CZ2015660A3 - Způsob zvýšení topného faktoru a výkonu tepelných čerpadel - Google Patents
Způsob zvýšení topného faktoru a výkonu tepelných čerpadel Download PDFInfo
- Publication number
- CZ2015660A3 CZ2015660A3 CZ2015-660A CZ2015660A CZ2015660A3 CZ 2015660 A3 CZ2015660 A3 CZ 2015660A3 CZ 2015660 A CZ2015660 A CZ 2015660A CZ 2015660 A3 CZ2015660 A3 CZ 2015660A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- refrigerant
- compressor
- expansion device
- heat
- heat pump
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 8
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 89
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 244000007853 Sarothamnus scoparius Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/13—Economisers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Compressor (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Do obalu (3.1) kompresoru (3) je nasáván aerosol chladiva (1) podchlazený na úroveň nižší než je vypařovací teplota chladiva před výparníkem (2). Podchlazení chladiva (1) a vznik aerosolu je řešeno obtokem (6) výparníku (2), který zajistí vstřiknutí potřebného množství kapalného chladiva do plynu za výparníkem. V obalu (3.1) kompresoru (3) je kapalné chladivo (1) odpařeno, plyn je předehřátý a kompresorem nasátý, stlačený a ohřátý. Současně se tím zvýší vypařovací teplota chladiva (1) před výparníkem (2). To umožní nasátí většího hmotnostního množství chladiva (1) kompresorem (3) a ve svém důsledku při mírném zvýšení příkonu elektrické energie kompresoru výrazné zvýšení topného faktoru a výkonu tepelného čerpadla. Užití je pro všechna provedení tepelných čerpadel používající hermeticky uzavřený kompresor s elektromotorem.
Description
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu zvýšení topného faktoru a výkonu, konkrétně se jedná o získávání využitelné tepelné energie - tepla o teplotě až 50 °C a více, pro topení a ohřev vody z nízkopotencionálních zdrojů tepla o teplotě až - 20 °C a méně za pomoci tepelných čerpadel.
Dosavadní stav techniky
Základní prvky tepelného čerpadla jsou: okruh chladivá do něhož je zapojen: výpamík, kompresor, kondenzátor, expanzní zařízení.
Tepelné čerpadlo musí, nebo může být vybaveno dalšími komponenty, které umožňují zlepšení činnosti tepelného čerpadla a jehož použitím dochází k různým modifikacím.
Základní funkce tepelného čerpadla spočívá v tom, že do výpamíku tepelného čerpadla je pod velkým tlakem vstřikované expanzním zařízením tekuté chladivo, čímž se prudce snižuje jeho teplota a tlak. Zde je absorpováno teplo z okolí (ze země, vzduchu, vody) jako výsledek rozdílu vypařovací teploty chladivá např. -10 °C a okolního zdroje tepla např. - 2 °C. Vstřiknuté kapalné chladivo se ve výpamíku mění na plyn a oproti vypařovací teplotě na začátku výpamíku se přehřívá o 3 γ i °C a více na konci výpamíku. To znamená, že přehřáté plynné chladivo má na konci výpamíku, při teplotách uvedených jako příklad, teplotu - 7 až -5 °C. Plynné chladivo je stlačeno v kompresoru. Zvýšení tlaku má za následek nárůst teploty. K navýšení teploty plynu chladivá přispívá také teplo vzniklé třením pohyblivých částí kompresoru, v případě hermeticky uzavřeného kompresoru také teplo vzniklé prací elektromotoru.
V kondenzátem je takto získaná tepelná energie předána topnému mediu (voda, vzduch). Plynné chladivo při tomto procesu zkapalňuje a je tak připraveno ke vstřiknutí do výpamíku. Cyklus je tím uzavřen a běží stále dokola.
Ke svému provozu potřebuje tepelné čerpalo určité množství energie, obvykle elektrické. Jsou i jiné pohony kompresoru, na příklad spalovacím motorem nebo existuje tepelné čerpadlo absorpční poháněné plynem. Tato tepelné čerpadlo nejsou předmětem vynálezu.
Odebraná energie z přírody bývá obvykle 1,5 až 4x vyšší než spotřeba energie pro pohon kompresoru tepelného čerpadla. Měřítkem energetické výkonnosti tepelného čerpadla je proto poměr výstupní energie a energie pro pohon. Poměr se nazývá topný faktor (COP). Je to bezrozměrové číslo a jeho velikost se pohybuje podle podmínek běžně v mezích 2,5 případně méně, vždy však více jak 1 až 5 a více.
Princip tepelného čerpadla je znám více jak 150 roků (Kelvin 1852) s tím, že první tepelné čerpadlo bylo postaveno v r. 1932. Popis a funkce je uveden v každé literatuře, pojednávající o tepelných čerpadlech.
Pro pochopem technického řešení uvádím následující známé poznatky, které byly pro technické řešení použity.
Při použití nezatopeného nebo suchého výpamíku (používané pro tepelné čerpadlo), do kterého je přítok kapalného chladivá řízen termostatickým expanzním ventilem (TEV), proudí do sacího potrubí kompresoru přehřátá pára chladivá, jejíž přehřátí se v průběhu sání ještě zvýší tepelnými ztrátami sacího potrubí a zejména v případě použití dodatkového výpamíku s vnitřní výměnou tepla. V důsledku přehřátí páry chladivá nasaje kompresor menší hmotnostní množství chladivá, čímž se snižuje jeho výkon a po kompresi dochází ke značnému zvýšení teploty plynu. Tyto nežádoucí jevy je nutné regulačními zásahy udržovat v potřebných mezích. Nasávané páry je možné ochlazovat přímým vstřikem odpovídajícího množství kapalného chladivá do sacího potrubí kompresoru. Užívá se termostatický expanzní ventil, který v souladu s teplotou přehřátých nasávaných par vstřikuje kapalné chladivo ze sběrače kapalného chiadiva. Lit. (1)
Firma Copeland používá ve svých kompresorech scroll typové řady ZF nástřik kapalného chladivá do prostoru mezi rotory kompresoru. Jako vstřikovací orgán je použita kapilára, nebo specielní vstřikovací ventil DTC, který je řízen teplotou par chladivá ve výtlaku za kompresorem. Kapalné chladivo je vstřikováno ze sběrače chiadiva. Lit. (4)
Plynné chladivo je možné přehřívat před vstupem do kompresoru až v kompresorovém prostoru hermeticky uzavřeného kompresoru. Lit. (2)
Je nutné, aby kompresor nasával jen plyn bez kapek chladivá. Jinak hrozí zničení kompresoru kapalinovým rázem.
Avšak v návaznosti na informace výrobců kompresorů není třeba obávat se nasátí kapek v plynu do kompresoru pokud je použit hermeticky uzavřený kompresor, protože vnitřní prostor obalu kompresoru má velký vnitřní objem, který ochrání kompresor před kapalinovým rázem.
** 3 ···**·····*· *
Další využitý poznatek je, že spirálový kompresor scroll je odolný proti nasátí malého množství kapek v plynu.
Mezi vlivy působící na intenzitu přenosu tepla patří silové střídavé elektrické pole a také vibrace.
Silové pole zvyšuje přestup tepla při nerozvinutém varu chiadiva 2,3x a při rozvinutém bublinkovém varu 20x. Lit. (3)
Seznam použité literatury:
1. Chladicí technika, Doc. Ing. Václav Hoch 1991
2. Tepelná čerpadla, Prof. Ing. Zdeněk Dvořák 1987
3. Chladící technika II. (výměníky), Prof. Ing. Zdeněk Dvořák 1986 < 4. Rotační hermetické kompresory scroll ZS - ZF firmy Copeland technické údaje, ALFACO Choceň s.r.o. 2003
Podstata vynálezu
Tepelné čerpadlo v úpravě dle vynálezu vychází z dosavadního stavu techniky, kdy do okruhu chladívaje zapojen výpamík, kompresor v hermeticky uzavřeném obalu, kondenzátor, expanzní zařízení a dále uvedené úpravy a změny tvořící vynález.
Vynález se vyznačuje tím, že nasávané chladivo ve stavu aerosolu je před vstupem do hermetického obalu kompresoru podchlazeno o l^až 3 °C pod úroveň vypařovací teploty chladivá před výpamíkem.
K ochlazení plynu a vzniku aerosolu dochází v důsledku změny kapalné části chladivá vstřiknuté do přehřátého plynu za výpamíkem v plynou, kdy ke svému odpaření potřebuje teplo, které odebírá plynu.
