CZ292405B6 - Způsob provozování tepelného čerpadla a tepelné čerpadlo k provádění tohoto způsobu - Google Patents
Způsob provozování tepelného čerpadla a tepelné čerpadlo k provádění tohoto způsobu Download PDFInfo
- Publication number
- CZ292405B6 CZ292405B6 CZ2002693A CZ2002693A CZ292405B6 CZ 292405 B6 CZ292405 B6 CZ 292405B6 CZ 2002693 A CZ2002693 A CZ 2002693A CZ 2002693 A CZ2002693 A CZ 2002693A CZ 292405 B6 CZ292405 B6 CZ 292405B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- heat
- refrigerant
- coolant
- circuit
- cooled
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 88
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims description 49
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 6
- 239000012636 effector Substances 0.000 claims description 2
- 235000019169 all-trans-retinol Nutrition 0.000 claims 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 abstract 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 abstract 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 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
- F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
- F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series
-
- 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
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- 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
- F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
- F25B5/02—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in parallel
-
- 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
- F25B2400/24—Storage receiver heat
-
- 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
- F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters
- F25B40/04—Desuperheaters
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
Zp sob provozov n tepeln ho erpadla spo v v tom, e se cyklicky st° daj dva asov ·seky, kdy v prvn m asov m ·seku p°ij m chladivo skupensk teplo odpa°ov n z ochlazovan ho m dia (6), p°i em se kapaln chladivo obsahuj c po pr chodu kondenz torem (4) zbytkov specifick teplo anebo teplosm nn kapalina, do n bylo zbytkov teplo p°evedeno, shrom d postupn v z sobn ku (12) tak, e vytla p°edchoz n pl z sobn ku (12), ani by doÜlo ke vz jemn mu prom sen , na e ve druh m asov m ·seku p°ij m chladivo skupensk teplo vypa°ov n z n pln z sobn ku (12), a to tak, e se n pl z sobn ku (12) nech cirkulovat kolem teplosm nn plochy a do postupn ho vychlazen na teplotu bl zkou teplot ochlazovan ho m dia (6), p°i em kolem druh strany teplosm nn plochy proud na vstup kompresoru (3) odpa°uj c se chladivo, jeho tlak a tud bod varu jsou regulov ny tak, e teplotn sp d na teplosm nn ploÜe odpov d teplotn mu sp du chladiva a ochlazovan ho m dia (6) ve v²parn ku (2). Tepeln erpadlo provozovan podle uveden ho zp sobu m v okruhu (1) chladiva za kondenz tor (4) svou ochlazovanou stranou zapojen chladi (8), jeho oh° van strana je zapojena do prvn ho okruhu (9) teplosm nn kapaliny, v n m je zapojeno prvn erpadlo (10), trojcestn² ventil (11) a z sobn k (12) teplosm nn kapaliny, p°i em z sobn k (12) je z rove zapojen prost°ednictv m trojcestn ho ventilu (11) do druh ho okruhu (13) teplosm nn kapaliny, do n ho je krom druh ho erpadla (14) zapojen sekund rn v²parn k (15) chladiva k odeb r n tepla z teplosm nn kapaliny, zapojovateln² do okruhu (1) chladiva st° dav s v²parn kem (2) chladiva.\
Description
Způsob provozování tepelného čerpadla a tepelné čerpadlo k provádění tohoto způsobu
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu využití zbytkového specifického tepla chladivá v tepelném čerpadle a dále tepelného čerpadla k provádění tohoto způsobu, tvořeného okruhem chladivá, v němž jsou zapojeny: výpamík chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného média, kompresor ke stlačování plynného chladivá, kondenzátor ke zkapalňování chladivá a k předávání jeho skupenského tepla ohřívanému médiu, chladič svou ochlazovanou stranou a expanzní ventil ke snížení tlaku chladivá.
Dosavadní stav techniky
Tepelná čerpadla slouží k odebírání tepelné energie z ochlazovaného média, zpravidla ze vzduchu nebo z vody, a k jeho předávání médiu ohřívanému, zpravidla vodě v systému domovního vytápění nebo v zásobníku teplé vody. Jsou tvořena okruhem chladivá, do nějž je zapojen výparník, kompresor, kondenzátor a expanzní ventil. Ve výpamíku chladivo ve skupenství kapalném nebo blízkém kapalnému za tlaku řádově 0,1 MPa odpovídajícímu bodu varu a při teplotě nižší než je teplota ochlazovaného média odebere z tohoto média teplo odpovídající svému skupenskému teplu vypařování. Páiy chladivá jsou stlačeny kompresorem tak, že z kompresoru odchází chladivo v plynném skupenství do kondenzátoru za tlaku řádově jednotek MPa a o teplotě vyšší než je teplota ohřívaného média. V kondenzátoru na teplosměnné ploše páry chladivá kondenzují a přitom předávají skupenské teplo ohřívanému médiu. Kapalné chladivo je vedeno do expanzního ventilu, za kterým se prudce snižuje jeho tlak a teplota tak, že ve výpamíku dojde k jeho odpaření za současného odnímání tepla ochlazovanému médiu.
Rozhodujícím kriteriem k posouzení účinnosti tepelného čerpadla je topný faktor, což je poměr tepelného výkonu, předávaného na výstupu z tepelného čerpadla do ohřívaného média, k elektrickému příkonu tepelného čerpadla. Ten pro uživatele představuje rozhodující provozní náklady. Topný faktor je závislý na teplotních poměrech ve výpamíku a kondenzátoru. Pokud například ochlazovaným médiem je vzduch o teplotě -7 °C a v kondenzátoru se ohřívá voda ze 45 na 50 °C, udává výrobce tepelného čerpadla topný faktor 2,12. Nevýhodou známých tepelných čerpadel je, že kapalné chladivo je z kondenzátoru do expanzního ventilu odváděno při teplotě o málo vyšší než je vstupní teplota ohřívaného média a že tudíž s sebou nese nezanedbatelné zbytkové specifické teplo, které v systému není využito. V uvedeném příkladu se jedná o specifické teplo připadající na teplotní rozdíl mezi +45 a -7 °C. Někdy se u známých tepelných čerpadel, viz např. zveřejněná PV CZ 2000-2521, odebírá část zbytkového tepla z kapalného chladivá za kondenzátorem v dochlazovači a využívá se např. k předehřevu teplé užitkové vody.
Vynález si klade za úkol navrhnout způsob využití zbytkového specifického tepla chladivá a nový systém tepelného čerpadla, které využitím zbytkového specifického tepla chladivá zvýší topný faktor.
