Теплонасосная каскадная установка

 

Изобретение может быть использовано при отоплении и кондиционировании зданий. Цель изобретения - повышение экономичности работы установки. Камера 9 барометрического вскипания имеет паровой объем и подключена к линии подачи исходной воды. Отопительный контур соединен с нагревателями 20 и 25 нижнего и верхнего каскада соответственно. В объеме камеры 9 размещен конденсатор 8, подключенный к выходу компрессора 10 через трехходовый двухпозиционный кран, через который выход компрессора 10 соединен с нагревателем 25 верхнего каскада. Нагреватель 25 выполнен барботажного смешивающего типа. В линии подачи исходной воды установлен двухпозиционный кран и через него выход отопительного контура подключен к входу камеры 9. Конструкция установки позволяет снизить энергоупротребление за счет регулирования вырабатываемой для отопления тепловой мощности. 1 ил.

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (so 4 F 25 В 29/00, 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ГКНТ СССР (21) 4305956/23-06 (22) 15,09.87 (46) 07.09.89. Бюл. У 33 (71) Конструкторское бюро "Шторм" при

Киевском политехническом институте им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Л,Н.Стронский и А.В.Супрун (53) 621.56(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1263976, кл. F 25 В 7/00, 1984. (54) ТЕПЛОНАСОСНАЯ КАСКАДНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение м.б. использовано при отоплении и кондиционировании зданий. Цель изобретения — повьппение экономичности работы установки. Камера

9 барометрического вскипания имеет

2 паровой объем и подключена к линии подачи исходной воды. Отопительный контур соединен с нагревателями 20 и 25 нижнего и верхнего каскада соответственно. В объеме камеры 9 размещен конденсатор 8, подключенный к выходу компрессора 10 через трехходовый двухпозиционный кран, через который выход компрессора !О соединен с нагревателем 25 верхнего каскада. Нагреватель 25 выполнен барботажного смешивающего типа. В линии подачи исходной воды установлен двухпозиционный кран и через него выход отопительного контура подключен к входу камеры

9. Конструкция установки позволяет снизить энергоупотребление за счет регулирования вырабатываемой для отопления тепловой мощности. 1 ил. !

С:

3 1506243

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к теплонасосным установкам, предназначенным для отопления и кондиционирования зданий, Целью изобретения является повыще— ние экономичности работы установки путем снижения энергопотребления.

На чертеже представлена принципиальная схема теплонасосной каскадной 1О установки.

Теплонасосная каскадная установка содержит нижний каскад с испарителем

1, компрессором 2, конденсатором 3 и 15 дросселем 4. Через испаритель 1 проходит линия 5 подвода воды от низко— потенциального источника тепла. Конденсатор 3 снабжен обводной линией, содержащей теплообменник 6 и запорный 20 вентиль 7. Теплообменник 6 и конденсатор 8 расположены в паровом объеме камеры 9 барометрического вскипания верхнего каскада. Паровой выход ка— меры 9 соединен с компрессором IО.

Жидкостный выход камеры 9 барометрического вскипания связан с линией 11 слива рассола, снабженной насосом

12 и вентилем 13. Конденсатор 8 гидравлически соединен "... линией 14 сли- 30 ва дистиллята, причем линии 11 и 14 проходят через регенеративный теплообменник 15, у-становленный на линии

16 подачи соленой (исходной воды).

Компрессор 1 О верхнего каскада пред- 35 ставляет собой винтовой компрессор, работающий на парах воды. Вход камеры 9 барометрического вскипания через трехходовой двухпозиционный кран 17 связан с линией 16 подачи 40 соленой воды и одной иэ ветвей, соединяющих отопительный контур с верхним каскадом. Линия 11 слива рассола и линия !6 подачи соленой воды соединены на выходе насоса 12 перепуск- 45 ной линией с вентилем 18. Отопительный контур, содержащий радиаторы 19 отопления, соединен с нижним каскадом нагревателем 20, встроенным в конденсатор 3, с воэможностью переключения отопительного контура на верхний каскад при помощи трехходовых двухпозиционных кранов 21 и 22.

Отопительный контур связан с верхним каскадом двумя пapаллельными ли ниями с соответствующими регулирующими вентилями 23 и 24. На одной из линий установлен барботажный нагреватель 25, представляющий собой контактный теплообменник смещивающего типа. Другая линия через трехходовой двухпоэиционный кран 17 соединена с входом камеры 9 барометрического вскипанля. Через конденсатор 3 нижнего каскада проходит подающая линия 26 системы горячего водоснабжения, имеющая в нем подогреватель

27. Выход компрессора 10 верхнего каскада через трехходовой двухпозиционный кран 28 соединен с конденсатором 8 камеры 9 барометрического вскипания и паровым входом нагревателя 25 с возможностью их поочередного подключения, В качестве источника ниэкопотенциального тепла может быть использована морская вода, вода из скважины или теплоноситель из системы кондиционирования зданий. В качестве рабочего вещества нижнего каскада используется хладон, а в верхнем каскаде — вода, Теплонасосная каскадная установка работает следующим образом. !