Plynné chladivo se tak stává před nasátím do obalu kompresoru aerosolem, tedy plynem s určitým podílem drobných kapek. Vlivem působení silového elektrického pole a vibrací v prostoru obalu kompresoru je do chladivá předáváno intenzivně teplo, které se zde nachází. Drobné kapky zplynují a plyn se před vstupem do kompresoru přehřeje na potřebnou teplotu tak, aby byl zbaven kapek chladivá.
Obal kompresoru tak plní nejen funkci přehříváku, ale stává se dále výměníkem tepla s přímou výměnou tepla, bez dělicích stěn, kde se kapky chladivá vypařují a následně před nasátím do kompresoru mírně přehřívají. Ochlazením plynu chladivá dochází také ke snížení jeho objemu a » < << í < i t t i jako doprovodný jev dochází ke zvýšení vypařovací teploty chladivá před výpamíkem. To umožňuje zvýšenou dodávku chladivá do sacího traktu tepelného čerpadla a nasátí většího hmotnostního množství chladivá kompresorem.
Uvedené jevy mají za následek mírné zvýšení příkonu elektrického proudu kompresoru, avšak při výrazném zvýšení topného faktoru a výkonu tepelného čerpadla.
Dosažení uvedeného záměru je řešeno použitím obtoku výpamíku, který je tvořen rozdělovačem proudu chladivá za expanzním zařízením I, expanzním zařízením II, které je s expanzním zařízením I zapojeno sériově, směšovačem proudů chladivá za výpamíkem a propojovacím potrubím.
Vztah vynálezu k dosud známé technice.
Princip snížení teploty nasávaného plynného chladivá před vstupem do obalu kompresoru je stejný jak u známé techniky, tak u vynálezu. Rozdílný je způsob provedení.
Známý stav techniky používá paralelně (vedle sebe) zapojené expanzní zařízení.
Rovněž snížení teploty chladivá až v kompresoru, využívá paralelně (vedle sebe) uspořádaného expanzního zařízení*
Uspořádání dle vynálezu využívá zapojení expanzních zařízení v sérii (za sebou), kdy expanzní zařízení lije součástí obtoku výpamíku.
Technické podmínky pro využití vynálezu
Kompresor
Pro běžná tepelná čerpadla se mohou používat kompresory různých provedení a konstrukcí. Podle způsobu stlačení par existuje nejméně 9 druhů kompresorů, které mohou být otevřené (ucpávkové), polohermetické a hermetické.
Pro tepelná čerpadla dle vynálezu je možné použít jakýkoliv kompresor pro chlazení s elektrickým pohonem v hermeticky uzavřeném obalu, rovněž tak v polohermetickém - děleném obalu.
Pro tepelné čerpadlo upravené dle vynálezu se používá stejně výkonný kompresor jako u tepelného čerpadla bez úpravy. V závislosti na provedení tepelného čerpadla je třeba, aby tepelné čerpadlo dle vynálezu bylo vybaveno stejným zařízením pro rozběh a zařízení pro odsávání chladivá ze sacího potrubí před odstavením kompresoru stejně jako tepelné čerpadlo bez úpravy dle vynálezu.
«· 5 '***
Mohou být také použity doplňky jako u běžných tepelných čerpadel, např. topný kabel pro předehřev olejové náplně před startem, k zabránění napěněni oleje. Pokud bude použit topný kabel, je třeba aby jeho teplotní čidlo bylo umístěno u dna obalu kompresoru a na protilehlé straně zaústěného sacího potrubí do obalu. Případně je možné použít tepelnou izolaci obalu kompresoru. Tato je však nevhodná pokud kompresor bude pracovat v teplejším prostředí než je jeho provozní teplota na povrchu.
Vynález je použitelný také pro tepelné čerpadlo osazené kompresorem scroll EVI, který využívá zbytkové (specifické) teplo v kapalném chladivu. Vtom případě musí být obtok použit pro hlavní výpamík, nikoliv pro dodatkový výměník s vnitřní výměnou tepla.
Na místo spirálového kompresoru scroll EVI může být použit také upravený pístový kompresor pro systém využívající zbytkové teplo v kapalném chladivu. V tom případě však musí týt použito dokonalého zařízení pro odlučování kapek chladivá od plynu.
