ТЕПЛОВОЙ НАСОС

ТЕПЛОВОЙ НАСОС


RU (11) 2285872 (13) C1

(51) МПК
F25B 30/02 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005109022/06 
(22) Дата подачи заявки: 2005.03.30 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.03.30 
(45) Опубликовано: 2006.10.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: GB 1542416 А, 21.03.1979. SU 1642207 A1, 15.04.1991. SU 1760266 A1, 07.09.1992. SU 1765638 A1, 30.09.1992. US 6460358 A, 08.10.2002. 
(72) Автор(ы): Москаленко Игорь Валентинович (RU); Костин Александр Михайлович (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Москаленко Игорь Валентинович (RU); Костин Александр Михайлович (RU) 
Адрес для переписки: 117321, Москва, ул. Профсоюзная, 136, к.3, кв.236, Э.З. Огневой 

(54) ТЕПЛОВОЙ НАСОС

Изобретение относится к области теплотехники, а именно к области теплонасосных установок, работающих в условиях широкого диапазона изменений температуры источника тепла. Тепловой насос включает компрессор, конденсатор, расширитель, испаритель и теплообменник. Первая полость теплообменника на входе соединена с выходом испарителя, на выходе - с компрессором. Вторая полость теплообменника на входе соединена через трехходовой регулирующий вентиль с контуром между конденсатором и расширителем, а на выходе - с контуром между трехходовым регулирующим вентилем и расширителем. Расширитель выполнен в виде дросселя. Тепловой насос снабжен датчиком температуры, который установлен между компрессором и первой полостью теплообменника и связан с трехходовым регулирующим вентилем через контроллер. За счет регулируемого перегрева рабочего тела после испарителя его температура останется постоянной вне зависимости от температуры на выходе из испарителя. Технический результат - повышение надежности и стабильности работы теплового насоса при изменении в широком диапазоне температуры низкопотенциального источника тепла. 1 ил. 




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области теплотехники, а именно к области теплонасосных установок, работающих в условиях широкого диапазона изменений температуры источника тепла.

Известна холодильная установка, используемая для тепло- и хладоснабжения, включающая компрессор, конденсатор, испаритель и теплообменник, первая полость которого подсоединена между испарителем и компрессором, а вторая на входе подсоединена через трехходовой вентиль к контуру между конденсатором и дросселем, а на выходе - к контуру между трехходовым вентилем и дросселем. Регулирование потока через вторую полость теплообменника осуществляется в зависимости от температуры после компрессора (см. а.с. СССР №1642207, F 25 В 1/00, 1991).

Известен тепловой насос, включающий компрессор, конденсатор, расширитель, испаритель и теплообменник, первая полость которого на входе соединена с выходом испарителя, а на выходе - с компрессором, а вторая полость на входе соединена через трехходовой регулирующий вентиль с контуром между конденсатором и расширителем, а на выходе - с контуром между трехходовым регулирующим вентилем и расширителем (см. патент Великобритании №1542416, F 25 В 29/00, 1979). В известном устройстве регулирование потока через теплообменник осуществляется в зависимости от температуры в конденсаторе.

Недостатки такого решения:

1. В условиях динамического изменения температуры окружающей среды возможно создание таких условий, когда ее температура превысит 12-15°С. Тогда к температуре перегрева рабочего тела в испарителе добавляется повышение температуры рабочего тела, внесенного теплообменником, и в итоге на компрессор будет подано рабочее тело с перегревом до 25-30°С, что является критической температурой для многих компрессоров, и в итоге может привести к его перегреву и выходу из строя.

2. В момент запуска компрессора и в условиях изменяющейся температуры источника теплообменник не оказывает существенного влияния на работу компрессора и не устраняет вероятность "мокрого пуска".

3. Не обеспечивается одинаковая эффективность работы компрессора во всем интервале температур источника.

Задачей изобретения является повышение надежности и стабильности работы теплового насоса при изменении в широком диапазоне температуры низкопотенциального источника тепла.

