Комбинированный тепловой насос

 

Изобретение относится к холодильной технике. Комбинированный тепловой насос может работать в режимах подогрева воды с опреснением и концентрированием различных растворов вымораживанием. Целью изобретения является повышение экономичности. Изобретение позволяет повысить качество отводимой талой воды и сократить потребление исходной пресной воды. Для этого комбинированный тепловой насос имеет теплообменник-испаритель 6, включенный совместно с конденсатором 4 в циркуляционный контур 1 хладагента, причем вход и выход теплообменника-испарителя 6 по раствору включены в циркуляционный контур 11 раствора. Устройство имеет водяной насос 9 и линию 16 тепловой воды для плавления льда, линию вывода нагретой воды потребителю, линию 14 исходного охлаждаемого раствора с переключателем 24 потоков жидкости. Комбинированный тепловой насос снабжен автономной линией 20 талой воды, соединяющей выход теплообменника испарителя 6 по раствору с входом водяного насоса 9, который включен в линию 7 исходной воды. При этом вход теплообменника испарителя по раствору соединен напрямую с выходом по воде конденсатора 4. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (g1) 4 1г 25 В 29/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 4226257/23-06 (22) 08,04.87 (46) 23.07.89. Бюл, 11 27 71) Одесский технологический инсти- . тут холодильной промышленности (72) Е.И,Таубман, В,Ф.Погорелов, В.И.Савинкин и С.У,Кивензор (53) 621.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1.359600, кл. F 25 В 29/00, 1986. (54) КОМБИНИРОВАНИЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС (57) Изобретение относится к холодильной технике, Комбинированный тепловой насос может работать в режимах подогрева воды с опреснением и концентрированием различных растворов вымораживанием. Целью изобретения является повышение экономичности, Иэобре гение поэволяе r повысить качество отводимой талой воды и сокрагить потребление исходной пресной воды. Для этого

2 комбинированный тепловой насос имеет теплообменник-испаритель 6, включенный совместно с конденсатором

4 в циркуляционный контур 1 хладагента, причем вход и выход теплообменника-испарителя 6 по раствору включены в циркуляционный контур 11 раствора.

Устройство имеет водяной насос 9 и линию 16 тепловой воды для плавления льда, линию вывода нагретой soar потребителю, линию 14 исходного охлаждаемого раствора с переключателем 24 потоков жидкости. Комбинированный тепловой насос снабжен автономной линией 20 талой воды, соединякщей выход теплообменника испарителя 6 по раствору с входом водяного насоса 9., который включен в линию 7 исходной воды. При этом вход теплообменника испарителя по раствору соединен напрямую с выходом по воде конденсатора 4. 2 ил.

3 1495602

Изобретение относится к комплекс" ным устройствам для совместного производства тепла и холода с одновременным опреснением и концентрированием жидкостей вымораживанием.

Цель изобретения " повышение степени регенерации холода получаемых продуктов разделения и качества отводимой талой воды, а также сокраще-1 10 ние расхода исходной пресной воды и потерь исходного концентрируемого продукта.

На фиг.l представлена схема комбинированного теплового насоса; на 15 фиг.2 - рабочие положения трехходового крана., Комбинированный тепловой насос содержит циркуляционный контур 1 хлада гента, в котором последовательно сое- 20 динены компрессор 21 соединенные также по воде форкондейсатор 3 и конденсатор 4, дроссель 5 и теплообменник-испаритеяь 6, Конденсатору 4 предвключен по линии 7 исходной воды 25 первый теплообменник-охладитель 8, водяной насос 9 и накопительная емкость 10.

