Бездроссельная теплонасосная установка


 


Владельцы патента RU 2614133:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Государственный аграрный университет Северного Зауралья" (ФГБОУ ВО ГАУ Северного Зауралья) (RU)

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.

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для снабжения теплом и холодом автономных объектов.

Известно теплохолодильное устройство с гетерогенным рабочим телом (патент РФ №2319912, МПК F25B 9/04), содержащее контуры циркуляции рабочего тела с его компрессором, дросселем и теплообменниками нагрева и охлаждения. Выход компрессора соединен с тангенциальным патрубком отделителя, у которого верхний патрубок соединен со входом газового детандера, а нижний - с жидкостным дросселем, соединенным через теплообменник нагрева с входным соплом инжектора входного патрубка компрессора. Недостатком данного устройства является необходимость в использовании тихоходного компрессора с большим рабочим объемом и производительностью, отсутствие независимого регулирования температурных параметров контура нагрева и контура охлаждения

Задача изобретения - создание бездроссельной теплонасосной установки, обеспечивающей независимое регулирование технологических параметров теплонасосной установки по контуру нагрева и по контуру охлаждения.

Для обеспечения поставленной цели заявляется бездроссельная теплонасосная установка, содержащая 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.

Принцип действия теплонасосной установки основан на отдаче и поглощении теплоты рабочим агентом (хладагентом) при периодическом переходе его из одного агрегатного состояния в другое. Данное явление описывается обратным циклом Карно.

Конденсатор предназначен для передачи тепловой энергии от хладагента к нагреваемому объекту или к окружающей среде, а также для перехода хладагента из газообразного состояния в жидкое состояние (конденсации), процесс которого неизбежен.

Испаритель предназначен для передачи тепловой энергии от источника тепла или охлаждаемого объекта к хладагенту, а также для перехода хладагента из жидкого состояния в газообразное состояние в результате его кипения.

Медные трубки предназначены для направленного движения хладагента, а также для поддержания необходимой разности давления внутри относительно давления снаружи.

Компрессор предназначен для создания разности давления в системе до и после его места установки, увеличивая или уменьшая его.

Резервуар предназначен для хранения хладагента, периодически наполняясь или опустошаясь в зависимости от создаваемой компрессорами разности давлений и режимов работы электрозадвижки.

Электрозадвижка предназначена для запирания или отпирания медной трубки, соединяющей дополнительный резервуар с контуром охлаждения.

Сущность изобретения поясняется схемой установки, представленной на чертеже (фигура 1). Предложенная установка содержит контур охлаждения 1 и контур нагрева 2, представляющие собой теплообменники, между которыми расположены компрессоры 3 и 4 соответственно. К медной трубке 5 со стороны контура охлаждения 1 и перед компрессором 3 через электрозадвижку 6 подсоединен дополнительный резервуар 7, содержащий в себе хладагент.

Принцип работы предложенного устройства заключается в создании разности давлении в контурах 1 и 2, как это принято в существующих аналогичных конструкциях, но путем изменения скорости работы одинаковых по мощности компрессоров 3 и 4.

Для увеличения давления в контуре нагрева 2 открывается электрозадвижка 6 и одновременно увеличивается скорость вращения компрессора 3 выше номинального значения. При этом из резервуара 2 перекачивается необходимый объем хладагента для создания избыточного давления. При достижении необходимого давления в контуре нагрева 2 (с учетом требуемой докачки высвободившегося из резервуара 7 объема хладагента, попавшего в контур охлаждения 1) закрывается электрозадвижка 6 и снижается скорость вращения компрессора 3 до номинального значения после выравнивания давления в контуре охлаждения 1 до начального уровня.

Для уменьшения давления в контуре нагрева 2 открывается электрозадвижка 6 и одновременно кратковременно увеличивается скорость вращения компрессора 4 выше номинального значения скорости вращения компрессора 3. Таким образом, происходит перемещение некоторого объема хладагента в резервуар 7 и снижение его давления в контуре нагрева 2. При достижении расчетного давления в контуре охлаждения 1, необходимого для закрытия требуемого объема хладагента в резервуаре 7, перекрыть электрозадвижку 6 и снизить скорость вращения компрессора 4 ниже его номинального значения до тех пор, пока не восстановится давление в контуре охлаждения 1 до начального уровня. После чего необходимо восстановить скорость вращения компрессора 4 до номинального значения.

Для увеличения давления в контуре охлаждения 1 открывается электрозадвижка 6 на время, требуемое для высвобождения нужного количества хладагента, при условии избыточного давления в резервуаре 7, способного его достаточно быстро высвободить. Также увеличение давления в контуре охлаждения 1 получается путем нагнетания давления в контуре охлаждения 1 из резервуара 7. Для этого при открытой электрозадвижке 6 увеличивается скорость вращения компрессора 7 выше его номинального значения, перекачивается расчетный объем хладагента из резервуара 7 для временного хранения в контуре нагрева 2. Закрывается электрозадвижка 6 и восстанавливается скорость вращения компрессора 3 до номинального значения. Затем для перемещения запасенного объема хладагента из контура нагрева 2 в контур охлаждения 1 увеличивается скорость вращения компрессора 4 до тех пор, пока не произойдет увеличение давления в контуре охлаждения 1 и одновременное выравнивание давления в контуре нагрева 2 до необходимого уровня.

Для уменьшения давления в контуре охлаждения 6 увеличивается давление в нем путем уменьшения скорости вращения компрессора 3. Затем открывается электрозадвижка 6, тем самым наполняется резервуар 7 хладагентом. После заполнения резервуара 7 расчетным объемом хладагента закрывается электрозадвижка 6 и увеличивается скорость вращения компрессора 3 сначала выше номинальной его скорости, а затем, после стабилизации давлений в контурах 2 и 1, до скорости вращения номинального значения.

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.

Бездроссельная теплонасосная установка, состоящая из контура нагрева, контура охлаждения, отличающаяся тем, что имеет компрессоры, обеспечивающие независимое регулирование давлений в контурах и перемещение хладагента из одного контура в другой, дополнительный резервуар, позволяющий ввести или удалить требуемое количество хладагента в контур теплонасосной установки, и электрозадвижку, обеспечивающую механическое разделение контуров нагрева и охлаждения.



 

Похожие патенты:

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.
Наверх