Теплонасосная установка для горячего водоснабжения или отопления

Авторы патента:

Горнов Виктор Федорович (RU)

Юрченко Игорь Андреевич (RU)

Васильев Григорий Петрович (RU)

Лесков Виталий Александрович (RU)

F25B29/00 - Комбинированные нагревательные и охладительные системы, например работающие одновременно или попеременно

Владельцы патента RU 2536448:

Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" (RU)

Изобретение относится к области энергосбережения, в частности к обеспечению горячего водоснабжения или отопления. На испарителе хладагент под действием источника низкопотенциального тепла испаряется и в газообразном состоянии поступает на компрессор, где сжимается и под высоким давлением подается на конденсатор, где переходит в жидкое состояние, выделяя энергию, направляемую на теплоснабжение. После этого хладагент подается в дроссель, где его давление понижается, и снова попадает на конденсатор. В случае если теплопроизводительность недостаточна, включается еще один компрессор, в результате чего повышается давление хладагента, подаваемого на испаритель, и, как следствие, температура испарителя. При этом часть холодопроизводительности использована для приготовления питьевой воды путем очистки водопроводной воды намораживанием из нее кусочков льда с последующим неполным оттаиванием и использованием очищенной воды для питья либо для получения дистиллированной воды путем охлаждения вытяжного вентиляционного воздуха до точки росы и конденсации содержащихся в нем водяных паров. Изобретение направлено на обеспечение изменения теплопроизводительности системы в достаточно широком диапазоне. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области энергосбережения, в частности к обеспечению горячего водоснабжения или отопления.

Известно множество различных конструкций теплонасосных установок, например теплонасосная установка, содержащая выполненный в виде замкнутой емкости испаритель, снабженный патрубками подвода и отвода воды, компрессор с приводом, сообщенный с паровым каналом испарителя, а также выполненный в виде замкнутой емкости и снабженный патрубком отвода конденсатор, сообщенный с компрессором (патент РФ №2327934, F25B 1/053, 2008 г.).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению техническим решением является теплонасосная установка, содержащая испаритель, паровой компрессор с приводом, сообщенный с испарителем, и конденсатор, сообщенный с компрессором (а.с. СССР №1478000, кл. F25B 29/00, оп.1989 г.), принцип работы которого заключается в переносе тепла от низкопотенциального источника (прототип). Основным недостатком подобной конструкции является ввозможность изменять теплопроизводительность установки только за счет изменения режимов работы компрессора.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу обеспечения изменения теплопроизводительности системы в достаточно широком диапазоне.

Поставленная техническая задача решается тем, что теплонасосная установка для горячего водоснабжения или отопления содержит не менее двух компрессоров, работающих на один общий испаритель, и один общий конденсатор, таким образом, что очередной компрессор включается при падении температуры нагреваемой среды. Кроме того, часть холодопроизводительности может быть использована для приготовления питьевой воды путем очистки водопроводной воды намораживанием из нее кусочков льда с последующим неполным оттаиванием и использованием очищенной воды для питья, при этом организован сброс оставшихся в неразмороженной части льда примесей с организацией оттаивания и слива в канализацию, при этом в теплообменнике обеспечено предварительное охлаждаение водопроводной воды, а тепловая энергия, снимаемая с конденсатора теплового насоса, использована для подогрева горячей воды в системе горячего водоснабжения или отопления. Либо часть холодопроизводительности может быть использована для получения дистиллированной воды путем охлаждения вытяжного вентиляционного воздуха до точки росы и конденсации содержащихся в нем водяных паров.

Предлагаемое устройство позволяет решить поставленную техническую задачу, потому что позволяет регулировать теплопроизводительность установки не только за счет режима работы компрессора, но и за счет изменения единовременно работающих компрессоров.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется схемой, представленной на фиг.1. Испаритель 1, несколько компрессоров 2, конденсатор 3 и дроссель 4 объединены в единый гидравлический контур трубопроводом 5, по которому циркулирует хладагент.

Принцип работы предлагаемого изобретения состоит в следующем: на испарителе 1 хладагент под действием источника низкопотенциального тепла испаряется и в газообразном состоянии поступает на компрессор 2, где сжимается и под высоким давлением подается на конденсатор 4, где переходит в жидкое состояние, выделяя энергию, направляемую на теплоснабжение. После этого хладагент подается в дроссель 4, где его давление понижается, и снова попадает на конденсатор 1. В случае если теплопроизводительность недостаточна, включается еще один компрессор 2, в результате чего повышается давление хладагента, подаваемого на испаритель, и, как следствие, температура испарителя. При этом часть холодопроизводительности использована для приготовления питьевой воды путем очистки водопроводной воды намораживанием из нее кусочков льда с последующим неполным оттаиванием и использованием очищенной воды для питья либо для получения дистиллированной воды путем охлаждения вытяжного вентиляционного воздуха до точки росы и конденсации содержащихся в нем водяных паров.

За счет изменения количества единовременно работающих насосов предлагаемая установка позволяет обеспечить изменение теплопроизводительности системы в более широком диапазоне по сравнению с прототипом.

1. Теплонасосная установка для горячего водоснабжения или отопления, содержащая два или более компрессора, работающих на один общий испаритель, и один общий конденсатор, отличающаяся тем, что часть холодопроизводительности использована для приготовления питьевой воды путем очистки водопроводной воды намораживанием из нее кусочков льда с последующим неполным оттаиванием и использованием очищенной воды для питья, при этом организован сброс оставшихся в неразмороженной части льда примесей с организацией оттаивания и слива в канализацию, при этом в теплообменнике обеспечено предварительное охлаждение водопроводной воды, а тепловая энергия, снимаемая с конденсатора теплового насоса, использована для подогрева горячей воды в системе горячего водоснабжения или отопления.

2. Теплонасосная установка по п.1, отличающаяся тем, что часть холодопроизводительности использована для получения дистиллированной воды путем охлаждения вытяжного вентиляционного воздуха до точки росы и конденсации содержащихся в нем водяных паров.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к теплогенерирующему электромеханическому преобразователю, предназначенному для нагрева и/или перемещения жидкой или газообразной среды.

Способ преобразования тепла в холод (варианты) устройство для его осуществления (варианты) и система преобразования тепла в холод // 2511333

Группа изобретений относится к области теплообмена и может быть использована для охлаждения воздуха или оборудования, а также для утилизации сбросного тепла. Технический результат - повышение эффективности теплообмена, экономичности, экологичности, а также повышение надежности и долговечности, расширение области применения, расширение функциональных возможностей.

Водоочиститель // 2510637

Изобретение относится к устройствам для доочистки питьевой воды. Водоочиститель включает последовательно расположенные в продольном сосуде 1 зоны: замораживания воды, вытеснения примесей из фронта льда и концентрации примесей в виде рассола, перехода воды из твердого состояния в жидкое.

Устройство и способ воздушного отопления воздушного охлаждения и вентиляции помещений // 2490560

Универсальная комплексная энергосистема // 2489589

Тригенерационная установка на базе микротурбинного двигателя // 2487305

Изобретение относится к области теплоэнергетики и энергосбережения, предназначено для одновременной выработки электрической, тепловой энергий и низкотемпературного носителя.

Способ теплохладоснабжения // 2485419

Изобретение относится к теплонасосной и холодильной парокомпрессионной технологии и технике. .

Криохирургический аппарат // 2483691

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в хирургии для криодеструкции патологических новообразований. .

Способ и устройство для переноса тепла от первой среды ко второй // 2476801

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в энергоустановках. .

Система теплохладоснабжения // 2460949

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в системах солнечного теплохладоснабжения. .