Циркуляционный контур 11 концентрируемого раствора подключен парал- 30 лельно контуру 1 через испаритель б. и включен насос 12 раствора, соеди" иенный с вторым теплообменником-охладителем 13, Теплообмениики-охладители

8 и 13;соединены по линии 14 исходно- 15 го раствора с накопительной емкостью

15 раствора. Насос имеет линию 16 теплой воды с отводом 17 для подачи в испаритель 6 и выводами 18 и 19. потребителю, а также автономную ли- 40 нию 20 днстиллятора, Кроме того, насос снабжен трехходовыми кранами 2124 и вентилями 25 — 33 для ввода, вывода и перекрытия соответствующих потоков жидкости. 45

Комбинированный тепловой насос может работать в режиме подогрева с одновременным или раздельным охлаждением одного раствора и концентрировани" ем другого раствора. 50

f конденсатор 3 и затем в конденсатор.

4. Отсюда хладагент через дроссель 5 поступает в испаритель 6 и затем вновь в компрессор 2, Исходная вода линии 7 незначительно, нагревается за счет теплообмена с исходным раствором в теплообменнике-охладителе 8 и затем поступает в конденсатор 4 для дальнейшего подогрева. Теплая вода из конденсатора 4 по линии 16 может направляться в испаритель 6 по линии

17, в форконденсатор 3, а также отводится иэ установки потребителю через вентиль 26 по линии 18, Горячая вода из форконденсатора 3 отводится по линии 19 потребителю.

На охлаждаемой поверхности испарителя 6 из циркулирующего в контуре

11 концентрируемого раствора вымораживается лед (кран 21 ставят в позицию С, а кран 22 - в позицию А, фиг.2), Часть конденсируемого потока через вентиль 29 выводится иэ установки, предварительно отдавая холод в теплообменнике-охладителе 13 поступающему по линии 14 исходному раствору, Охлажденный раствор через кран

124 попадает в н копительную емкость

16 раствора. Отсюда через вентили 32 и 30 насосом 12 (вентили 31 и 33 зак- рыты) охлажденный раствор попадает в испаритель б на вымораживание» тем

I». самым исключается теплообмен с самим собой" в теплообменнике-охладителе."13»

После накопления в испарителе 6

-» необходимого количества льда намораживание заканчивается и проводятся промывка и плавление льда, Для этого вентиль 27 открывают ° вентили 30 и

32 закрывают, а кран 22 ставят в положение С (фиг.2). Пресную воду по линиям 7 и 17 с помощью насоса 9 кратковременно подают в испаритель

6, после чего холодную промывочную смесь насосом 12 через вентиль 31 подают s емкость 15 для последующего повторного вымораживания, В режиме подогрева воды с одновременным концентрированием раствора. робота; комбинированного теплового насоса включает чередующиеся периоды намораживания и плавления льда., В период намораживания сжатые пары хпадагента в первом циркуляционном контуре 1 подаются компрессором 2 в форПосле этого начинается период плавления льда водой по ликии 17 через вентиль 27 при помощи насоса 9.

Кран ставят, в положение А (фиг,2).

Вместе с расплавленным льдом иэ испарителя 6 охпажденная вода по магист" рапи 20 дистиллята подается на вход насоса 9 (кран 24 находится в положении В) и далее в конденсатор 4, 5 ,14956 попутно в теплообмеЬнике-охладителе

8 нагреваясь сама и охлаждая исходный раствор, подаваемый по линии 14.

После расплавления всего льда краны

21 — 23 ставят в исходное положение (фиг, 1), включается компрессор 2 и вновь повторяется описанный процесс намораживания.

Наличие ввода через вентиль 33 и вывода, через вентиль 29 жидкости в циркуляционном контуре 11 раствора обеспечивает возможность соответственно подачи в испаритель 6 одного раствора дпя вымораживания и отвода 15 продукта разделения при одновременном охлаждении другого раствора по линии 14 (кран 24 находится в положе-. нии С, фиг.2). Соединение конденсатора 4 с испарителем 6 по линии 17 20 теплой воды позволяет осуществить промывку и расплавление льда, вымораживаемого из раствора в испарителе

6. Талую воду отводят по автономной линии 20, что исключает загрязнение 25 концентратом. Подавая талую воду на вход насоса 9, обеспечивает ее дальнейшее использование в устройстве по линии 7 вместо исходной пресной воды, что ведет к экономии последней, 30 (Накопительная емкость 10 исходной воды нужна для районов, где имеются трудности с водой).