Поставленная задача решается за счет того, что в тепловом насосе, включающем компрессор, конденсатор, расширитель, испаритель и теплообменник, первая полость которого на входе соединена с выходом испарителя, а на выходе - с компрессором, а вторая полость на входе соединена через трехходовой регулирующий вентиль с контуром между конденсатором и расширителем, а на выходе - с контуром между трехходовым регулирующим вентилем и расширителем, согласно изобретению расширитель выполнен в виде дросселя, а тепловой насос снабжен датчиком температуры, установленным между компрессором и первой полостью теплообменника и связанным через контроллер с трехходовым регулирующим вентилем.

На чертеже представлен тепловой насос.

Тепловой насос включает замкнутый контур, состоящий из испарителя 1, теплообменника 2, компрессора 3, конденсатора 4 и дросселя 5. Первая полость теплообменника 2 на входе соединена линией 9 с выходом испарителя, а на выходе - линией всасывания 10 с компрессором, а вторая полость на входе соединена через трехходовой регулирующий вентиль 6 с контуром между конденсатором 4 и дросселем 5, а на выходе - с контуром между трехходовым регулирующим вентилем 6 и дросселем 5. Линия 12 соединяет трехходовой регулирующий вентиль 6 и дроссель 5, а линия 11 - трехходовой регулирующий вентиль 6 и конденсатор 4. На линии 10 установлен датчик температуры 7, соединенный через контроллер 8 с трехходовым регулирующим вентилем 6.

Тепловой насос работает следующим образом. Рабочее тело сжимается в компрессоре 3, конденсируется в конденсаторе 4, отдавая тепло потребителю, расширяется в дросселе 5, испаряется в испарителе 1, нагреваясь от низкопотенциального источника тепла (окружающей среды), и через теплообменник 2 поступает в компрессор 3. При низкой температуре окружающей среды, когда необходимо повышение перегрева рабочего тела, подаваемого на линию всасывания 10, управляющий сигнал на датчике температуры 7 будет максимальной величины, что приведет к закрытию трехходового регулирующего вентиля 6 и, тем самым, к обеспечению прохода всего рабочего тела через теплообменник 2.

В этом случае за счет передачи части тепла от рабочего тела после конденсатора происходит повышение температуры рабочего тела на линии всасывания 10, что позволит компрессору работать в оптимальном тепловом режиме. Это приведет к увеличению коэффициента преобразования системы в целом.

При высокой температуре окружающей среды, когда нет необходимости в повышении перегрева рабочего тела, подаваемого на линию всасывания 10, управляющий сигнал на датчике температуры 7 будет минимальной величины, что приведет к закрытию трехходового регулирующего вентиля 6 и, тем самым, к прекращению передачи тепла в теплообменнике 2. В этом случае температура рабочего тела после испарителя не изменит свою величину и останется оптимальной для работы компрессора.

В интервале между крайними точками рабочего интервала температуры окружающей среды регулирующий вентиль 6 регулирует расход рабочего тела через вторую полость теплообменника 2 пропорционально изменению температуры окружающей среды, что в итоге регулирует перегрев рабочего тела в теплообменнике 2, делая эту температуру оптимальной в каждый конкретный момент времени.

Основное преимущество изобретения заключается в том, что за счет регулируемого перегрева рабочего тела после испарителя его температура останется постоянной вне зависимости от температуры на выходе из испарителя.

По сравнению с предшествующим уровнем техники значительно улучшаются характеристики эффективности работы системы в целом без значительного увеличения расходов и увеличения энергопотребления системы.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Тепловой насос, включающий компрессор, конденсатор, расширитель, испаритель и теплообменник, первая полость которого на входе соединена с выходом испарителя, а на выходе - с компрессором, а вторая полость на входе соединена через трехходовой регулирующий вентиль с контуром между конденсатором и расширителем, а на выходе - с контуром между трехходовым регулирующим вентилем и расширителем, отличающийся тем, что расширитель выполнен в виде дросселя, а тепловой насос снабжен датчиком температуры, установленным между компрессором и первой полостью теплообменника и связанным через контроллер с трехходовым регулирующим вентилем.





ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru