Каскадный тепловой насос

 

Использование: для трансформации тепла. Сущность изобретения: за cnef того, что каждый из теплообменников в каскадном тепловом насосе состоит из внешнего теплоизолированного корпуса 1 и внутрен-и него - теплопроводного, внутренняя полость которого разделена металлическими пластинами 3 на каналы для рабочего агента , в качестве которого используется жидкокристаллическое вещество, достигается повышение эффективности насоса. 5 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК (я)5 F 25 В 30/00 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2 1) 4368104/06 (22) 26.01.88 (46) 07.07.93, Б ол. М 25 (75) П.А.Вертинский (56) Авторское свидетельство СССР

М 1263976, кл. F 25 В 29/00, опублик. 1986.

{54) КАСКАДНЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС (57) Использование: для трансформации тепла..Сущность изобретения: за счет того, „„5U „„1825941 А1 что каждый из теплообменников в каскадном тепловом насосе состоит из внешнего теплоизолированного корпуса 1 и внутреннего — теплопроводного, внутренняя полость которого разделена металлическими пластинами 3 на каналы для рабочего агента, в качестве которого используется жидкокристаллическое вещество, достигается повышение эффективности насоса. 5 ил.

1825941 телю теплоты с более высокой температурой.

Каскадный тепловой насос состоит из заданного числа по конкретному применению ступеней-теплообменников 1, содержащих внешний теплоиэолирующий, например, из фторопласта корпус 1, в котором с зазором от корпуса 1 помешен внутренний теплопроводный, например, медный корпус 2, внутри которого укреплены параллельно друг другу на малых зазорах между собой металлические пластины-подложки 3 вдоль тока рабочего агента по корпусу 2. Корпус 1 имеет штуцер

4 подвода и штуцер 5 отвода рабочего агента, 25

35 корпус 2 имеет штуцер 6 подвода и штуцер 7" отвода рабочего агента, Все штуцера 4, 5. 6, 7 выполнены иэ теплоиэолирующего материала, например, иэ фторопласта и т.п.

В качестве..рабочего агента применено жидкокристаллическое 8 вещество, например, МББА и т.п, по конкретному применению в зависимости от заданных температурных условий эксплуатации.

Первая ступень теплообменника выполнена открытой внутренним корпусом 2 к источнику теплоты 9, например, естественному водоему, а внешний корпус 1 первой ступени теплообменника соединен с помощью насоса

10 с внутренним корпусом 2 очередной ступени теплоприемника и T,ä, до соединения внешнего корпуса 1 оконечной ступени с помощью трубопровода с насосом 10 с потребителем теплоты 11, например, паровым котлом и т.п.

Материалом трубопроводов является теплоиэолирующий полимер, например, фтороплзст и т,п, 50

Изобретение относится к энергетике и мажет быть использован в качестве энергоустановки для получения тепловой энергии эа счет теплосодержания воды в естественных водоемах при нормальных условиях. 5

С целью повышения эффективности каждый иэ теплообменников состоит из внешнего теплаизолирующего корпуса и внутреннего теплопроводного, внутренняя полость которого разделена металлически- 10 ми пластинами на каналы для рабочего агента, в. качестве которого используется жидкокристаллическое вещество.

На фиг,1 показан общий вид теплаобменника снаружи; на фиг.2 — разрез тепло- 15 обменника по внешнему потоку рабочего агента; на фиг.3 — разрез А — А на фиг.2; на фиг.4 - условное обозначь ие теплообменника в схеме энергоустановки; на фиг,5— схема теплопередачи в каскадном тепловом 20 насосе or источника теплоты с более низкой температурой к теплоприемнику-потребиЭлектропитание насосов всех ступеней энергоустановки осуществляется от вспомогательной энергосиловой установки или за счет части теплоты, потребляемой на собственные нужды от потребителя теплоты 11.

Каскадный тепловой насос по конкретной заданной мощности выполняется из заданного числа параллельных цепей по. описанному.

Работает каскадный тепловой насос следующим образом.

Вода иэ водоема-источника теплоты 9 самотеком или с помощью насоса 10 подается в теплообменник первого каскада, в результате чего корпус 2 первой ступени принимает температуру воды водоема. При включении насосов 10 очередных ступенейтеплообменникав рабочий агент 8 в первой ступени принимает температуру воды водоема и подается насосом 10 so внутренний корпус 2 второй ступени теплоабменника, где проталкивается давлением между подложками-пластинами 3, которые осуществляют ориентирующее влияние на рабочий агент, обусловливая его переход в кристаллическую мезофазу при соответствующем скачке теплоемкости, вследствие чего часть теплосодержания рабочего агента 8 в корпусе 2 второй ступени теплообменника выделяется, нагревая пластины 3 и рабочий агент во внешнем корпусе 1 второй ступени, осуществляя перенос теплоты от источника с низкой температурой-водоемом к каскаду теплообмена с более высокой температурой, в котором процесс по описанному повторяется, используя скачек теплоемкости жидкокристаллического рабочего агента при переходе в кристаллическую меэофаэу под влиянием ориентирующих подложек пластин 3. После прохождения заданного числа каскадов температура рабочего агента 8 последней ступени поднимается до заданной температуры теплоприемника-потребителя, который нагревается до рабочего агента внешнего корпуса 1 последнего каскада насоса, позволяя отводить от него теплоту с заданным расходом. ь

Так как скачок теплоемкости жидкокристаллического рабочего агента при переходе в кристаллическую мезофаэу превосходит скачок теплоемкости при переходе пар-жиДкость, то данное обстоятельство обеспечивает йовышение энергоэффективность теплового насоса.

Формула изобретения

Каскадный тепловой насос, каскады которого представлены замкнутыми гидравлическими контурами с рабочим агентом, соединенными между собой посредством

ЕВ2594Е двухпоточных теплообменников,.о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, каждый из теплообменников состоит из внешнего теплоизолированного корпуса и внутреннего теплопроводного, внутренняя полость которого разделена металлическими пластинами на каналы для рабочего агента, в качестве которого используется жидкокристаллическое веще5 ство.

1825941

Составитель П.Вертинский

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Шароши

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

Заказ 2313 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

ОШ - *Ю ЮЖ