Комбинированный тепловой насос Советский патент 1989 года по МПК F25B29/00 

(21)4226257/23-06

(22)08,04.87

(46) 23.07,89. Бюл, № 27 471) Одесский технологический институт холодильной промьгашенности (72) Е,И,Таубман, В.Ф,Погорелов, В,И,Савинкин и С.У,Кивензор

(53)621,57(088,8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1.359600, кл, F 25 В 29/00, 1986.

(54)КОМБИНИРОВАННЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

(57)Изобретение относится к холодильной технике. Комбинированный тепловой насос может работать в режимах подогрева вода с опреснением и концентрированием различных растворов вымораживанием. Целью изобретения является повышение экономичности. Изобретение позволяет повысить качество отводимой талой воды и сократить потребление исходной пресной воды. Для этого

Ч

комбинированный тепловой насос имеет теплообменник-испаритель 6, включенный совместно с конденсатором 4 в циркуляционный контур 1 хладагента, причем вход и выход теплообменника-испарителя 6 по раствору включены в циркуляционный контур 11 раствора. Устройство водяной насос 9 и линию 16 тепловой вода для плавления льда, линию вывода нагретой вода потребителю, линию 14 исходного охлаждаемого раствора с переключателем 24 потоков жидкости. Комбинированный тепловой насос снабжен автономной линией 20 талой воды, соединяющей выход теплообменника испарителя 6 по раствору С входом водяного насоса 9., который включен в линию 7 исходной вода. При этом вход теплообменника испарителя по раствору соединен напрямую с выходом по воде конденсатора 4, 2 ил.

i

С

Изобретение относится к комплексным устройствам для совместного производства тепла и холода с одновременным опреснением и концентрирова- нием жидкостей вымораживанием.

Цель изобретения - повышение степени регенерации холода получаемых продуктов разделения и качества отиз форконденсатора 3 отводится по линии 19 потребителю.

На охлаждаемой поверхности испарителя 6 из циркулиругадего в контуре

водимой талой , а также сокраще- Юдальнейшего подогрева. Теплая вода

ние расхода исходной пресной воды ииз конденсатора 4 по линии 16 может

потерь исходного концентрируемогонаправляться в испаритель 6 по линии

продукта,17, в форконденсатор 3, а также отвоНа фиг.1 представлена схема комби-дится из установки потребителю через

нированного теплового насоса; на15вентиль 26 по линии 18, Горячая вода

фиг,2 - рабочие положения трехходового крана,.

Комбинированный тепловой насос содержит циркуляционный контур 1 хлада гента, в котором последовательно сое- 20 п концентрируемого раствора вымора- динены компрессор 2 соединенные так- живается лед (кран 21 ставят в пози- же по воде форконденсатор 3 и конденсатор 4, дроссель 5 и теплообменник-испаритель 6, Конденсатору 4 предвключен по линии 7 исходной воды 25 первый теплообмённшс-охладитель 8, водяной насос 9 и накопительная емкость JO,

Циркуляционный контур 11 концентрируемого раствора подключен паралцию С, а кран 22 - в позицию А, фиг,2), Часть конденсируемого потока через вентиль 29 выводится из установки, предварительно отдавая холод в теплообменнике-охладителе 13 поступающему по линии 14 исходному раствору. Охлажденный раствор через кран 124 попадает в нгкрпительную емкость 30 б раствора. Отсюда через вентили 32

лельно контуру 1 через испаритель 6ц ЗО насосом 12 (вентили 31 и 33 заки включен насос 12 раствора, соеди-рыты) охлажденный раствор попадает в

ненный с вторым теплообмениикоьг-охла- испаритель 6 на вымораживание, тем дителем 13, Теплообменники-охладители самым исключается теплообмен с самим 8 и 13 :соединены по линии 14 исходно-35 собой в теплообменнике-охладите- го раствора с накопительной емкостью лё. 13

После накопления.в испарителе 6 необходимого количества льда намораживание заканчивается и проводятся 40 промывка и плавление льда, Для этого вентиль 27 открывают, вентили 30 и

