CS203745B1 - Zařízení pro přečerpávání tepelné energie - Google Patents

Description

Vynález se týká zařízení pro přečerpávání tepelné energie, sestávajícího z výparníku, propojeného s kompresorem, jehož výtlačná strana je napojena na kondenzátor a poté na redukční orgán. Zařízení je určeno pro přečerpávání tepelné energie v případech, kdy se nízkopotenciální energie nachází na dvou různých teplotních hladinách, přičemž podle účelu použití se nazývá buď chladicí zařízení, nebo tepelné čerpadlo.

S klesajícími zásobami fosilních paliv jsou hledány stále nové způsoby získávání tepelné energie ha teplotní úrovni, vhodné pro účely vytápění a přípravu teplé užitkové vody, resp. jsou nově hodnoceny známé systémy. K zařízením, vhodným pro tyto účely, patří též tepelná čerpadla, pracující s látkami a oběhy známými a užívanými v chladicí technice. Funkční podobnost tepelného čerpadla a chladicího zařízení vede k tomu, že obě zařízení se dnes konstruují prakticky shodně bez ohledu na to, že u chladicího zařízení je užitečným teplo do okruhu přiváděné ve výparníku při nízké teplotní hladině, kdežto u tepelného čerpadla je užitečným teplo, odnímané ze zařízení v kondenzátoru při vyšší teplotní hladině.

Má-li být realizováno tepelné čerpadlo požadovaného výkonu, musí být k dispozici jak potřebné množství energie pro pohon kompresoru, tak i nízkopotenciální tepelné energie pro vypařování chladivá ve výparníku zařízení. Je-li k dispozici též omezené, to je z hlediska výkonu pro vypařování chladivá nedostatečné množství tepelné energie o vyšší teplotní hladině než energie přiváděná do výparníku, pak tato energie není buďto využívána vůbec nebo se používá pro ohřev látky, z níž se teplo odnímá před jejím převedením do výparníku. Při tomto způsobu použití dojde sice k určitému zvýšení vypařovací. teploty, zmenšení kompresního poměru a zvýšení výkonu a, účinnosti tepelného čerpadla, v mnoha případech je ale dosažený zisk na výkonu a účinnosti malý až zanedbatelný, což vede při návrhu tepelného čerpadla k nevyužívání těchto omezených množství tepelných energií o vyšších teplotních hladinách.

Jako příklad zdroje tepelné energie o vyšší teplotní hladině lze u tepelných čerpadel, užívajících pro vypaření chladivá ve výparníku tepla z okolního vzduchu, povrchové a spodní vody, resp. tepla půdy uvést teplo z odpadního větracího vzduchu, odcházející použité teplé užitkové vody, tepla z transformačních stanic elektrické energie, slunečního tepla a podobně.

Uvedené' nedostatky odstraňuje zařízení pro přečerpávání tepelné energie podle, vynálezu, sestávající z výparníku, propojeného s kompresorem, jehož výtlačná strana je napojena na kondenzátor a poté na redukční orgán. Jeho podstata spočívá v tom, že mezi výparník a sací stranu kompresoru je vřazen hejméně jeden výměník tepla. Podle dalšího znaku vynálezu může být mezi výtlačnou stranu kompresoru a vstupem kondenzátoru vřazen chladič par.

Zařazením'jednoho nebo více výměníků tepla se využívá tepelné energie z teplejších zdrojů pro přehřátí par chladivá před jejich nasátím do kompresoru. Hlavním energetickým zdrojem zůstává tepelná energie o nízké teplotní hladině, použitá pro vypaření chladivá ve výparníku.

Zařízením podle vynálezu se dosáhne výhod a vyššího účinku, spočívajících v plném využití 1 malých zdrojů tepelné energie o vyšší teplotní hladině, dále ve zvýšení energetické účinnosti tepelného čerpadla zvýšením topného faktoru a ve zvýšení čerpacího poměru, to je poměru mezi teplem odváděným y kondenzátoru a teplem přiváděným ve výparníku.

Zařízení podle vynálezu umožňuje plné využití všech zdrojů tepelné energie, zvýšení teploty par chladivá na výstupu z kompresoru a tím při použití vhodného chladivá, zvýšení podílu tepla odváděného parám chladivá oproti kondenzačnímu teplu, což umožňuje .rozdělením pochodu odvodu tepla ze zařízení dosažení vyšší teploty ohřívané látky tepelným čerpadlem.

Zařízení podle vynálezu dále umožňuje měnit regulací množství přiváděné látky do výměníků tepla, zařazených mezi výparník a kompresor, jak topný výkon tak i čerpací poměr, což je výhodné u tepelných čerpadel pro přizpůsobení výkonu kolísavé spotřebě tepla, resp; pro vyrovnání vlivu kolísání teploty a množství látky přiváděné do výparníku, resp. u tepelných čeřpadel, u nichž je užitečným jak teplo odváděné pro vytápění, tak i teplo přiváděné do výparníku pro okamžité vyrovnávání poměrů na nízkotlaké a vysokotlaké straně zařízení.

Zařízení může být dle místních podmínek a potřeb vybudováno tak, že plní všechny výše uvedené funkce nebo pouze některé.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na připojeném vyobrazení, kde je uvedeno principiální schéma zapojení.

Chladivo se vypařuje ve výparníku 1 přívodem tepla z látky o nižší teplotní hladině, vzniklé páry chladivá proudí výměníkem 2 tepla, v pemz se přehřejí přívodem tepla z látky o vyšší teplotní hladině a jsou odsávány kompresorem 3. Po stlačení na kondenzační tlak je podle požadovaného způsobu provozu vedeno chladivo do kondenzátoru 5, kde zkapalní nebo je zaváděno do chladiče 4 par a potom do kondenzátoru 5 ke zkapalnění. Zkapalněné chladivo po snížení tlaku redukčním orgánem 6 je zaváděno zpět do výparníku 1, čímž je oběh uzavřen. Při požadavku menšího ohřevu většího množství ohřívané látky je tato vedena pouze do kondenzátoru 5, v případě většího ohřevu menšího množství ohřívané látky je tato vedena po částečném ohřátí v kondenzátoru 5 též do chladiče 4 par.

Claims (2)

1. Zařízení pro přečerpávání tepelné, energie, sestávající z výparníku, propojeného s kompresorem, jehož výtlačná strana je napojena na kondenzátor a poté na redukč-. ní orgán, vyznačující se tím, že mezi výparvynalezu _x nik (lj a sací stranu kompresoru (3) je vřazen nejméně jeden výměník (2) tepla.

2. Zařízení podle bodu 1 vyznačené tím, že mezi výtlačnou stranou kompresoru (3) a vstupem kondenzátoru (5) je vřazen chladič (4) par.