Podstata vynálezu
Uvedený úkol řeší způsob využití zbytkového specifického tepla chladivá v tepelném čerpadle tvořeném okruhem chladivá, v němž jsou zapojeny: výpamík chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného média, kompresor ke stlačování plynného chladivá, kondenzátor ke zkapalňování chladivá a k předávání jeho skupenského tepla ohřívanému médiu a expanzní ventil ke snížení tlaku chladivá, jehož podstata spočívá v tom, že v provozu tepelného čerpadla se cyklicky střídají dva časové úseky, kdy v prvním časovém úseku přijímá chladivo skupenské teplo odpařování z ochlazovaného média, přičemž se kapalné chladivo obsahující po průchodu kondenzátorem zbytkové specifické teplo anebo teplosměnná kapalina, do níž bylo zbytkové teplo převedeno, shromáždí postupně v zásobníku tak, že vytlačí předchozí náplň zásobníku, aniž by došlo ke vzájemnému promísení, načež ve druhém časovém úseku přijímá chladivo skupenské teplo vypařování z náplně zásobníku, a to tak, že se náplň zásobníku nechá cir
-1 CZ 292405 B6 kulovat kolem teplosměnné plochy až do postupného vychlazení na teplotu blízkou teplotě ochlazovaného média, přičemž kolem druhé strany teplosměnné plochy proudí na vstup kompresoru odpařující se chladivo, jehož tlak a tudíž bod varu jsou regulovány tak, že teplotní spád na teplosměnné ploše odpovídá teplotnímu spádu chladivá a ochlazovaného média ve výpamíku.
Tento způsob se může realizovat v tepelném čerpadle tvořeném okruhem chladivá, v němž jsou zapojeny: výpamík chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného média, kompresor ke stlačování plynného chladivá, kondenzátor ke zkapalňování chladivá a k předávání jeho skupenského tepla ohřívanému médiu, chladič svou ochlazovanou stranou a expanzní ventil ke snížení tlaku chladivá, jehož podstata spočívá v tom, že ohřívaná strana chladiče je zapojena do prvního okruhu teplosměnné kapaliny, v němž je zapojeno první čerpadlo, trojcestný ventil a zásobník teplosměnné kapaliny, přičemž zásobník je zároveň zapojen prostřednictvím trojcestného ventilu do druhého okruhu teplosměnné kapaliny, do něhož je kromě druhého čerpadla zapojen sekundární výpamík chladivá k odebírání tepla z teplosměnné kapaliny, zapojovatelný do okruhu chladivá střídavě s výpamíkem chladivá. Tímto opatřením se zajistí převádění zbytkového tepla chladivá za kondenzátorem na vstupní stranu tepelného čerpadla.
Zásobník teplosměnné kapaliny je s výhodou protáhlou nádobou situovanou na výšku, která je uzpůsobena k výměně náplně teplosměnné kapaliny s potlačením jejího promísení. To umožňuje akumulování zbytkového specifického tepla v teplosměnné kapalině s velkým teplotním spádem.
Jako sekundární výpamík může v případě, že médiem ochlazovaným je kapalina, sloužit výparník chladivá, pokud je uzpůsobený ke střídavému zapojování do okruhu ochlazovaného kapalného média a do druhého okruhu teplosměnné kapaliny. Výhodou je úspora jednoho výpamíku chladivá.
Na výstup prvního okruhu teplosměnné kapaliny z chladiče a na jeho vstup do něj může být napojen třetí okruh teplosměnné kapaliny střídavě zapojovatelný prostřednictvím trojcestného ventilu. Toto opatření umožňuje částečné využití zbytkového tepla chladivá vystupujícího z kondenzátoru v časovém úseku, kdy teplosměnná kapalina není vedena do zásobníku, což se projeví dalším zvýšením topného faktoru.
Alternativně se může způsob využití zbytkového specifického tepla chladivá realizovat v tepelném čerpadle tvořeném okruhem chladivá, v němž jsou zapojeny: výpamík chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného média, kompresor ke stlačování plynného chladivá, kondenzátor ke zkapalňování chladivá a k předávání jeho skupenského tepla ohřívanému médiu a expanzní ventil ke snížení tlaku chladivá, jehož podstata spočívá v tom, že do okruhu chladívaje zapojen svojí ochlazovanou stranou sekundární výpamík k výměně tepla mezi dvěma skupenstvími chladivá, uzpůsobený k vedení chladivá v podstatě ve svislém směru, jehož horní vstup na ochlazované straně je propojen s výstupem kondenzátoru a jehož spodní výstup je přes expanzní ventil propojen s výpamíkem, přičemž mezi výstup a vstup ochlazované strany sekundárního výpamíku je zapojen první obtok opatřený čerpadlem a mezi výstup ochlazované strany sekundárního výpamíku a vstup kompresoru je zapojen druhý obtok, ve kterém je zapojen druhý expanzní ventil a ohřívaná strana sekundárního výpamíku, do nějž druhý obtok vstupuje dole a vystupuje z něj nahoře.
K zamezení toku chladivá v systému nežádoucím směrem jsou v prvním obtoku a rovněž mezi výpamíkem a ústím druhého obtoku zapojeny zpětné ventily.
Přehled obrázků na výkresech
Vynález bude dále objasněn pomocí výkresů, na nichž obr. 1 představuje schéma zapojení známého tepelného čerpadla a obr. 2 diagram výkonových toků u čerpadla podle obr. 1. Na obr. 3 je schéma zapojení prvního příkladného provedení tepelného čerpadla podle vynálezu, na obr. 4 a 5 jsou diagramy výkonových toků během dvou časových úseků cyklu tepelného čerpadla podle obr. 3, na obr. 6 je druhý příklad provedení tepelného čerpadla podle vynálezu, u nějž výpamík chladivá slouží střídavě k odebírání tepla z kapalného ochlazovaného média a z teplosměnné kapaliny, a na obr. 7 je třetí příklad provedení tepelného čerpadla, v němž k akumulaci zbytkové
-2CZ 292405 B6 ho specifického tepla dochází v samotném chladivu a ve stěnách teplosměnných ploch sekundárního výparníku.
Příklady provedení vynálezu
Tepelné čerpadlo podle obr. 1,3 a 6 je tvořeno okruhem 1 chladivá, do něhož je zapojen výpamík 2 chladivá, kompresor 3, kondenzátor 4 a expanzní ventil 5. Jako 6 je označeno ochlazované médium 6, kterému se teplo odebírá a jako 7 médium 7 ohřívané, které se prostřednictvím tepelného čerpadla ohřívá.
V provedení podle vynálezu na obr. 3 je známé provedení podle obr. 1 rozšířeno o chladič 8 zapojený ochlazovanou stranou do okruhu 1 chladivá za kondenzátor 4 a ohřívanou stranou do prvního okruhu 9 teplosměnné kapaliny. V něm je zapojeno první čerpadlo 10. trojcestný ventil 11 a zásobník 12 teplosměnné kapaliny. Zásobník 12 je protáhlá nádoba situovaná na výšku, která je uzpůsobena k výměně náplně teplosměnné kapaliny s potlačením jejího promíchání. Zásobník 12 je zároveň zapojen prostřednictvím trojcestného ventilu 11 do druhého okruhu 13 teplosměnné kapaliny. Do druhého okruhu 13 je kromě druhého čerpadla 14 zapojen sekundární výpamík 15 chladivá, jehož úkolem je odebírat teplo z teplosměnné kapaliny. Sekundární výpamík 15 je prostřednictvím druhého expanzního ventilu 16 zapojován do okruhu 1 chladivá střídavě s výpamíkem 2.
V provedení tepelného čerpadla podle vynálezu znázorněného na obr. 6 je do druhého okruhu 13 teplosměnné kapaliny zapojen nikoliv sekundární výpamík 15. nýbrž přímo výpamík 2 chladivá vřazený do okruhu 1 chladivá. Takové zapojení přichází v úvahu tehdy, když je ochlazované médium 6 kapalné, např. voda, a je přiváděno na primární stranu výparníku 2 potrubím 17. Trojcestným ventilem 18 lze pak střídavě zavádět na ochlazovanou stranu výparníku 2 ochlazované médium 6 a teplosměnnou kapalinu cirkulující ve druhém okruhu 13. Druhé čerpadlo 14 je pak společné pro ochlazované médium 6 a teplosměnnou kapalinu. Provedení na obr. 6 je proti provedení podle obr. 3 navíc doplněno tak, že na výstup prvního okruhu 9 teplosměnné kapaliny z chladiče 8 a na vstup prvního okruhu 9 do chladiče 8 je napojen třetí okruh 19 teplosměnné kapaliny, který je možno střídavě zapojovat prostřednictvím trojcestného ventilu 20. To umožňuje střídavě odvádět teplo z chladiče 8 do prvního a třetího okruhu 9, 19 teplosměnné kapaliny.
Činnost tepelného čerpadla podle obr. 3 je cyklická a probíhá takto: V prvním časovém úseku je teplosměnná kapalina ohřátá v chladiči 8 téměř na teplotu, kterou má chladivo opouštějící kondenzátor 4, dodávána prvním čerpadlem 10 do zásobníku 12, až je zásobník 12 zcela naplněn kapalinou o této teplotě. Chladivo proudí během prvního časového úseku přes výpamík 2. Poté trojcestný ventil 11 uzavře první okruh 9 a otevře druhý okruh 13 teplosměnné kapaliny a začíná druhý časový úsek cyklu. Během něj je okruh 1 chladivá přepnut tak, že chladivo protéká nikoliv výpamíkem 2, nýbrž sekundárním výpamíkem 15 a přijímá v něm teplo z teplosměnné kapaliny. Přitom teplotní spád v sekundárním výparníku 15 se udržuje tak, aby nepřekročil 5 °C, tj. v zásadě odpovídá teplotnímu spádu ve výparníku 2 v průběhu prvního časového úseku. Dosáhne se toho cirkulací teplosměnné kapaliny ve druhém okruhu 13, kde se do zásobníku 12 spodem přivádí teplosměnná kapalina ochlazená v sekundárním výparníku 15 např. o 5 °C a vytlačí ze zásobníku 12 kapalinu o původní teplotě, aniž by se s ní mísila. To proběhne během jednoho dílčího intervalu druhého časového úseku. Během dalšího dílčího intervalu se nová náplň ochladí v sekundárním výparníku 15 o dalších 5 °C a nahradí předchozí teplejší náplň zásobníku 12. Takto stupňovitě se ochlazuje teplosměnná kapalina ve druhém okruhu 13 a v zásobníku 12. Současně se reguluje tlak chladivá za expanzním ventilem 16 tak, aby bod varu odpovídal momentální teplotě teplosměnné kapaliny.
V prvním časovém úseku je příkon kompresoru 3 shodný jako u známého tepelného čerpadla pracujícího ve shodných podmínkách a dodávajícího shodnou tepelnou energii do ohřívaného média 7. Je tedy i topný faktor shodný. Přitom však dochází k akumulování tepelné energie v zásobníku 12. V důsledku toho, že se do výparníku 2 přivádí chladivo s energetickým potenciálem sníženým o teplo odebrané v chladiči 8, které se akumuluje v zásobníku 12, a teplosměnná plocha výparníku 2 není v podstatě omezena, absorbuje vypařující se chladivo větší množství
-3CZ 292405 B6 tepelné energie z ochlazovaného média 6, než by tomu bylo za shodných podmínek ve výpamíku 2 známého tepelného čerpadla.
Ve druhém časovém úseku se tepelná energie akumulovaná v zásobníku 12 předává do primárního okruhu 1 chladivá, resp. do sekundárního výpamíku 15. Přitom přechod tepla se děje za stupňovitě klesající teploty teplosměnné kapaliny a současně s tím regulovaného tlaku za druhým expanzním ventilem 16. Vzhledem k tomu, že počáteční teplota v sekundárním výpamíku 15 je podstatně vyšší než je teplota ochlazovaného média 6, je rovněž topný faktor podstatně vyšší. Se snižující se teplotou teplosměnné kapaliny topný faktor postupně klesá. Ukazuje se však, že souhrnný topný faktor tepelného čerpadla podle vynálezu během celého cyklu je vyšší, než by byl topný faktor známého tepelného čerpadla pracujícího za shodných podmínek.
V tepelném čerpadle podle obr. 6, které je navrženo pro čerpání tepelné energie z proudu kapaliny, např. vody, vykonává výpamík 2 zároveň funkci sekundárního výpamíku £5. Trojcestný ventil 18 na jeho ochlazovanou stranu propouští v prvním časovém úseku ochlazované médium 6, tedy vodu z přírodního zdroje, a ve druhém časovém úseku teplosměnnou kapalinu ze zásobníku 12. Toto opatření nemá vliv na souhrnný topný faktor tepelného čerpadla ve srovnání s provedením podle obr. 3. Zato další opatření, tj. připojení třetího okruhu 19 teplosměnné kapaliny se projeví dalším zvýšením topného faktoru: Během druhého časového úseku není v provedení podle obr. 3 čerpadlo 10 v provozu a ve druhém okruhu 9 nedochází k cirkulaci teplosměnné kapaliny. Proto u tohoto provedení není v chladiči 8 odebíráno chladivu zbytkové specifické teplo. U provedení podle obr. 6 běží čerpadlo 10 v podstatě nepřetržitě, trojcestný ventil 20 pouze přesměruje teplosměnnou kapalinu do třetího okruhu £9, což může být např. okruh předehřevu teplé užitkové vody. Část zbytkového specifického tepla je tak chladivu v chladiči 8 odebírána i během druhého časového úseku. Vzhledem k tomu, že se tím dále zvyšuje tepelný výkon tepelného čerpadla na výstupu, zvedá se i jeho topný faktor.
Navrhovaný systém tepelného čerpadla podle obr. 3 vyžaduje doplnění stávající regulace o funkce přepínání expanzních ventilů 5, 16 a čerpadel 10, 14 a ovládání trojcestného ventilu ££. Teplota teplosměnné kapaliny se měří v místech 22. 23 na vstupech do zásobníku 12, naměřené hodnoty slouží k řízení výkonu čerpadla 10 při odebírání zbytkového tepla z chladiče 8 a k ovládání trojcestného ventilu 11 pro přepínání mezi prvním a druhým úsekem cyklu tepelného čerpadla.
Provedení tepelného čerpadla podle obr. 7, ačkoliv vychází ze shodného principu jako obě popsaná provedení tepelného čerpadla podle vynálezu, jeví některé podstatné odlišnosti. Do okruhu £ chladívaje trvale zařazen sekundární výpamík 15, a to svojí ochlazovanou stranou. Je uzpůsoben k vedení chladivá v podstatě ve svislém směru. Jeho horní vstup 24 na ochlazované straně je propojen s výstupem kondenzátoru 4 a jeho spodní výstup 25 je přes expanzní ventil 5 propojen s výpamíkem 2. Mezi výstup 25 a vstup 24 sekundárního výpamíku 15 je zapojen první obtok 26 opatřený čerpadlem 27. Druhý obtok 28 je zapojen mezi výstup 25 sekundárního výpamíku 15 a vstup kompresoru 3. Do druhého obtoku 28 je zapojen druhý expanzní ventil 16 a ohřívaná strana sekundárního výpamíku £5. Do ní druhý obtok 28 vstupuje dole a z ní vystupuje nahoře. V prvním obtoku 26 a rovněž mezi výpamíkem 2 a ústím druhého obtoku 28 jsou zapojeny zpětné ventily 29.
Činnost tepelného čerpadla podle obr. 7 probíhá ve velmi krátkých cyklech: V prvním časovém úseku chladivo proudí z kondenzátoru 4 přes ochlazovanou stranu sekundárního výpamíku 15 a expanzní ventil 5 do výpamíku 2. Chladivo o teplotě o málo vyšší než je teplota ohřívaného média 7 na vstupu do kondenzátoru 4 postupně vytlačuje předchozí náplň sekundárního výpamíku 15 na jeho ochlazované straně a ohřívá i samotný sekundární výpamík £5. Jakmile teplota na výstupu 25 sekundárního výpamíku 15 dosáhne maximální hodnoty, nastává druhý časový úsek. Uzavře se expanzní ventil 5 a otevře druhý expanzní ventil £6. Jím propouštěné chladivo se odpařuje na teplosměnné ploše sekundárního výpamíku 15 a ochlazuje ji. Zároveň je uvedeno v činnost čerpadlo 27, které zajišťuje cirkulaci v prvním obtoku 26 a tím zajišťuje malý teplotní spád na ochlazované straně sekundárního výpamíku £5. Teplota kapalného chladivá na ochlazované straně sekundárního výpamíku 15 a v prvním obtoku 26 se postupně snižuje. Jakmile teplota
-4CZ 292405 B6 chladivá na výstupu 25 sekundárního výpamíku 15 poklesne na teplotu ochlazovaného média, zastaví se čerpadlo 27, zavře se druhý expanzní ventil 16 a otevře se expanzní ventil 5. Systém se vrací do provozu charakteristického pro první časový úsek. Vzhledem k relativně malé objemové a tepelné kapacitě sekundárního výpamíku 15 resp. jeho ochlazované strany je zřejmé, že délka cyklu bude podstatně kratší než u provedení podle obr. 3 a 6.
V dalším je proveden srovnávací tepelný výpočet známého tepelného čerpadla podle obr. 1 a tepelného čerpadla podle vynálezu znázorněného na obr. 3. Tepelné toky jsou přitom znázorněny na obr. 2, 4 a 5 odpovídajícími diagramy výkonových toků.
Cílem výpočtu je stanovit souhrnný topný faktor tepelného čerpadla podle vynálezu a porovnat jej se známým topným faktorem známého tepelného čerpadla pracujícího ve shodných teplotních podmínkách. Výpočet bude ve všech případech vztažen na jednotkový výkon tepelného čerpadla dodávaný ohřívanému médiu, a to na 1 kW.
Výchozí parametry a hodnoty
| Ochlazované médium 6: | vzduch |
| Teplota ochlazovaného média 6: | -7 °C |
| Teplotní spád ohřívaného média 7: | 50/45 °C |
| Topný faktor známého tepelného čerpadla: | 2,12 |
| Výkon tepelného čerpadla dodávaný ohřívanému médiu 7: | 1000 W |
| Použité chladivo: | R404A |
Skupenské teplo vypařování chladivá v bodu varu: Specifické teplo kapalného chladivá při 25 °C:
202 kJ/kg
1,53 kJ/kg.K
Hmotnost náplně zásobníku 12:
Teplosměnná kapalina:
Specifické teplo teplosměnné kapaliny:
Teplotní spád ochlazování kapalného chladivá v chladiči 8 v prvním úseku cyklu:
Teplotní spád na ochlazované straně sekundárního výpamíku 15 ve druhém úseku cyklu:
kg voda + nemrznoucí směs
4,18 kJ/kg.K « 1,16 Wh/kg.K
45/-5 °C®A50K
Δ5Κ
Seznam veličin použitých při výpočtu a jejich fyzikální rozměr
| c | specifické teplo teplosměnné kapaliny | [Wh/kg.K] |
| c25 | specifické teplo kapalného chladivá při 25 °C | [kJ/kg.K] |
| Ea | tepelná energie akumulovaná do zásobníku 12 | [Wh] |
| Ec | energie dodaná tepelným čerpadlem ohřívanému médiu 7 | [Wh] |
| Ee | elektrická energie spotřebovaná tepelným čerpadlem | [Wh] |
| leh | hmotnostní tok chladivá | [kg/h] |
| Ly | výpamé teplo chladivá v bodu varu | [kJ/kg] |
| m | hmotnost náplně zásobníku 12 | [kg] |
| PE | elektrický příkon tepelného čerpadla | [W] |
| Pp | tepelný příkon odebíraný z ochlazovaného média 6 | [W] |
| Ptč | výkon tepelného čerpadla do ohřívaného média 7 | [W] |
| Pv | výkon odebíraný z teplosměn. kapaliny ve druhém úseku cyklu | [W] |
| pz | zbytkový výkon ve specifickém teple kapalného chladivá | [W] |
| fy | doba trvání prvního úseku cyklu | [h] |
| tf | topný faktor | H |
| ty | trvání jednotlivých dílčích intervalů ve druhém úseku cyklu | [h] |
| ΔΤ | teplotní rozdíl mezi kondenzátorem 4 a výpamíkem 2 | [K] |
| ATa | teplotní spád teplos. kapaliny v chladiči 8 v prvním úseku cyklu | [K] |
| ΔΤν | teplotní spád na ochlazované straně sekundárního výpamíku 15 | [K] |
-5CZ 292405 B6
Výpočet
1. Výpočet výkonových toků ve známém tepelném čerpadle podle obr. 1.
Jeho cílem je zjistit zbytkový výkon v toku chladivá, který se vrací z kondenzátoru 4 přes expanzní ventil 5 zpět do výpamíku 2 a je tudíž nevyužit.
Elektrický příkon tepelného čerpadla (= příkon kompresoru 3):
PE = PTČ/tf [W;W,-J
PE = 1000/2,12
PE = 471,7 W
Výkon odebíraný z ochlazovaného média 6:
PP = PTč - PE [W; W, W]
Pp = 1000-471,7
Pp = 528,3 W
Zbytkový výkon Pz je přenášen z kondenzátoru 4 přes expanzní ventil 5 zpět do výpamíku 2 ve formě specifického tepla chladivá, které je reprezentováno rozdílem teplot kondenzátem 4 a výpamíku 2 (45/-7 °C tzn. ΔΤ = 52 K) a hmotnostním tokem chladivá. Do výpamíku 2 vstupují podle obr. 2 dva výkonové toky a to ž ochlazovaného média 6 a zbytkový výkon Pz. Jejich součet dává celkový výkon, který se využije pro změnu skupenství chladivá. Z tohoto se tedy získá hmotnostní tok chladivá a dostanou se tak dvě rovnice o dvou neznámých, ze kterých se vypočítá zbytkový výkon Pz.
c2s = 1,53 kJ/kg.K
ΔΤ = 52 K
Pp = 528,3 W
Lv = 202 kJ/kg
Pz = c25. ΔΤ . ICh [W; kJ/kg.K, K, kg/h] leh = (Pp + Pz) / Lv [kg/h; W, W, kJ/kg]
Pz = c25.AT.(Pp+Pz)/Lv
Pz = (C25 · ΔΤ . Pp) / (Lv - C25 . ΔΤ)
Pz = (1,53.52 .528,3) / (202 - 1,53.52)
Pz = 343,3 W
Zbytkový výkon Pz, jenž je ve známém tepelném čerpadle nevyužit, je 343,3 W.
Tvrzení:
Odebrání zbytkového výkonu chladivá mezi kondenzátorem a expanzním ventilem nemá vliv na elektrický příkon kompresoru.
Důkaz:
Aby zůstal pracovní cyklus tepelného čerpadla v rovnováze, musí platit: výkon odváděný z výpamíku 2 je roven jeho příkonu a totéž platí i o kondenzátem 4. Výkonový vstup do výpamíku 2 PP + Pz =871,6 W, je využit beze zbytku pro změnu skupenství určitého množství chladivá. K tomuto výkonu se přičte elektrický příkon kompresoru 3 a společně se předají v kondenzátoru 4 do ohřívaného média 7 s částečným zůstatkem obsaženým v kapalném chladivu jako zbytkový výkon.
Výkon, kteiý vychází z výpamíku 2 v podobě skupenského tepla v plynném skupenství chladivá musí být konstantní při zachování výkonu tepelného čerpadla a jeho topného faktem. Kdyby mělo dojít k jeho snížení, snížil by se i hmotnostní tok chladivá, změnila by se hodnota zbytkového výkonu Pz, avšak jen o poměrnou hodnotu, která vychází z poměru specifického a skupenského tepla chladivá a teplotního rozdílu mezi kondenzátorem 4 a výpamíkem 2, a tím by se
-6CZ 292405 B6 změnil i výkon dodávaný do výpamíku 2 z ochlazovaného média 6. Protože výkon tepelného čerpadla je dán součtem příkonu z ochlazovaného média 6 a elektrického příkonu, musel by se změnit i elektrický příkon a tím i topný faktor. K tomu ovšem nedojde, neboť topný faktor je závislý u konkrétního tepelného čerpadla pouze na tlakových poměrech před a za kompresorem 5 3, které odpovídají pouze teplotním poměrům ve výpamíku 2 a v kondenzátoru 4.
Z toho vyplývá, že pokud se odvede zbytkový výkon Pz jinam než do výpamíku 2 přes expanzní ventil 5, zvýší se o tuto hodnotu příkon z ochlazovaného média 6 tak, aby zůstala zachována rovnováha cyklu. Předpokládáme-li, že při zvýšeném odběru výkonu z ochlazovaného média 6 nedojde k poklesu jeho teploty, je toto tvrzení správné, neboť zůstanou zachovány teplotní poměry ío ve výpamíku 2 i kondenzátoru 4 a tedy i tlakové poměry, elektrický příkon, topný faktor, atd.
Využití:
Jestliže zůstane nezměněn elektrický příkon tepelného čerpadla a výkon dodávaný tepelným čerpadlem ohřívanému médiu 7 a navíc lze efektivně využít zbytkový výkon Pz, vzroste původní topný faktor o 34 %. Vzhledem k tomu, že výše využití zbytkového výkonu Pz je závislá přede15 vším na teplotním spádu jeho odebírání, lze využít tohoto výkonu přímo jen omezeně.
