительно отдавая холод в теплообменнике-охладителе 11 поступающему по линии 9 охлаждаемому раствору. Охлажденный раствор через вентиль 18 поступает в накопительную емкость 12, из которой охлажденный раствор насосом 15 подается в испаритель 6 на вымораживание.

При накоплении в испарителе 6 необходимого количества льда намораживание заканчивается и производится промывка и плавление льда, для чего теплоноситель из емкости 14 кратковременно подают насосом 15 в испаритель 6. После этого холодную промывочную смесь насосом 8 подают в емкость 12 для последующего повторного вымораживания. Компрессор 2 выключают, вентили 18 и 19 закрывают.

Вместе с расплавленным льдом из испарителя 6 охлажденная вода насосом 8 выводится из устройства через вентиль 17, охлаждая при этом в теплообменнике-охладителе 11 исходный раствор, подаваемый по линии 9 в емкость 12 через вентиль 18. После расплавления всего льда включается компрессор 2, вентиль 20 закрывается, а вентиль I9 открывается и вновь повторяется процесс вымораживания раствора.

Комбинированный тепловой насос позволяет также работать в режимах раздельного или одновременного охлаждения одного раствора, подавая pro по линии 9 и выводя через вентиль 21 (вентиль 18 закрыт) и концентрирования другого раствора, подавая его в контур 7 через вентиль 16.

Соединение выхода накопительной емкости 12 с насосом 15 обеспечивает возможность подачи предварительно

314047654

охлажденного исходного раствора в теплоносителя перед конденсатором, испаритель 6, минуя теплообменник- вторую накопительную емкость, второй охладитель 11, а также возможность циркуляционный контур со своим насо- наполнения в емкости 12 отработанно- - сом, причем оба контура и магистраль го раствора с промывочной водой и нагреваемого теплоносителя связаны последующей подачей этой смеси на меяду собой через испаритель, о т - повторное вымораживание.личающийся тем, что, с

целью снижения затрат энергии путем

Формула изобретения ю повьшвйия регенерации холода выводи- Комбинированный тепловой насос, мого потока и сокращения потерь кон- содержащий первьй циркуляционный кон- центрируемого продукта с применением тур, включающий компрессор, форкон- его повторного вымораживания, насос денсатор, конденсатор, дроссель н второго контура линией нагнетания испаритель, магистраль нагреваемого 15 соединен с второй накопительной ем- теплоносителя, проходящую через кон- костью, выход которой соединен с ма- денсатор, первую накопительную ем- гистралью нагреваемого теплоносителя кость и насос, линию охлаждаемого между первой накопительной емкостью продукта с последовательно установ- и насосом этой магистрали, причем ленными на ней двумя теплообменника- /20 второй контур перед своим насосом ми-охладителями, первый из которых имеет дополнительный ввод с запорным включен в магистраль нагреваемого устройством.

Изобретение м.б. использовано для опреснения и концентрирования жидкостей вымораживанием. Цель изобретения - снижение затрат энергии насоса. Насос 8 второго контура линией нагнетания соединен с второй накопительной емкостью 12. Выход емкости 12 соединен с магистралью 13 нагреваемого теплоносителя между первой накопительной емкостью 14 и насосом 15 этой магистрали. Второй контур перед своим насосом 8 имеет дополнительный ввод с запорным устройством. Такая конструкция насоса позволяет повысить регенерацию холода выводимого потока и сократить потери концентрируемого продукта с применением его повторного вымораживания, так как соединение накопительной емкости 12 с насосом 15 обеспечивает возможность подачи предварительно - охлажденного исходного раствора в испаритель, минуя теплообменник-охладитель, а также возможность накопления в емкости 12 отработанного раствора с промывочной водой и подачей этой смеси на повторное вымораживание. 1 ил. g ел с