Výpamík: Běžně používaný pro tepelné čerpadlo, Lj. suchý, postupně zaplavovaný.
Obecně platí, že teplosměnná plocha výpamíku má být v poměru výkon/plocha = 1 kW/3^600 cm2. Úprava pro tepelné čerpadlo upravené dle vynálezu, kdy se předpokládá navýšení výkonu cca o 50 % nevyžaduje zvětšení teplosměnné plochy výpamíku.
Kondenzátor: Musí teplosměnnou plochou odpovídat zvýšenému výkonu tepelného čerpadla dle vynálezu.
Tepelné čerpadlo bez úpravy = 1 kW/2^400 cm2.
Tepelné čerpadlo dle vynálezu, kdy se předpokládá navýšení výkonu o cca 50 %, tj. na 1,5 kW, musí být kondenzátor zvětšen rovněž o 50 %, Lj. na 3^00 cm2.
Okruh chladívaje tvořen částí sací (od expanzního zařízení po kompresor) a částí výtlačnou (od kompresoru po expanzní zařízení).
Okruh chladívaje naplněn chladivém.
Chladivo je látka, která jako kapalina má velmi nízkou vypařovací teplotu (-10 až-50 °C) a jako plyn snadno zkapalňuje. Chladivá se označují písmenem R k němuž je přiřazeno číslo, případně písmeno, což vyjadřuje chemické složení chladivá.
Používá se stejné chladivo pro tepelné čerpadlo dle vynálezu jako pro tepelné čerpadlo bez uplatnění vynálezu. Tepelné čerpadlo dle vynálezu vyžaduje větší množství chladivá asi o 25 % oproti běžnému tepelnému čerpadlu.
Rozdělovač na obtoku výpamíku.
Umísťuje se těsně za expanzní zařízení I, to znamená před výpamíkem, případně před rozdělovačem chladivá do jednotlivých sekcí výpamíku.
Rozdělovač na obtoku výpamíku musí zajistit, aby do expanzního zařízení II přicházelo z rozdělovače kapalné chladivo. Je proveden dle známého principu oddělovače kapek od plynu, kdy spodem je odváděna kapalina, vrchem je odsáván aerosol s převahou kapek do výparníku. Rozdělovač může být v různém provedení. Např. s přímočarým proudem chladivá, s rotačním proudem chladivá, jako vírová trubice (Ranqueova) a pod.
Obecně platí, že vstřiknuté chladivo expanzním zařízením I přicházející do rozdělovače musí mít vyšší rychlost proudění, než má v sacím potrubí tak, aby kapalina nestačila změnit směr a usazovala se v potrubí před expanzním zařízením II.
Z toho vyplývá, že u rozdělovače s přímočarým proudem chladivá musí mít vtoková trubice o 50 % menší světlost, než má sací potrubí a zakončená nad dno rozdělovače. Světlost pláště rozdělovače musí býtvětší, než má sací potrubí při délce pláště 3x větší než je jeho světlost.
Uvedené hodnoty mají poměrně velkou toleranci.
Směšovač je proveden malou nádobkou do níž je vrchem zaústěno a vyústěno sací potrubí. Do dna je zaústěna propojovací trubice z expanzního zařízení II. Směšovač může být proveden také jiným způsobem, např. prostým T kusem o stejné dimenzi jako má sací potrubí. Pokud je jako expanzní zařízení I použit TEVI, musí být směšovač umístěn za výpamíkem a teplotním čidlem (tykavkou) expanzního ventilu I.
Funkce propojovacího potrubí z expanzního zařízení II se směšovačem je zřejmá z názvu. Expanzní zařízení:
I. může být termostatický expanzní ventil (TEV), elektronický expanzní ventil (EEV), automatický expanzní ventil (AEV) nebo kapilára.
II. na obtoku může být TEV, EEV, AEV, kapilára, ručně stavitelný škrticí ventil nebo tryska. Jako nejvhodnější se jeví TEV, kdy TEV I je buď s vnějšírryiebo vnitřním vyrovnáním tlaku v závislosti na tlakových ztrátách výpamíku. TEV II se použije s vnitřním vyrovnáním tlaku. Tykavka TEV II je umístěna před kompresorem.