Tepelné čerpadlo podle vynálezu tento zbytkový výkon Pz nevyužívá přímo, ale pracuje v cyklu o dvou úsecích, kdy v prvním úseku se zbytkový výkon Pz efektivně s velkým teplotním spádem jeho odebírání akumuluje do zásobníku 12, načež ve drahém úseku se tato akumulovaná energie ze zásobníku 12 využije namísto energie ochlazovaného média 6. Výhodou je, že ve druhém 20 úseku cyklu pracuje tepelné čerpadlo s vyšším topným faktorem, neboť teplota kapaliny ze zásobníku 12 je vyšší než teplota ochlazovaného média 6.
2. Výpočet výkonových toků v tepelném čerpadle podle vynálezu na obr. 3.
a) první časový úsek
V tomto časovém úseku pracuje tepelné čerpadlo s původním topným faktorem, ovšem za sou25 časné akumulace zbytkového výkonu Pz do zásobníku 12.
Je nutno spočítat dobu trvání akumulace. K výpočtu je třeba znát celkové množství energie akumulované do zásobníku 12 a zbytkový výkon Pz tepelného čerpadla, využitý pro akumulaci.
- Množství akumulované energie vychází z hmotnosti náplně zásobníku 12, teplotního rozdílu během akumulace a vlastností teplosměnné kapaliny.
- Zbytkový výkon Pz je závislý na využitelném teplotním spádu při akumulaci do zásobníku 12, hmotnostním toku chladivá a jeho fyzikálních vlastnostech.
- Využitelný teplotní spád je v podstatě rozdíl mezi teplotou chladivá za kondenzátorem 4 a teplotou ochlazovaného média 45/-7 °C. Pro výpočet se uvažuje pouze 45/-5 °C « ΔΤ = 50 °C.
- Protože se hmotnostní tok chladivá oproti známému tepelnému čerpadlu nemění a již byly 35 tyto hodnoty počítány (Pz = 343,3 W pro ΔΤ = 52 °C), postačí přímou úměrou vypočítat Pz pro
ΔΤ = 50 °C.
- Prostým vydělením kapacity zásobníku 12 EA zbytkovým výkonem Pz využitým k akumulaci získáme dobu trvání prvního úseku tA cyklu.
Kapacita zásobníku 12:
Ea = c . m . ΔΤα [Wh; Wh/kg.K, kg, K]
Ea = 1,16.5.50
Ea = 290 Wh
Doba trvání akumulace:
tA = EA . ΔΤ / (Pz . ΔΤα) [h; Wh, K, W, K] tA = 290.52/(343,3.50)
-7CZ 292405 B6 tA = 0,879 h
Doba trvání prvního časového úseku je 0,879 h.
b) druhý časový úsek
V tomto časovém úseku není odebírána energie z ochlazovaného média 6, ale jako zdroj energie pro tepelné čerpadlo je využita teplosměnná kapalina ze zásobníku 12. Vzhledem k vyšší teplotě teplosměnné kapaliny bude dosažen i vyšší topný faktor. Protože tento topný faktor při ochlazování zásobníku 12 během druhého úseku klesá, je tento úsek, pouze pro účely výpočtu, rozdělen na deset dílčích intervalů. Vycházíme z předpokladu, že na počátku má celý objem zásobníku 12 teplotu 45 °C. Dále, že oběhové čerpadlo 10 vytvoří v okruhu zahrnujícím ochlazovanou stranu sekundárního výpamíku 15 a zásobník 12 takový průtok, aby se v něm udržoval stálý teplotní spád 5 °C. Potom lze uvažovat, že celý objem zásobníku 12 proteče přes výpamík 2 se shodnou teplotou a vrátí se do zásobníku 12 právě o 5 °C chladnější. Pokud v zásobníku 12 nedochází k promísení kapaliny, lze říci, že určitou dobu jsou ve výpamíku 2 neměnné teplotní podmínky a tudíž i neměnný topný faktor. Jakmile přes výpamík 2 proteče celý objem zásobníku 12, tyto podmínky se poměrně rychle změní, teplota klesne o 5 °C, a pak zůstávají pro další dílčí interval opět téměř neměnné. Deset dílčích intervalů po 5 °C představuje právě 50 °C, se kterými se počítalo při akumulaci zbytkového výkonu Pz do zásobníku 12. Celý cyklus se tak uzavře.
Pro každý dílčí interval se uvažuje s konstantním topným faktorem. Hodnoty topného faktoru nejsou ověřeny, ale odečteny interpolací z grafu sestrojeného podle známých údajů různých výrobců tepelných čerpadel při různých podmínkách. Interpolovány jsou především hodnoty pro první tři dílčí intervaly. Ostatní hodnoty jsou vyčteny z různých zdrojů a zprůměrovány.
Následuje příklad výpočtů pro první dílčí interval.
| Pv = Ptč· (tf- 1) / tf | [W;W,-,-] | tv = c . m . ΔΤν / Pv [h; Wh/kg.K, kg, K, W] |
| Pv = 1000.(8- 1)/8 | tv = 1,16.5.5/875 | |
| Pv = 875 W | tv = 0,033 h | |
| Pe = Ptč Pv | [W; W, W] | Ee = tv . PE [Wh; h, W] |
| PE = 1000-875 | Ee = 0,033.125 | |
| PE = 125 W | Ee = 4,14 Wh | |
| Ec = Ptč · tv | [Wh; W, h] |
Ec = 1000.0,033
Ec = 33,14 Wh
Vypočtené hodnoty jsou uspořádány v následující tabulce:
| Dílčí časový interval | Teplotní spád zásobníku 12 pro interval | Topný faktor | Odběr ze zásobníku 12 | Trvání intervalu | Elektrický příkon | Elektrická energie | Celková získaná energie |
| [°C] | [-] | [W] | [h] | [W] | [Wh] | [Wh] | |
| 1 | 45/40 | 8,0 | 875 | 0,033 | 125 | 4,14 | 33,14 |
| 2 | 40/35 | 7,4 | 865 | 0,034 | 135 | 4,53 | 33,53 |
| 3 | 35/30 | 6,8 | 853 | 0,034 | 147 | 5,00 | 34,00 |
| 4 | 30/25 | 6,5 | 846 | 0,034 | 154 | 5,27 | 34,27 |
| 5 | 25/20 | 5,6 | 821 | 0,035 | 179 | 6,30 | 35,30 |
| 6 | 20/15 | 5,0 | 800 | 0,036 | 200 | 7,25 | 36,25 |
| 7 | 15/10 | 4,4 | 773 | 0,038 | 227 | 8,53 | 37,53 |
| 8 | 10/5 | 3,8 | 737 | 0,039 | 263 | 10,36 | 39,36 |
| 9 | 5/0 | 3,1 | 677 | 0,043 | 323 | 13,81 | 42,81 |
| 10 | 0/-5 | 3,0 | 667 | 0,044 | 333 | 14,50 | 43,50 |
-8CZ 292405 B6
Tabulka shrnující podstatné hodnoty během celého cyklu:
| Topný faktor | Doba | Elektrický příkon | Elektrická energie | Celková získaná energie | |
| [-] | [h] | [W] | [Wh] | [Wh] | |
| První časový úsek | 2,12 | 0,88 | 471,7 | 414,4 | 878,5 |
| Druhý časový úsek | 0,37 | 79,7 | 369,7 | ||
| Součet | 1,25 | 494,1 | 1248,2 | ||
| Výsledný topný faktor | 2,53 | ||||
| Nárůst topného faktoru | 19,2 % |
Vysvětlivky k tabulkám:
Teplotní spád zásobníku 12 je rozdíl teplot, které jsou během dílčího intervalu mezi vstupem a výstupem zásobníku 12.