15 раствора. Насос имеет линию 16 тёппой воды с отводом 17 для подачи в испаритель 6 и выводами 18 и 19- потребителю, а также автономную линию 20 дистиллятора, Кроме того, насос снабжен трехходовыми кранами 21 - 24 и вентилями 25 - 33 для ввода, вывода и перекрытия соответствующих потоков жидкости,45 кратковременно подают в испаритель Комбинированный тепловой насос мо- 5, после чего холодную промывочную жет работать в режиме подогрева с одновременным или раздельным охлаждением одного раствора и концентрированием другого раствора, 50 После этого начинается период

плавления льда водой по линии 17 через вентиль 27 при помощи насоса 9, Кран ставят,в положение А (фиг,2). Вместе с расплавленным льдом из испанамораживания и плавления льда., В пе- рителя 6 охлажденная вода по магист- риод намораживания сжатые пары хладагента в первом циркуляционном контуре 1 подаются компрессором 2 в фор- ..

32 закрывают, а кран 22 ставят в по - ложение С (фиг,2). Пресную воду по линиям 7 и 17 с помощью насоса 9

смесь насосом 12 через вентиль 31 подают в емкость 15. для последующего повторного вымораживания.

В режиме подогрева воды с одновременным концентрированием раствора робота; комбинированного теплового на- сос;а включает чередующиеся периоды

рали 20 дистиллята подается на вход насоса 9 (кран 24 находится в положении в) и далее в конденсатор 4,

конденсатор 3 и затем в конденсатор 4. Отсюда хладагент через дроссель 5 поступает в испаритель 6 и затем вновь в компрессор 2, Исходная вода линии 7 незначительно . нагревается за счет теплообмена с исходным раствором в теплообменнике-охладителе 8 и затем поступает в конденсатор 4 для

из форконденсатора 3 отводится по линии 19 потребителю.

На охлаждаемой поверхности испарителя 6 из циркулиругадего в контуре

п концентрируемого раствора вымора- живается лед (кран 21 ставят в пози-

20 п концентрируемого раствора вымора- живается лед (кран 21 ставят в пози- 25

цию С, а кран 22 - в позицию А, фиг,2), Часть конденсируемого потока через вентиль 29 выводится из установки, предварительно отдавая холод в теплообменнике-охладителе 13 поступающему по линии 14 исходному раствору. Охлажденный раствор через кран 124 попадает в нгкрпительную емкость 30 б раствора. Отсюда через вентили 32

ц ЗО насосом 12 (вентили 31 и 33 зак кратковременно подают в испаритель 5, после чего холодную промывочную После этого начинается период

32 закрывают, а кран 22 ставят в по ложение С (фиг,2). Пресную воду по линиям 7 и 17 с помощью насоса 9

кратковременно подают в испаритель 5, после чего холодную промывочную После этого начинается период

смесь насосом 12 через вентиль 31 подают в емкость 15. для последующего повторного вымораживания.

рителя 6 охлажденная вода по магист-

рали 20 дистиллята подается на вход насоса 9 (кран 24 находится в положении в) и далее в конденсатор 4,

J

попутно в теплообме1; нике-охладителе 8 нагреваясь сама и охлаждая исходный раствор, подаваемый по линии 14 После расплавления всего льда краны 21-23 ставят в исходное положение (фиг.1), включается компрессор 2 и вновь повторяется описанный процесс намораживания.

Наличие ввода через вентиль 33 и вывода .через вентиль 29 жидкости в циркуляционном контуре 11 раствора обеспечивает возможность соответственно подачи в испаритель 6 одног раствора для вымораживания и отвода продукта разделения при одновременном охлаждении другого раствора по линии 14 {кран 24 находится в положнии С, фиг.2). Соединение конденсатора 4 с испарителем 6 по линии 17 теплой воды позволяет осуществить промывку и расплавление льда, вымораживаемого из раствора в исп рителе 6. Талую воду отводят по автономной линии 20, что исключает загрязнение концентратом. Подавая талую воду на вход насоса 9, обеспечивает ее дальнейшее использование в устройстве по линии 7 вместо исходной пресной воды, что ведет к экономии последней, (Накопительная емкость 10 исходной воды нужна для районов, где имеются трудности с водой).