V případě použití EEV je možno dosáhnout až o vyššího COP, avšak pořizovací náklady jsou několikanásobně vyšší než při použití TEV.
Ostatní expanzní zařízení jsou levnější, avšak mají omezený rozsah jak teplot nízkopotencionálního zdroje (NPZ), tak také teplot kondenzačních.
Dimenze potrubí a dalších komponentů tepelného čerpadla, dosud neuvedené jsou shodné pro tepelné čerpadlo neupravené i upravené dle vynálezu.
Λ 7 *·
Seřízení expanzního zařízení I, respektive jeho dimenze je stejné, jak u tepelného čerpadla upraveného dle vynálezu, tak u neupraveného. Musí zajistit přehřátí chladivá nad vypařovací teplotu chladivá před výpamíkem o °C na konci výpamíku.
Velikostí trysek u TEVI a TEVII jsou stejné. Pokud však bude místo TEVI použitá kapilára, musí být tato na tepelném čerpadle dle vynálezu větší než kapilára na tepelném čerpadle bez úpravy dle vynálezu.
Seřízení expanzního zařízení II, respektive jeho dimenze musí zajistit podchlazení chladivá před vstupem do obalu kompresoru o 1 až 3 °C oproti vypařovací teplotě chladivá na začátku výpamíku.
Teplota oleje v obalu kompresoru by po rozběhu kompresoru neměla klesnout pod+ 10 °C. Nižší teplota signalizuje, že do obalu kompresoru je nasáváno příliš velké množství kapalné frakce chladivá, což výkon tepelného čerpadla a COP snižuje.
Je nutné, aby pod tepelným čerpadlem bylo zařízení odvádějící vodu a to u tepelného čerpadla jakéhokoliv provedení. V průběhu činnosti vzniká na celém obtoku výpamíku a dále na pokračujícím potrubí až ke kompresoru námraza. Tato při odstavem tepelného čerpadla roztaje a vzniklou vodu je třeba odvést.
Výhodné účinky vynálezu ve vztahu k dosavadnímu stavu techniky.
Dosažené hodnoty navýšení výkonu a topného faktoru (COP) na pokusných tepelných čerpadlech dle vynálezu oproti neupraveným tepelným čerpadlům činily v závislosti na provedení tepelného čerpadla a provozních podmínkách + 25 až 50 %, při extrémních podmínkách činilo navýšení také více jak dvojnásobek, tj. + 100 a více % a to při minimálních nákladech na úpravu tepelných čerpadlech dle vynálezu.
Byly také provedeny pokusy s aplikací vynálezu na tepelném čerpadle systému EVI za použití upraveného pístového kompresoru v děleném - polohermetickém obalu a rovněž se zde vynález osvědčil.
Dále byly provedeny srovnávací pokusy s tepelným čerpadlem, které používá 2 expanzní zařízení uspořádané paralelně, tedy techniku známou, se systémem tepelného čerpadla dle vynálezu a také při tomto srovnání bylo tepelné čerpadlo dle vynálezu lepší.
. 8 Objasnění výkresů
Na obr. 1 je základní schéma tepelného čerpadla.
Na obr. 2 je schéma tepelného čerpadla se 2 expanzními zařízeními zapojených v sérii včetně obtoku výpamíku, který je předmětem vynálezu okruh chladivá, chladilo výpamík / kompresor /
3.1 hermetický obal kompresoru kondenzátor/ expanzní zřízení
5.1 expansí zařízení I obtok výpamíku
6.1 pózdělovač proudu chladivá
6.<expanzní zařízení II
6á propojovací potrubí obtoku
6.4 směšovač proudů chladivá ochlazované medium *0 oWívaHé medium I
Příklady uskutečnění vynálezu
Tepelné čerpadlo podle obr. 1 je tvořeno okruhem chiadiva 1 do něhož je zapojen výpamík 2, kompresor 3, kondenzátor 4 a expanzní zařízení 5. Jako 7 je označeno ochlazované medium, kterému se teplo odebírá a jako 8 medium ohřívané, které se prostřednictvím tepelného čerpadla ohřívá.
Provedení podle vynálezu na obr. 2 je známé provedení podle obr. 1 rozšířeno o obtok 6 výpamíku 2 propojením sacího potrubí okruhu chiadiva 1 před a za výpamíkem 2.