Odběr ze zásobníku 12 je výkon, který se v sekundárním výpamíku 15 předává z teplosměnné kapaliny do chladivá.
Doba dílčího intervalu udává čas, během kterého proteče celý objem zásobníku 12 přes sekundární výpamík 15 a ochladí se tak o 5 °C.
Elektrický příkon je elektrický příkon tepelného čerpadla (= kompresoru 3).
Elektrická energie je elektrická energie dodaná do tepelného čerpadla během intervalu. Celková získaná energie je tepelná energie dodaná ohřívanému médiu 7.
Zhodnocení
V předloženém příkladu tj. v systému vzduch/voda, při venkovní teplotě -7 °C a teplotě ohřívaného média 7 50/45 °C se zvýšil topný faktor z 2,12 na 2,53, což představuje nárůst topného faktoru o cca 19 %.
Během druhého úseku cyklu není efektivní akumulovat zbytkový výkon Pz, ale je možné jeho využití pro předehřev teplé užitkové vody, pokud se zapojení tepelného čerpadla rozšíří o třetí trojcestný ventil 20 a třetí okruh 19 teplosměnné kapaliny podle zapojení na obr. 6. Při využití předehřevu teplé užitkové vody (45/10 °C) je pak celkové navýšení topného faktoru z 2,12 na 2,59 což představuje nárůst topného faktoru o cca 22 %.
Claims (7)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob využití zbytkového specifického tepla chladivá v tepelném čerpadle tvořeném okruhem (1) chladivá, v němž jsou zapojeny výpamík (2) chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného média (6), kompresor (3) ke stlačování plynného chladivá, kondenzátor (4) ke zkapalňování chladivá a k předávání jeho skupenského tepla ohřívanému médiu (7) a expanzní ventil (5) ke snížení tlaku chladivá, vyznačující se tím, že v provozu tepelného čerpadla se cyklicky střídají dva časové úseky, kdy v prvním časovém úseku přijímá chladivo skupenské teplo odpařování z ochlazovaného média (6), přičemž se kapalné chladivo obsahující po průchodu kondenzátorem (4) zbytkové specifické teplo anebo teplosměnná kapalina, do níž bylo zbytkové teplo převedeno, shromáždí postupně v zásobníku (12) tak, že vytlačí předchozí náplň zásobníku (12), aniž by došlo ke vzájemnému promísení, načež ve druhém časovém úseku přijímá chladivo skupenské teplo vypařování z náplně zásobníku (12), a to tak, že se náplň zásobníku (12) nechá cirkulovat kolem teplosměnné plochy až do postupného vychlazení na teplotu blízkou teplotě ochlazovaného média (6), přičemž kolem druhé strany teplosměnné plochy-9CZ 292405 B6 proudí na vstup kompresoru (3) odpařující se chladivo, jehož tlak a tudíž bod varu jsou regulovány tak, že teplotní spád na teplosměnné ploše odpovídá teplotnímu spádu chladivá a ochlazovaného média (6) ve výpamíku (2).
- 2. Tepelné čerpadlo k provádění způsobu podle nároku 1, tvořené okruhem (1) chladivá, v němž jsou po proudu chladivá zapojeny výpamík (2) chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného média (6), kompresor (3) ke stlačování plynného chladivá, kondenzátor (4) ke zkapalňování chladivá a k předávání jeho skupenského tepla ohřívanému médiu (7), chladič (8) svou ochlazovanou stranou a expanzní ventil (5) ke snížení tlaku chladivá, vyznačující se tím, že ohřívaná strana chladiče (8) je zapojena do prvního okruhu (9) teplosměnné kapaliny, v němž je zapojeno první čerpadlo (10), trojcestný ventil (11) a zásobník (12) teplosměnné kapaliny, přičemž zásobník (12) je zároveň zapojen prostřednictvím trojcestného ventilu (11) do druhého okruhu (13) teplosměnné kapaliny, do něhož je kromě druhého čerpadla (14) zapojen sekundární výpamík (15) chladivá k odebírání tepla z teplosměnné kapaliny, zapojovatelný do okruhu (1) chladivá střídavě s výpamíkem (2) chladivá.
- 3. Tepelné čerpadlo podle nároku 2, vyznačující se tím, že zásobník (12) teplosměnné kapaliny je protáhlou nádobou situovanou na výšku, která je uzpůsobena k výměně náplně teplosměnné kapaliny s potlačením jejího promísení.
- 4. Tepelné čerpadlo podle nároku 2 nebo 3, v y z n a č u j í c í se t í m, že jako sekundární výpamík (15) slouží primární výpamík (2) chladivá uzpůsobený ke střídavému zapojování do okruhu kapalného ochlazovaného média (6) a do druhého okruhu (13) teplosměnné kapaliny.
- 5. Tepelné čerpadlo podle nároků 2až4, vyznačující se tím, že na výstup prvního okruhu (9) teplosměnné kapaliny z chladiče (8) a na jeho vstup do něj je napojen třetí okruh (19) teplosměnné kapaliny střídavě zapojovatelný prostřednictvím trojcestného ventilu (20).