Способ теплопередачи // 2542285

Изобретение может быть использовано в холодильных системах компрессорного типа. Способ теплопередачи с использованием трехкомпонентных композиций, содержащих 2,3,3,3-тетрафторпропен, 1,1-дифторэтан и дифторметан, в качестве теплопередающей текучей среды в холодильных системах, включающих теплообменники, работающие в противоточном режиме или в перекрестном режиме с противоточной тенденцией. Изобретение позволяет повысить КПД установок. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Аппарат для очистки воды // 2550191

Изобретение относится к очистке воды методом кристаллизации и может быть использовано в быту, пищевой промышленности и медицине. Аппарат для очистки воды включает термостатированную теплообменную емкость 1, средства подачи исходной воды на очистку и средства 2 слива талой воды и жидкого концентрата загрязнений, средства 3 для охлаждения и замораживания воды и средства 5 плавления льда с охлаждающими 4 и нагревательными элементами 6, блок управления 7, связанный со средствами подачи исходной воды на очистку и слива талой воды и жидкого концентрата загрязнений 2 из теплообменной емкости 1 и средствами для охлаждения и замораживания воды 3 и плавления льда 5. Теплообменная емкость 1 выполнена с плоской щелевой внутренней полостью или с кольцевой щелевой полостью 15, а одна из стенок теплообменной емкости 1, свободная от охлаждающих 4 и нагревательных элементов 6, выполнена из прозрачного материала и имеет одну или несколько внутренних воздушных полостей 17. Изобретение позволяет повысить качество очистки воды и обеспечить возможность наблюдения за процессом очистки. 3 ил.

Способ получения и хранения талой воды // 2558889

Изобретение относится к способу очистки воды методом кристаллизации и может быть использовано в быту, пищевой промышленности и медицине. Способ получения и хранения талой воды включает замораживание воды в термоизолированной емкости 3 до получения массы очищенного льда, слив жидкого концентрата органических и неорганических примесей, плавление слоя льда при положительной температуре до получения талой воды и хранение ее при положительной температуре. Охлаждение, кристаллизацию воды и таяние льда осуществляют посредством контактирующих с термопроводящими стенками охладительных и нагревательных элементов 15, расположенных снаружи рабочей емкости 3. На начальном этапе плавления поверхностного слоя льда талую воду в количестве 3,0-5,0 мас. % сливают в канализацию, а остальную часть очищенной талой воды хранят в термоизолированной емкости 3 в режиме термостатирования при наибольшей ее плотности и температуре +4,0°C. Изобретение позволяет обеспечить повышение качества очищенной талой воды, а также увеличить длительность ее хранения. 1 ил., 1 табл.

Одноконтурный холодильный аппарат // 2571025

Холодильный аппарат, в частности, бытовой холодильный аппарат, содержащий циркуляционный контур хладагента, в котором компрессор соединен с, по меньшей мере, одним первым испарителем, связанным с холодным отделением, и со вторым испарителем, подключенным последовательно к первому испарителю, связанным с теплым отделением. Управляющая схема соединена с первым температурным датчиком теплого отделения таким образом, чтобы включать компрессор, когда температура, регистрируемая первым температурным датчиком, превышает предельную величину, и когда время, прошедшее с момента предыдущего выключения компрессора, превышает предельную величину (taus) времени отключения. Использование данного изобретения позволяет охлаждать одно из его отделений без необходимости использовать для этого температурный датчик в этом отделении. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ изотермического хранения и регазификации сжиженного углеводородного газа // 2610800

Изобретение относится к области хранения и регазификации сжиженных углеводородных газов. Способ предусматривает изотермическое хранение сжиженного углеводородного газа (СУГ) и последующую его регазификацию для подачи под заданным давлением в сеть потребления с применением парокомпрессионного холодильного агрегата, работающего в режиме теплового насоса. Исходный СУГ по линии подают в изотермический резервуар, где он хранится при постоянной температуре, не превышающей температуру кипения СУГ (от -40°C до - 10°C в зависимости от состава смеси). По мере необходимости СУГ подается в конденсатор парокомпрессионного холодильного агрегата, где происходит процесс регазификации газа за счет тепла выделяемого при конденсации хладагента, после чего газовая фаза подается в линию подачи потребителю. Использование изобретения позволяет повысить энергетическую эффективность и взрыво-пожаробезопасность хранения и регазификации СУГ, снизить металлоемкость, минимизировать естественные потери СУГ, обеспечить необходимую производительность процесса регазификации и постоянство состава испаряемого газа, использовать смеси СУГ с большим содержанием более легких углеводородов. 1 ил.

