Бездроссельная теплонасосная установка

Авторы патента:

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

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.

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 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.

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.

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.

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.

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.

Теплонасосная установка для горячего водоснабжения или отопления // 2536448

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.

Теплогенерирующий электромеханический преобразователь // 2525234

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.

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.