Термический насос

 

Изобретение м. б. использовано для перекачки текучих сред с использованием энергии тепловых источников. Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения инертности работы насоса. Рекуперативные теплообменники 15, 16 подключены своими ветвями к теплым полостям 7 и 8 цилиндра 2 через нагнетательные клапаны 21 и 22 и к холодным полостям 9 и 10 цилиндра 3 через нагнетательные клапаны 23 и 24. Клапаны 21, 22, 23 и 24 связаны с поршнями 4 и 5 упругими элементами. Наличие двух контуров циркуляции с испарителем, конденсатором , теплообменником и системой клапанов , обеспечивающих поочередную одностороннюю работу контуров, и рекуперативный теплообмен между паром и холодной жидкостью повышают быстродействие и КПД насоса. 1 ил. 30 28 Ю 2 сл со ю о сл о Ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1320502 А 1 (50 4 F 04 B 17 00 с (A !

Р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (4

М

С1

Сл

С0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3891783/25-06 (22) 05.05.85 (46) 30.06.87. Бюл. ¹ 24 (7l) Научно-производственное обьединение

«Солнце» АН ТССР (72) С. Сейиткурбанов, Ю. В. Синявский и С. Ф. Голубцов (53) 621.65 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1151710, кл. F 04 B 15/08, 1983. (54) ТЕРМИЧЕСКИЙ НАСОС (57) Изобретение м. б. использовано для перекачки текучих сред с использованием энергии тепловых источников. Цель изобретения — повышение КПД путем уменьшения инертности работы насоса. Рекуперативные теплообменники 15, 16 подключены своими ветвями к теплым полостям 7 и 8 цилиндра 2 через нагнетательные клапаны 21 и 22 и к холодным полостям 9 и 10 цилиндра 3 через нагнетательные клапаны 23 и 24. Клапаны 21, 22, 23 и 24 связаны с поршнями 4 и 5 упругими элементами. Наличие двух контуров циркуляции с испарителем, конденсатором, теплообменником и системой клапанов, обеспечивающих поочередную одностороннюю работу контуров, и рекуперативный теплообмен между паром и холодной жидкостью повышают быстродействие и КГ(Д насоса. 1 ил.

1320502

Изобретение относится к насосостроению, касается термических насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки текучих сред с использованием даровой энергии тепловых источников.

Целью изобретения является повышение

КПД путем уменьшения инертности работы насоса.

На чертеже изображен предлагаемый термический насос.

Насос содержит корпус 1, установленные в нем два цилиндра 2 и 3 различного диаметра, поршни 4 и 5, связанные штоком 6 и разделяющие каждый из цилиндров 2 и 3 на теплые полости 7 и 8 или холодные полости 9 и 10. Теплые полости 7 и 8 образованы в цилиндре 2 большего диаметра, а холодные полости 9 и 10 — в цилиндре 3 меньшего диаметра. Теплые полости 7 и 8 попарно соединены с холодными полостями 9 и 10 через испарители 11 и 12, конденсаторы 13 и 14 и рекуперативные теплообменники 15 и 16. При этом испарители 11 и 12 соединены последовательно с одной из ветвей теплообменников 15 и 16 со стороны теплых полостей 7 и 8 и подключены к последним через дополнительные всасывающие клапаны

17 и 18. Конденсаторы 13 и 14 подключены к холодным полостям 9 и 10 через дополнительные всасывающие клапаны 19 и 20 и соединены последовательно с вторыми ветвями основного 15 и дополнительного 16 теплообменников. Теплообменники подключены своими ветвями к теплым полостям 7 и 8 через дополнительные нагнетательные клапаны 21 и 22, а к холодным полостям 9 и 10 — через дополнительные нагнетательные клапаны 23 и 24. Насос снабжен аккумуляторами энергии в виде пружин 25 и 26, соединенных с поршнем 5, и основными всасывающими и нагнетательными клапанами

27 — 30 соответственно, соединяющими холодные полости 9 и 10 с источником перекачиваемой среды и потребителем (не показаны).

Дополнительные нагнетательные клапаны

21 — 24 связаны с поршнями 4 и 5 соответственно через упругие элементы 31 и 32.

В поршне 4 выполнены сквозные каналы 33 и 34 с установленными в них с возможностью взаимодействия с днищами 35 и 36 цилиндра 2 в направлении в противоположные стороны перепускными клапанами 37 и 38. Шток 6 снабжен уплотнениями 39 и 40.

Насос работает следующим образом.

К испарителям 11 и 12 постоянно подводят тепло от теплового источника, например от солнечной радиации, и, таким образом, в теплых полостях 7 и 8 поддерживают температуру выше, чем температура кипения перекачиваемой жидкости при давлении нагиетания. От конденсаторов 13 и 14 постоянно отводят тепло и поддерживают таким образом температуру в холодных полостях 9

55 и 10 ниже температуры конденсации перекачиваемой жидкости при давлении всасывания.

В крайнем верхнем положении поршней 4 и 5 перепускной клапан 37 взаимодействует с днищем 35 цилиндра 2 и открыт. При этом давление во всех полостях 7 — 10 насоса одинаковое. Поэтому под действием сжатой в это время пружины 25 поршни 4 и 5 начинают движение вниз. Перепускной клапан 37 выходит из взаимодействия с днищем 35 и закрывается под действием пружины (не показана) . Жидкость из полости 10 через нагнетательный клапан 24, который за счет воздействия на него упругого элемента 32 откроется раньше, чем нагнетательный клаган 30, поступает в рекуперативный теплообменник 16 и далее в испаритель 12, где в результате подвода тепла она испаряется и в виде пара поступает в полость 7 через всасывающий клапан 18. Одновременно пар из полости 8 через нагнетательный клапан 22 поступает в теплообменник 16, где отдает свое тепло движущейся встречно жидкости, и далее в конденсатор 13, где отдает свое тепло внешнему охладителю и конденсиру ется. Конденсат из конденсатора 13 поступает через всасывающий клапан 19 в полость 9. В процессе испарения жидкости, перетекающей из полости 10, и конденсации пара, выходящего из полости 8, давление в полостях 7 и 10 повышается, а в полостях 8 и 9 — понижается. Когда давление в полости 10 поднимается до давления нагнетания, а давление в полости 9 падает до давления всасывания, перекачиваемая жидкость начинает поступать из источника в полость 9 через всасывающий клапан 27 и нагнетаться к потребителю из полости 10 через нагнетательный клапан 30.

В конце хода поршней вниз клапан 38 взаимодействует с днищем 36 цилиндра 2 и открывает канал 34. Избыток пара перетекает через канал 34 из полости 7 в полость 8, давление во всех полостях выравнивается.

При этом поршни 4 и 5 под действием усилия сжатой пружины 26 начинают движение вверх. Жидкость вытесняется из полости 9 через нагнетательный клапан 23, теплообменник 15, испаритель 11 и всасывающий клапан 17 в полость 8, по пути нагреваясь в теплообменнике 15 и испаряясь в испарителе 11. Из полости 7 через нагнетательный клапан 21, теплообменник 15, конденсатор

14 и всасывающий клапан 20 движется встречный поток пара, который по пути отдает в теплообменнике 15 свое тепло потоку жидкости, движущейся в полость 7, и конденсируется в конденсаторе 14. Когда давление в полости 9 поднимается до давления нагнетания, а в полости 10 падает до давления всасывания, перекачиваемая жидкость всасывается из источника через всасывающий клапан 28 в полость 10 и нагнетается

1320502

Составитель В. Грузинов

Редактор А. Маковская Техред И. Верес Корректор М. Пожо

Заказ 2636 36 Тираж 574 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 к потребителю из полости 9 через нагнетательный клапан 29.

В конце хода поршней 4 и 5 вверх клапан 37 взаимодействует с днищем 35 цилиндра 2, открывая канал 33, и давление в полостях 7 — 10 выравнивается. Далее цикл повторяется.

Наличие двух контуров циркуляции с испарителем, конденсатором, теплообменником и системой клапанов, обеспечивающих поочередную одностороннюю работу контуров и рекуперативный теплообмен между паром и холодной жидкостью, повышает быстродействие и КПД насоса.

Формула изобретения

Термический насос, содержащий корпус, установленные в нем два цилиндра, поршни, жестко связанные штоком и разделяющие каждый цилиндр на теплые или холодные полости, попарно соединенные между собой через испарители, рекуперативный теплообменник и конденсаторы, всасывающие и нагнетательные клапаны, установленные в полостях, и аккумуляторы энергии в виде пру. жин. соединенных с поршнями, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения инертности работы, насос снаб10 жен дополнительным теплообменником и дополнительными всасывающими и нагнетательными клапанами, установленными с возможностью сообщения теплообменников с полостями цилиндров, причем дополнительные нагнетательные клапаны связаны с поршнями упругими элементами.