Способ комбинированной выработки электроэнергии, тепла и холода в парогазовой установке с инжекцией пара и парогазовая установка для его реализации // 2611921

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании новых и совершенствовании действующих парогазовых установок (ПГУ) контактного типа (ПГУ-К), предназначенных для выработки электроэнергии и тепла, а также в качестве силового привода, например, компрессоров газоперекачивающих станций магистральных газопроводов. Способ комбинированной выработки электроэнергии, тепла и холода в парогазовой установке с инжекцией пара включает сжатие воздуха в многоступенчатом компрессоре с промежуточным охлаждением воздуха подогретой водой в контактном теплообменнике. Подачу сжатой паровоздушной смеси в камеру сгорания газовой турбины с инжекцией дополнительного пара, полученного в котле-утилизаторе. Расширение парогазовой смеси в турбине высокого давления. Охлаждение парогазовой смеси в котле-утилизаторе и газоохладителе для подогрева сетевой воды системы теплоснабжения за счет теплоты конденсации паров воды из парогазовой смеси. Систему удаления капельной влаги из парогазовой смеси, дальнейшую подачу осушенной парогазовой смеси в детандер со сбором образовавшегося конденсата и возвратом его в парогазовый цикл. Давление за турбиной высокого давления поддерживают на уровне 0,35-0,5 МПа, достаточном для подогрева циркулирующей воды системы теплохладоснабжения до температуры 100-110°C. Техническим результатом заявленного изобретения является упрощение технологии комбинированной выработки энергии, тепла и холода, реализация возможности проводить конденсацию водяных паров при температурном уровне, достаточном для нагрева сетевой воды до стандартных параметров системы теплофикации. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Бездроссельная теплонасосная установка // 2614133

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для снабжения теплом и холодом автономных объектов. Бездроссельная теплонасосная установка содержит контуры охлаждения и нагрева, между которыми расположены компрессоры. К медной трубке со стороны контура охлаждения и перед компрессором через электрозадвижку подсоединен дополнительный резервуар, содержащий в себе хладагент. Использование изобретения позволяет осуществлять нагрев и охлаждение газов, жидкостей и твердых тел, а также осушение воздуха и утилизацию теплоты с возможностью независимого регулирования температурных параметров контура нагрева и контура охлаждения. 1 ил.

Система утилизации тепла // 2626273

Изобретение относится к области энергетики, а именно к системам утилизации тепла с холодильных машин. Система включает линии нагнетания холодильной машины и утилизации тепла, жидкостную линию, линии байпас газ и байпас жидкость. На линии байпас жидкость установлены регулятор давления и обратный клапан, а на линии нагнетания - обратный клапан подачи в конденсатор. Выход обратного клапана линии байпас жидкость соединен со входом в ресивер, устройство контроля состояния газа в котором соединено с выходом обратного клапана жидкостной линии. В вариантах исполнения на линии нагнетания установлены дополнительно соленоидный вентиль, регулятор дифференциала давлений, выход выносного конденсатора соединен со входом регулятора давления или со входом обратного клапана, выход обратного клапана линии утилизации тепла соединен с выходом регулятора давления «до себя» линии нагнетания, входом обратного клапана подачи в конденсатор и входом регулятора давления линии байпас жидкость, соединенного со входом обратного клапана линии байпас жидкость. Технический результат - получение почти 100% отдачи тепловой энергии конденсации холодильной машины для нужд потребителя без уменьшения КПД холодильной машины. 4 н.п. ф-лы, 4 ил.

Способ управления климатической установкой транспортного средства (варианты) // 2627249

Изобретение относится к управлению климатической установкой транспортного средства. Для управления климатической установкой регулируют состояние клапана смешивания воздуха и компрессор в ответ на нагрузку устройства преобразования энергии, большую, чем пороговое значение. Воздух подвергается циркуляции посредством клапана смешивания воздуха с меньшим, чем пороговое, процентным содержанием свежего воздуха после регулирования состояния клапана смешивания. Система кондиционирования воздуха содержит клапан смешивания воздуха, который регулируется в ответ на требование нагрузки устройства преобразования энергии. Достигается улучшение реакции системы кондиционирования воздуха без снижения мощности. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.