Obtok 6 je tvořen rozdělovačem 6.1 proudu chladivá za expanzním zařízením I 5.1, expanzním zařízením II 6.2 směšovačem 6.4 proudů chladivá za výpamíkem 2 a propojovacím potrubím 6.3, s tím, že musí být použit kompresor v hermeticky uzavřeném obalu.
Na obtoku 6 je expanzní zařízení II 6.2 zajišťující přisávání takového množství chladivá, které vytvoří aerosol a sníží teplotu chladivá v sacím potrubí okruhu chiadiva 1 před vstupem do obalu 3,1 hermeticky uzavřeného kompresoru 3 na úroveň nižší než je vypařovací teplota chladivá na začátku výpamíku 2 čímž také dojde ke snížení objemu nasávaného chiadiva a současně se tím zvýší vypařovací teplota chladivá před výpamíkem 2.
To umožní nasátí většího hmotnostního množství chladivá kompresorem 3 a ve svém důsledku při mírném navýšení příkonu elektrické energie kompresoru 3 výrazné zvýšení topného faktoru a výkonu tepelného čerpadla.
Vynález je použitelný pro všechna provedení tepelných čerpadel používající kompresor 3 s elektromotorem uzavřeným v hermetickém nebo polohermetickém -děleném obalu 3.1.
Byla provedena řada pokusů na pokusných tepelných čerpadlech všech provedení a typů s použitím vynálezu. Na základě jejich výsledků lze předpokládat využitelnost pro průmyslově vyráběná tepelná čerpadla.
- v
Seznam vztahových značek okruh chladivá, chladivo výpamík kompresor
3.1 hermetický obal kompresoru kondenzátor expanzní zařízení
5.1 expanzní zařízení 1 obtok výpamiku
6.1 rozdělovač proudu chladí va
6.2 expanzní zařízeni Π
6.3 propojovací potrubí obtoku
6.4 směšovač proudů chladivá ochlazované metli um ohřívané médium
Claims (1)
- PATENTOVÉ NÁROKY « Způsob zvýšení topného faktoru a výkonu tepelných čerpadel, tvořených okruhem chladivá v němž jsou zapojeny výpamík chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného media, kompresor v hermetickém obalu ke stlačování a ohřevu plynného chladivá, kondenzator ke zkapalňovám chiadiva a k předávání jeho tepla ohřívanému mediu a expanzní zařízení ke snížení tlaku chladiva^vyznačující se tím, že kompresor (3) v hermeticky uzavřeném obalu (3.1) nasává do obalu kompresoru (3.1) aerosol chiadiva (1), které je před vstupem do obalu kompresoru (3.1) podchlazeno na úroveň nižší než je vypařovací teplota chiadiva (1) před výpamíkem (2), následně je kapalná frakce v plynném chladivu (1) vlivem tepla, silového elektrického pole a vibrací vzniklých prací elektromotoru a samotného kompresoru (3) vypařena a dále je plynné chladivo (1) přehřáto a nasáto do kompresoru (3), kdy podchlazení chiadiva (1) a vznik aerosolu chiadiva (1) zajistí obtok (6) výpamíku (2) tvořený rozdělovačem (6.1) proudu chiadiva (1) za expanzním zařízením I (5.1), expanzním zařízením II (6.2) zapojeným s expanzním zařízením I (5.1) do série, propojovací trubicí (6.3) z expanzního zařízení II (6.2) do směšovače proudů chladivá (6.4) za výpamíkem (2), což v souhrnu s podchlazením chiadiva (1) před obalem kompresoru (3.1) zajistí zvýšení vypařovací teploty chiadiva (1) před výpamíkem (2) a tím nasátí většího hmotnostního množství chiadiva (1) kompresorem (3).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-660A CZ306309B6 (cs) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Způsob zvýšení topného faktoru a výkonu tepelných čerpadel |
| EP16757339.3A EP3353477A1 (en) | 2015-09-24 | 2016-08-10 | Method of increasing coefficient of performance and output of heat pumps |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2015-660A CZ306309B6 (cs) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Způsob zvýšení topného faktoru a výkonu tepelných čerpadel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ2015660A3 true CZ2015660A3 (cs) | 2016-11-23 |