Кроме того, соединение входа насо 12 напрямую с испаритьзлем 6 обеспечивает возможность подачи циркулирующего раствора на вымораживание, мину второй теплообменник 13, При этом в теплообменнике 13 нагревается, охг лаждая исходный раствор, только выводимый поток, а поток через вентиль 30 отводится холодным. Благодаря этому температура выводимого потока по- вьппается, потери холода снижаются и соответственно, расход энергии в установке уменьшается. Соединение входа накопительной емкости 15 с выходо насоса .12 обеспечивает возможность накопления в емкости 15 отрабатываемого раствора с промывочной водой и последующей подачи этой смеси на повторное вымораживание. Благодаря этому ликвидируется теплообмен исходного раствора с самим собой, в ре

Комбинированный тепловой насос позволяет также работать в режиме - раздельного или одновременного охлаж- дения одного раствора (подавая его по линии 14 и выводя через вентиль 24) и концентрированием другого раствора (подавая его в контур Г1 через вентиль 33),

Технико-экономические преимущества изобретения состоят в том, что практически без ввода новых узлов удается повысить степени регенерации- холода с использованием энергетического потенциала отводимых потоков для предварительного охлаждения раствора, подаваемого в испаритель на вымораживание. Кроме того, повышается качество отводимой талой из-за устранения возможности смешения ее с остатками концентрата,

Экономическая эффективность заключается в том, что использование бросового холода, создаваемого устройством, приводит к снижению затрат энергии, необходимой для подогрева воды и образования льда в испарител е, iT, е, повышает экономичность устройст-, ва. Кроме того, снижаются как расход пресной воды благодаря замене ее получаемой талой водой, так и потери концентрируемого продукта благодаря обеспечению возможности повторного вымораживания,

35

Формула изобретения

Комбинированный тепловой насос, 4Q содержащий циркуляционный контур

хладагента, включающий последовательно соединенные компрессор, форкондец- сагор, конденсатор, дроссель и теплообменник-испаритель, включен- д5 ные перед конденсатором по . линии исходной воды первый тепло- Ъбменник-охладитель, водяной насос и накопительная емкость, . цирку- -1 . ляционный контур концентрируемого 5Q раствора, подключенный по раствору к теплообменнику-испарителю, содержащий насос раствора и емкость раст- вора и соединенный через второй теплообменник-охладитель с линией выво

Изобретение относится к холодильной технике. Комбинированный тепловой насос может работать в режимах подогрева воды с опреснением и концентрированием различных растворов вымораживанием. Целью изобретения является повышение экономичности. Изобретение позволяет повысить качество отводимой талой воды и сократить потребление исходной пресной воды. Для этого комбинированный тепловой насос имеет теплообменник-испаритель 6, включенный совместно с конденсатором 4 в циркуляционный контур 1 хладагента, причем вход и выход теплообменника-испарителя 6 по раствору включены в циркуляционный контур 11 раствора. Устройство имеет водяной насос 9 и линию 16 тепловой воды для плавления льда, линию вывода нагретой воды потребителю, линию 14 исходного охлаждаемого раствора с переключателем 24 потоков жидкости. Комбинированный тепловой насос снабжен автономной линией 20 талой воды, соединяющей выход теплообменника испарителя 6 по раствору с входом водяного насоса 9, который включен в линию 7 исходной воды. При этом вход теплообменника испарителя по раствору соединен напрямую с выходом по воде конденсатора 4. 2 ил.

зультате чего уменьшаются потери хо-да концентрированного раствора, прилода и затраты энергии, а кроме того, снижаются потери концентрируемого продукта за счет повторного вымораживания ,

чем первый и второй теплообменники охладители последовательно соединены по линии исходного раствора с накопительной ёмкостью раствора, линию

чем первый и второй теплообменники охладители последовательно соединены по линии исходного раствора с накопительной ёмкостью раствора, линию

нагретой водь1, связывакщую вход в теплообменник-испаритель и выход конденсатора, а также линию вывода нагретой воды потребителю, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью повышения экономичности, он дополнительно снабжен линией талой воды и трехходовыми кранами, линия талой воды подключена к контуру раствора между теплообменником-испарителем и водяным насосом, причем водяные насос и накопительная емкость ПСследовательно

/I

-Г

включены в линию талой воды перед теплообменником-охладителем, на выходе по раствору из теплообмен- ника-.испарителя и между водяным насосом и накопительной емкостью установлены трехходовые краны, а вход по раствору в теплообменник-испаритель через трехходовой кран напрямую соединен с выходом конденсаторами с выходом насоса раствора, который соединен с входом накопительной емкости раствора.

в

т

Фиг. 2