Кроме того, соединение входа насоса

12 напрямую с испарителем 6 обеспечи35 вает возможность подачи циркулирующего раствора на вымораживание, минуя второй теплообменник 13. При этом в теплообменнике 13 нагревается, охлаждая исходный раствор, только выводимай поток, а поток через вентиль

30 отводится холодным. Благодаря этому температура выводимого потока повышается, потери холода снижаются и, соответственно, расход энергии в установке уменьшается, Соединение входа накопительной емкости 15 с выходом насоса,12 обеспечивает возможность накопления в емкости 15 отрабатываемого раствора с промывочной водок и 50 последующей подачи этой смеси на повторное вымораживание . Благодаря этому ликвидируется теплообмен исходно- го раствора "с самим собой", в результате чего уменьшаются потери холода и затраты энергии, а кроме того, снижаются потери концентрируемого продукта за счет повторного вымораживания.

02 6

Комбинированный тепловой насос

I позволяет также работать в режиме раздельного или одновременного охлаждения одного р сгвора (подавая его по линии 14 и выводя через вентиль

24) и концентрированием другого раствора (подавая его в контур I 1 через вентиль 33), Технико-экономические преимущества изобретения состоят в том, что практически без ввода новых узлов удается повысить степени регенерации ° холода с использованием энергетического потенциала отводимых потоков для предварительного охпаждения раствора, подаваемого в испаритель на вымораживание. Кроме того, повышается качество отводимой талой воды из-за устранения возможности смешения ее с остатками концентрата.

Экономическая эффективность заключается в том, что использование "бросового" холода, создаваемого устройством, приводит к снижению затрат энергии, необходимой для подогрева воды и образования льда в испарителе, т.е. повышает экономичность устройст-, ва. Кроме тoro снижаются как расход пресной воды благодаря замене ее получаемой талой водой, так и потери концентрируемого продукта благодаря обеспечению возможности повторного вымораживания, Формула изобретения

Комбинированный тепловой насос, содержащий циркуляционный контур хлацагента, включающий последовательно соединенные компрессор, форкондецсатор, конденсагор, дроссель и теплообменник-испаритель, включенные перед конденсатором по .линии исходной воды первый теплообменннк-охладитель, водяной насос и накопительная емкость,, циркуляционный контур концентрируемого раствора, подключенный по раствору к теплообменнику-испарителю, содержащий насос раствора и емкость раствора и соединенный через второй теплообменник-охладитель с линией вывода концентрированного раствора, причем первый и второй теплообменники охладители последовательно соединены по линии исходного раствора с накопительной емкостью раствора, линию

1495602

Составитель А. Симоненко

Техред И.Дндык

Корректор: Л,Бескид

Редактор И.Дербак

Заказ 4244/37

Тираж 462

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,!01 нагретой воды, связывающую вход в теппообменник-испаритель и выход конденсатора, а также линию вывода наг- . ретой воды потребителю о т л н ч аВ 5 ю шийся тем, что, с целью повышения экономичности, он дополнительно снабжен линией талой воды и трехходовыми кранами, линия талой воды подключена к контуру раствора между теплообменником"испарителем и водяным насосом, причем водяные, насос и накопительная емкость псследовательно включены в линию талой воды перед первым теплообменником-охладителем, на выходе по раствору из теплообменника-испарителя и между водяным насосом и накопительной емкостью установлены трехходовые краны, а вход по раствору в теплообменник-испаритель через трехходовой кран напрямую соединен с выходом конденсатора, и с выходом насоса раствора, который соединен с входом накопительной емкости раствора.