| CZ306309B6 CZ306309B6 (cs) | 2016-11-23 |
Family
ID=56801646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2015-660A CZ306309B6 (cs) | 2015-09-24 | 2015-09-24 | Způsob zvýšení topného faktoru a výkonu tepelných čerpadel |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3353477A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ306309B6 (cs) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE395186B (sv) * | 1974-10-11 | 1977-08-01 | Granryd Eric | Sett att forbettra kyleffekt och koldfaktor i en kylanleggning samt kylanleggning for att utova settet |
| FR2738331B1 (fr) * | 1995-09-01 | 1997-11-21 | Profroid Ind Sa | Dispositif d'optimisation energetique d'un ensemble de refrigeration a compression et a detente directe |
| FR2768497B1 (fr) * | 1997-09-16 | 2000-01-14 | Francois Galian | Dispositif frigorifique en conditions de fonctionnement variables |
| DK2545331T3 (da) * | 2010-03-08 | 2017-11-27 | Carrier Corp | Afrimning og anordning til et transportkølesystem |
| CH703290A1 (de) * | 2010-09-29 | 2011-12-15 | Erik Vincent Granwehr | Wärmepumpe. |
| JP6257940B2 (ja) * | 2013-07-11 | 2018-01-10 | 三菱重工オートモーティブサーマルシステムズ株式会社 | ヒートポンプ式車両用空調システムおよびその除霜方法 |
-
2015
- 2015-09-24 CZ CZ2015-660A patent/CZ306309B6/cs not_active IP Right Cessation
-
2016
- 2016-08-10 EP EP16757339.3A patent/EP3353477A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CZ306309B6 (cs) | 2016-11-23 |
| EP3353477A1 (en) | 2018-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105593477B (zh) | 用于控制在根据兰金循环运行的闭合环路内工作流体的装置及使用所述装置的方法 | |
| CN203655442U (zh) | 余热为动力的燃气轮机进气冷却装置 | |
| US10634011B2 (en) | System and method for controlling a closed loop working on a rankine cycle with a tank and a pressure regulating device | |
| JP6328230B2 (ja) | 環境親和性のある冷媒を利用するためのヒートポンプおよびその運転方法ならびに動作流体の使用 | |
| JPH06257890A (ja) | ヒートポンプ | |
| JP7402358B2 (ja) | ランキンサイクルに従って動作する閉回路の一部材の回転軸を受け入れる軸受を潤滑する装置およびそのような装置を使用する方法 | |
| CN106796066A (zh) | 内部吸液式热交换器 | |
| CN108375233A (zh) | 一种带回热和喷射降压的复叠式制冷系统 | |
| EP3128252A1 (en) | Heat pump system | |
| CZ2015660A3 (cs) | Způsob zvýšení topného faktoru a výkonu tepelných čerpadel | |
| CZ29501U1 (cs) | Zařízení navyšující topný faktor a výkon tepelných čerpadel | |
| CN109107209A (zh) | 基于热泵系统的蒸馏釜加热装置 | |
| KR102044308B1 (ko) | 가스히트펌프식 공조 및 온수공급 장치 | |
| ES2929649T3 (es) | Método de detección y extracción del fluido gaseoso contenido en un circuito cerrado que funciona de acuerdo con un ciclo de Rankine y dispositivo que utiliza un método de este tipo | |
| WO2017051228A1 (en) | Method of increasing coefficient of performance and output of heat pumps | |
| FI91560C (fi) | Menetelmä ja laitteisto suositeltavimmin jäähdytysaineiden pumppaamiseksi | |
| RU2614133C1 (ru) | Бездроссельная теплонасосная установка | |
| ES2643860B1 (es) | Sistema de producción de energía para un vehículo automóvil o grupo electrógeno | |
| DK178705B1 (en) | A heat pump system using water as the thermal fluid | |
| KR20100086591A (ko) | 히트 펌프를 이용하는 온수 공급 장치 | |
| ES2574932B1 (es) | Procedimiento para incrementar el rendimiento de una instalación frigorífica productora de hielo | |
| KR20100050449A (ko) | 냉각성능이 강화된 엔진 냉각시스템 | |
| SU1693326A1 (ru) | Холодильна установка | |
| KR100445255B1 (ko) | 냉동기를 이용한 냉·온유체 공급장치 | |
| ES2541581B1 (es) | Sistema de producción de energía eléctrica |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20220924 |