Тепловой насос

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ЗСЮ Г 25 В 13 00. 25 В 27 00

"ъ»;,;-.. К М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ юс

МФ

° ° (21) 3602806/23-06 (22) 09.06.83 (46) 15.08.84. Вюл. 9 30 (72) С.A.Ñèäîðöåâ (71) Научно-исследовательский институт строительной физики Госстроя

СССР (53) 621.574(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3429160, кл. F 25 В 13/00, 1982. (54)(57) ТЕПЛОВОЙ НАСОС, содержащий электрохимические компрессор и детандер, имеющие полости низкого и высокого давления, отделенные одна от другой посредством пористых электродов с электролитом между ними и включенные в газовый циркуляционный контур, в котором также установлен двухполостной теплообменник-регенератор, причем обе полости компрессора заполнены сетчатым материалом, а полость высокого давления детандера подключена к источнику тепла низкого потенциала, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности путем обеспечения возможности использования подземной воды в качестве источника тепла низкого потенциала, детандер размещен в грунтовой скважине и его полости и электроды выполнены в виде коаксйально расположенных с зазором цилиндров, а теплообмен ник-регенератор выполнен двухтрубным с оребренной снаружи внутренней трубой, причем обе полости детандера Я так же, как и компрессора заполнены сетчатым материалом.

1108305

Изобретение относится к теплотех- нике, а точнее к электрохимическим тепловым насосам.

Известны тепловые насосы, содержащие электрохимические компрессор и детандер, имеющие полости низкого и 5 высокого давления, отделенные одна от другой посредством пористых электродов с электролитом между ними и включенные в газовый циркуляционный контур, в котором также установлены 10 двухполостной теплообменник-регенератор, причем обе полости компрессора заполнены сетчатым материалом, а полость высокого давления детандера подключена к источнику тепла низкого потенциала (1 3.

Недостатком известных тепловых насосов является их низкая экономичность вследствие невозможности использования подземной воды в качестве источника тепла низкого потенциала.

Цель изобретения — повышение экономичности путем обеспечения возможности использования подземной воды в качестве источника тепла низкого потенциала.

Указанная цель достигается тем, что в тепловом насосе, содержащем электрохимические компрессор и детандер, имеющие полости низкого и высо- 30 кого давления, отделенные одна от другой посредством пористых электродов с электролитом между ними и включенные в газовый циркуляционный контур, в котором также установлен двух-35 полостной теплообменник-регенератор, причем обе полости компрессора заполнены сетчатым материалом, а полость высокого давления детандера подключена к источнику тепла низкого потенци-4р ала, детанцер размещен в грунтовой скважине и его полости и электроды выполнены в виде коаксиально расположенных с зазором цилиндров, а теплообменник-регенератор выполнен двух- 45 трубным с оребренной снаружи внутренней трубой, причем обе полости детандера так же как и компрессора заполнены сетчатым материалом.

На чертеже схематично представлен описываемый тепловой насос.

Он содержит электрохимические компрессор 1 и детандер 2, имеющие в компрессоре 1 полость 3 высокого давления и полость 4 низкого давления и в детандере 2 полость 5 высокого давления и полость б низкого давления. H компрессоре 1 размещены между полостями 3 и 4 электроды 7 и 8 с электролитом 9 между ними, а в детандере 2 между полостями 5 и б — элект-Я) роды 10 и 11 с электролитом 12 между ними. Тепловой насос имеет сетчатый материал 13 в полостях 3 и 4 компрес,сора 1, грунтовую скважину 14, в ко(торую помещен детандер 2, наружную трубу 15 теплообменника-регенерато- ра 16, внутреннюю трубу 17 с ребрами 18 на ней этого теплообменника-регенератора 16, сетчатый материал 19, помещенный в полости 5 и 6 детандера 2, корпус 20 компрессора 1 с ребрами 21 и корпус 22 детандера 2. Кроме того, на чертеже показаны источник 23 постоянного тока, электропроводка 24, реостат 25, включенный в электропроводку 24, вода 26, заполняющая скважину 14, и продольные ребра 27 на корпусе 22 детандера 2.

Работа теплового насоса осуществляется следующим образом.

Подземная вода 26 в скважине 14 омывает корпус 22 детандера 2 и находящиеся на корпусе продольные ребра 27. Тепло от воды 26 через ребра

27, корпус 22 и сетчатый материал 19 воспринимается электродами 10 и 11 и электролитом 12. При этом в детандере 2 под действием градиента электростатического поля происходит переток ионов газа через слой электролита 12 с одновременным расширением газа и восприятием им тепла, переходящего от подземной воды 26. Из полости б низкого давления детандера 2 газ перетекает по внутренней трубе

17 теплообменника-регенератора 16 в полость 4 низкого давления компрессора 1. Здесь ионизированный газ под действием градиента электростатического поля перетекает через электроды 7 и 8 и электролит 9 в полость 5 высокого давления компрессора 1,при этом происходит сжатие газа с одновременным его нагревом до высокой температуры, а выделяющееся тепло передается воздуху помещения, в котором располагается компрессор. При этом тепло в помещение от газа переходит через корпус 20 и ребра 2l компрессора 1. Регенерация тепла между теплым и холодным газом осуществляется в теплообменнике-регенераторе 16, при протекании теплого газа из полости высокого давления компрессора 1 в полость высокого давления детандера 2. Для более эффективной регенерации тепла внутренняя труба 17 теплообменника-регенератора 16 снабжена ребрами 18. Для осуществления процессов сжатия газа в компрессоре 1 и его расширения в детандере 2 через электроды 8 и 7, электролит 9 и электроды 10 и 11 и электролит 12 пропускается электрический ток от источника

23 постоянного тока. При этом указанные электроды и электролиты последовательно включены в электропроводку 24, в которую для регулирования напряжения тока также включен реостат 25. Таким образом осуществляется передача тепла от подземной воды к воздуху нагреваемого помещения.

Составитель P.Äàíèëîâ

Редактор М.Дылын Техред Ж.Кастелевич: Корректор A.Тяско

Заказ 5847/28 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Зкономическая эффективность изобретения выражается в использовании низкопотенциального тепла подземной воды для отопительных нужд, вместо применения для этой цели дорогостоя. щего топлива нли электроэнергии.