- 6. Tepelné čerpadlo k provádění způsobu podle nároku 1, tvořené okruhem (1) chladivá, v němž jsou zapojeny výpamík (2) chladivá k odebírání tepla z plynného nebo kapalného ochlazovaného média (6), kompresor (3) ke stlačování plynného chladivá, kondenzátor (4) ke zkapalňování chladivá a k předávání jeho skupenského tepla ohřívanému médiu (7) a expanzní ventil (5) ke snížení tlaku chladivá, vyznačující se tím, že do okruhu (1) chladivá je zapojen svojí ochlazovanou stranou sekundární výpamík (15) k výměně tepla mezi dvěma skupenstvími chladivá, uzpůsobený k vedení chladivá ve svislém směru, jehož horní vstup (24) na ochlazované straně je propojen s výstupem kondenzátoru (4) a jehož spodní výstup (25) je přes expanzní ventil (5) propojen s výpamíkem (2), přičemž mezi výstup (25) a vstup (24) ochlazované strany sekundárního výpamíku (15) je zapojen první obtok (26) opatřený čerpadlem (27) a mezi výstup (25) z ochlazované strany sekundárního výpamíku (15) a vstup kompresoru (3) je zapojen druhý obtok (28), ve kterém je zapojen druhý expanzní ventil (16) a ohřívaná strana sekundárního výpamíku (15), do nějž druhý obtok (28) vstupuje dole a vystupuje z něj nahoře.
- 7. Tepelné čerpadlo podle nároku 6, vyznačující se tím, že v prvním obtoku (26) a rovněž mezi výpamíkem (2) a ústím druhého obtoku (28) jsou zapojeny zpětné ventily (29).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2002693A CZ2002693A3 (cs) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Způsob provozování tepelného čerpadla a tepelné čerpadlo k provádění tohoto způsobu |
| PCT/CZ2003/000014 WO2003073020A1 (de) | 2002-02-26 | 2003-02-25 | Verfahren zum betreiben einer wärmepumpe und wärmepumpe zud durchführung dieses verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CZ2002693A CZ2002693A3 (cs) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Způsob provozování tepelného čerpadla a tepelné čerpadlo k provádění tohoto způsobu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ292405B6 true CZ292405B6 (cs) | 2003-09-17 |
| CZ2002693A3 CZ2002693A3 (cs) | 2003-09-17 |
Family
ID=27762286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ2002693A CZ2002693A3 (cs) | 2002-02-26 | 2002-02-26 | Způsob provozování tepelného čerpadla a tepelné čerpadlo k provádění tohoto způsobu |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CZ (1) | CZ2002693A3 (cs) |
| WO (1) | WO2003073020A1 (cs) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ301146B6 (cs) * | 2005-06-07 | 2009-11-18 | Lemfeld@Libor | Zarízení pro využití energie odebírané z vody a vzduchu |
| RU2566900C2 (ru) * | 2012-03-06 | 2015-10-27 | Открытое акционерное общество "ИНСОЛАР-ИНВЕСТ" | Способ каскадного теплонасосного теплоснабжения |
| CN109085905B (zh) * | 2018-10-17 | 2024-06-11 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种用于不同发热量的服务器的冷却系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4055965A (en) * | 1976-09-08 | 1977-11-01 | Society Messier | Heat pump installation |
| SE436299B (sv) * | 1977-06-02 | 1984-11-26 | Parca Norrahammar Ab | Forfarande och anordning vid luftvermepump |
| AU532576B2 (en) * | 1979-06-01 | 1983-10-06 | Ventline Manufacturing (Pty.) Ltd. | Energy transfer system |
| US4391104A (en) * | 1982-01-15 | 1983-07-05 | The Trane Company | Cascade heat pump for heating water and for cooling or heating a comfort zone |
| DE29516951U1 (de) * | 1995-10-26 | 1996-01-04 | Hoose, Heinz Dieter, 44801 Bochum | Wärmepumpenanlage |
-
2002
- 2002-02-26 CZ CZ2002693A patent/CZ2002693A3/cs not_active IP Right Cessation
-
2003
- 2003-02-25 WO PCT/CZ2003/000014 patent/WO2003073020A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2003073020A1 (de) | 2003-09-04 |
| CZ2002693A3 (cs) | 2003-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2582729C2 (ru) | Система быстрого размораживания | |
| RU2508453C2 (ru) | Система аккумулирования термоэлектрической энергии с промежуточным баком-накопителем и способ аккумулирования термоэлектрической энергии | |
| CN103003531A (zh) | 用于储存热电能的热电能量储存系统和方法 | |
| RU2011105632A (ru) | Система аккумулирования термоэлектрической энергии и способ аккумулирования термоэлектрической энергии | |
| EP3173703A1 (en) | Pre-heating thermal store | |
| JP2009216383A (ja) | 多元ヒートポンプ式蒸気・温水発生装置 | |
| JP2008298406A (ja) | 多元ヒートポンプ式蒸気・温水発生装置 | |
| KR20120094212A (ko) | 냉열 온열 통합생산 및 운영시스템 | |
| EP3060859B1 (en) | Water heater | |
| JP5828219B2 (ja) | コージェネレーションシステム、排熱利用装置、コージェネレーションシステムの制御方法及びヒートポンプ式給湯装置 | |
| EP2148143B1 (en) | Electrical appliance producing hot water | |
| CZ292405B6 (cs) | Způsob provozování tepelného čerpadla a tepelné čerpadlo k provádění tohoto způsobu | |
| JP5157224B2 (ja) | 蒸気生成システム | |
| JP4883935B2 (ja) | 排熱利用システム及びその運転方法 | |
| JP4829526B2 (ja) | 排熱利用システム及び運転方法 | |
| JP2010181088A (ja) | ヒートポンプ装置 | |
| US20250003649A1 (en) | Heat pump | |
| CN104582921A (zh) | 用于对物体进行调温的设备和方法 | |
| GB2498850A (en) | Heat exchanger | |
| JP3731121B2 (ja) | 氷蓄熱装置 | |
| WO2022172866A1 (en) | System and method for producing domestic hot water | |
| CN101191664A (zh) | 供热装置 | |
| Byrne et al. | Experimental Study and Simulation of a Thermosiphon Defrosting Technique for Air-Source Heat Pumps. | |
| JP2009186116A (ja) | ヒートポンプ式給湯装置 | |
| CN1091512A (zh) | 储热控制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20040226 |