Способ теплохладоснабжения

 

Использование изобретения: в теплоэнергетике . Сущность изобретения: в способе теплохладоснабжения охлаждение воздуха в водоподогревателе ведут по изохоре. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1787247А3 (19) (11) (51)5 F 25 В 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ M3O6PETEHI4 J

К ПАТЕНТУ (21) 4775198/06 (22) 16.10,89 (46) 07.01,93. Бюл. ¹ 1 (76) Н.Н.Лучинский (56) 1.Янтовский Е.И., Олевин Л.А.Промышленные тепловые насосы, M.: Энергоатомиздат, 1969, с. 7.

2. Авторское с видетел ьство ССС Р № 514051, кл. F 25 В 11/00, 1974.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Преимущественная область его использования — тепловые насосы (TH), Аналог изобретения (1) — всякий ТН.

Большей частью рабочим теплом в ТН служат специальные вещества с низкой температурой кипения и малым давлением конденсации, В той или иной мере эти вещества экологически вредны. При использовании ТН в целях теплоснабжения температура горячей воды, как правило, не превышает 60-70 С.

Прототип изобретения (2) — способ, состоящий в том, что рабочее тело — газ сжимают в компрессоре, затем охлаждают по изобаре в первом теплообменнике, после чего отбирают часть газа и расширяют в дополнительном детандере, а остальную часть газа пропускают через второй теплообменник, где охлаждают по изобаре ранее отобранной частью газа, прошедшей через дополнительный детандер. Охлажденный во втором теплообменнике газ расширяют в основном детандере и направляют к потребителю, а отобранную часть газа, прошед(54) СПОСОБ ТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ (57) Использование изобретения: в теплоэнергетике. Сущность изобретения: в cnocobe теплохладоснабжения охлаждение воздуха в водоподогревателе ведут по изохоре. 2 ил. шую через второй теплооб )енник, возвращают на вход в компрессор.

Недостаток известного способа состоит в том, что два последовательных охлаждения газа в теплообменниках проводят по иэобарам, затрачивая дополнительную работу на поджатие газа, при котором его удельный объем уменьшается, а плотность возрастает. Это существенно увеличивает общую затрату работы на цикл. Кроме того, способ двухступенчатого охлаждения основной части газа и возврат на вход в компрессор части газа, прошедшей через дополнительный детандер, хотя и служит более глубокому охлаждению газа при расширении в основном детандере, но существенно снижает температуру газа на входе в первый теплообменник. Теплота, снимаемая в первом теплообменнике, оказывается низкотемпературной, что препятствует ее непосредственному использованию для целей теплоснабжения. В практическом смысле прототип является способом хладоснабжения, но никак не теплоснабжения.

1787247

Цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить энергосбережение при экологически чистом способе теплохладоснабжения сети потребителей.

Предложенный способ теплохладоснабжения осуществляют путем последовательного сжатия воздуха в компрессоре по адиабате, охлаждения в водоподогревателе по изохоре, рЪсширения в детандере по адиабате, подогрева в теплообменнике антифризом по изобаре, э также подогрева воды воздухом перед его расширением в детандере и охлаждения антифриза воздухом после его расширения в детандере.

Как видно, только первый процесс адиабатного сжатия воздуха в предложенном способе аналогичен прототипу. Но далее процессы и их последовательность в циклах сравниваемых способов отличаются. В известном способе газ охлаждают в первом теплообменнике по изобаре, с затратой механической энергии на поджатие газа, так как его плотность при изобарическом охлаждении возрастает обратно пропорционально падению температуры. В предложенном способе воздух охлаждают в . водоподогревателе по изохоре без затраты работы на уплотнение воздуха. В известном способе отбирают часть газа на выходе из первого теплообменника и расширяют в дополнительноь детандере, а оставшуюся часть газа вторично охлаждают по изобаре газом, поступившим иэ дополнительного детандера, и расширяют в основном детандере. В предложенном способе весь воздушный поток после водоподогревателя расширяют в единственном детандере, а затем нагревают по изобаре в теплообменнике. Таким образом, имеются существенные различия как в последовательностях, так и в физической сути протекающих процессов в рабочих циклах предлагаемого и известного способов, Причем различия столь су. щественны, что устройства, которые должны, входить в состав противопоставленного ТН, просто не позволили бы осуществить рабочий цикл по предложенному способу.

На фиг. 1 изображены рабочий цикл 12-3-4 по предложенному способу и цикл 1-23 -4, где охлаждение рабочего тела существенно по иэобаре 2-3, как в прототипе, Отопительный коэффициент цикла с изобарой 2-3 равен отношению площадей

- а — Ь вЂ” 2 — 3 + 32 — 3 — 3

S< — г — 3 — 4+ S2 -3 -3

Отопительный коэффициент предложенного цикла равен отношению

Sa — Ь вЂ” 2 — 3

S1 — 2 — 3 — 4

10 т.е. у дроби, которая больше единицы, от числителя и знаменателя отнимается одно и то же число, которое меньше знаменателя.

Ясно, что результат возрастает. Следовательно, предложенный цикл выгоднее по отопительному коэффициенту.

Площадь S -ь-1-4, изображающая отнимаемую у внешней среды теплоту, одинакова у сравниваемых циклов. Следовательно, и холодильный коэффициент у цикла, где процесс 2-3 ведут по изохоре, выше. В итоге охлаждение воздуха по изохоре повышает общий коэффициент преобразования по энергии предложенного способа теплохладоснабжения. Таким образом, поставленная цель по энергосбережению достигнута.

На фиг. 1 показана Т-S-диаграмма с изображением цикла предложенного способа; на фиг. 2 — схема конкретного выполнения предложенного способа.

Изобретение осуществляется, например, на установке, схематично представленной на фиг, 2, Компрессор 1, приводимый в действие от электропривода 2, сжимает атмосферный воздух и закачивает его в водоподогреватель 3. В нем воздух охлаждают по изохоре и направляют в детандер 4. Совершая работу и остужаясь, воздух поступает иэ детандера в теплообменник 5. 8 нем воздух нагревают антифризом по изобаре и выпускают в атмосферу. Компрессор и детандер связаны общим валом, так что работа расширения частично компенсирует работу на привод компрессора.

Формула изобретения

Способ теплохладоснабжения путем последовательного сжатия воздуха в компрессоре, охлаждения в водоподогревателе, расширения sдетандере, подогрева ho изобаре в теплообменнике, а также подогрева воды воздухом перед расширением и охлаждения антифриза воздухом после расширения, о т л и ча ю щи и с я тем, что, с целью повышения экономичности путем снижения энергозатрат, охлаждение воздуха в водоподогревателе ведут по изохоре.

1787247 тг1

ЮЫ2

Составитель Н.Лучинский

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 271 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5