Зимой, когда отопительные нагрузки максимальны, для нужд отопления работают оба каскада установки. Для этого вода от источника ниэкопотенциального тепла по линии 5 поступает к испарителю 1 нижнего каскада, Рабочее вещество в испарителе нагревается, испаряется и поступает. в компрессор 2, где сжимается, повыщая свой потенциал, и конденсируется затем в конденсаторе 3 и теплообменнике 6, после чего через дроссель 4 снова поступает в испаритель 1 ° В зимнее время вентили 7, 23 и 24 открыты, а вентили 13 и 18 закрыты. Краны 17, 21, 22, и 28 установлены в положение, указанное на чертеже стрелками. Вода системы горячего водоснабжения проходит по подающей линии 26 и поступает в подогреватель 27, где нагревается, отбирая тепло у части рабочего вещества нижнего каскада, проходящего через конденсатор 3. Циркулирующая в верхнем каскаде вода отбирает тепло от теплообменника 6. Вода при этом вскипает эа счет разрежения, создаваемого в камере 9 компрессором 10 верхнего каскада. Вода из отопительного контура через кран 22 и вентили

23 и 24 поступает на вход камеры 9 барометрического вскипания и нагрекого вскипания, Образовавшийся после конденсации дистиллят по линии 14 направляется в регенеративный теплообменник 15, где охлаждается, наrpeвая исходную воду. Рассол через жидкостный выход камеры 9 откачивается насосом 12 в линию 11 слива рассола и затем подается в теплообменник

15 дпя предварительного подогрева исходной воды или на рециркуляцию для повышения концентрации раствора.

Степень рециркуляции рассола регулируется с помощью вентилей 13 и 18 °

Ь летний период потребителем тепла является только система горячего водоснабжения. В качестве низкопо— тенциального тепла в испарителе 1 нижнего каскада используется избыточное тепло системы кондиционирования здания, Остальное оборудование работает так же, как в переходной отопи-. тельный период.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Теплонасосная каскадная установка, содержащая нижний каскад с нагревателем, верхний каскад с камерой барометрического вскипания, имеющей паровой объем, которая подключена к линии подачи исходной поды,с компрессором, конденсато ом и своим нагревателем, а также отопительный контур, соединенный с нагревателями обоmc каскадов через трехходовые двухпозиционные краны с возможностью поочередного их подключения к потребителю тепла этого контура, и два дополнительных трехходовых двухпозиционных крана, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности работы путем снижения энергопотребления, конденсатор размещен в паровом объеме камеры барометрического вскипания и подключен к выходу компрессора через один из дополнительных трехходовых двухпозиционных кранов, через который выход компрессора дополнительно соединен с, нагревателем верхнего ка када, который выполнен барботажного смешивающего типа, а второй дополнительный трехходовой двухпозиционный кран установлен в линии подачи исходной воды на входе в камеру барометрического вскипания и через него выход отопительного контура дополнительно подключен к входу в упомянутую камеру.

5 1506243 6 вателя 25 верхнего каскада соответственно, Пары воды, вскипающей в камере 9, сжимаются в компрессоре 10, повышая свой потенциал, и через кран

28 поступают на паровой вход нагревателя 25. Пары воды путем барботирования сквозь слой воды смешиваются с разделенным ранее потоком воды из отопительного контура, нагревая ее при этом. Образовавшаяся смесь через кран 21 проходит в прямую линию отопительного контура, Высокопотенциальное тепло поступает к потребителю через радиаторы 19 отопления. Темпе- 15 ратуру на выходе из нагревателя 25 регулируют при помощи вентилей 23 и

24, изменяя соотношение пара и воды в нем.

В переходные отопительные перно- 20 ды нагрузки снижаются вследствие повышения наружной температуры воздуха. В связи с этим необходимо регулировать вырабатываемую для отопления тепловую мощность. Это можно 25 осуществлять снижением температуры воды в прямой линии отопительного контура до 50-70 С. Для этого достаточно испольэовать только нижний каскад установки. В этом случае кра- 30 ны 21, 22, 17 и 28 устанавливаются во второе положение, а вентиль 7 закрыт. Потребители тепла подключены непосредственно к нижнему каскаду через нагреватель 20, который в зимнее время не работает, Тепло нижнего каскада, отобранное от конденсатора 3 через подогреватель 27 и нагреватель 20 поступает к потребителям в системы отопления и горячего 40 водоснабжения. Освободившийся верхний каскад теперь может работать в качестве опреснителя. Исходная вода, в качестве которой может использоваться морская засоленная 15 или загрязненная вода, предварительно нагреваясь в регенеративном теплообменнике 15, по линии 16 проходит к крану 17 и далее — к входу камеры 9 барометрического вскипания. В камере

9 происходит выпаривание воды за счет уменьшения давления, создаваемого компрессором 10, Пары воды сжимаются в компрессоре 10 и через кран

28 поступают в конденсатор 8, где кон- 5 денсируются, подогревая при этом зону испарения камеры 9 барометричес