FI60438B - Foerfarande foer uppvaermning av inre utrymmen medels vaermepump foersedd med kompletterande hjaelpvaerme och vid foerfarandet anvaend vaermepump - Google Patents

Foerfarande foer uppvaermning av inre utrymmen medels vaermepump foersedd med kompletterande hjaelpvaerme och vid foerfarandet anvaend vaermepump Download PDF

Info

Publication number
FI60438B
FI60438B FI772663A FI772663A FI60438B FI 60438 B FI60438 B FI 60438B FI 772663 A FI772663 A FI 772663A FI 772663 A FI772663 A FI 772663A FI 60438 B FI60438 B FI 60438B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
evaporator
coolant
condenser
refrigerant
liquid
Prior art date
Application number
FI772663A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI772663A (fi
FI60438C (fi
Inventor
Francis J Sisk
Stephen E Veyo
Original Assignee
Electric Power Res Inst
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Electric Power Res Inst filed Critical Electric Power Res Inst
Publication of FI772663A publication Critical patent/FI772663A/fi
Publication of FI60438B publication Critical patent/FI60438B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI60438C publication Critical patent/FI60438C/fi

Links

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
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0257—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps air heating system
    • F24D11/0271—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps air heating system combined with conventional energy
    • 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
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • 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
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/008—Refrigerant heaters
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/13—Hot air central heating systems using heat pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Description

ΓβΙ rt«KUULWTU5jULKAISU /Λ λ 7 η MA lBJ (11) UTLÄGGNIN6SSKRIFT 0U4 0Ö C Patentti eyönnetty 11 01 1982
Patent, eedde la t T (51) Kv.ik./int.ci. F 24 D 11/02 SUOMI —FINLAND (21) Ptt*nttlh*kemu* — PittnUntöknlnf 772663 (22) Htkamispllvl — An$Oknln|*d«f 08.09.77 (23) Alkupllvt—Gittljhettd»! 08.09.77 (41) Tulkit lulklMluI — Bllvlt offtntllg 19-08.78
Patentti- ja rekisterihallitus .... .. . , . , _ · (44) Nintlvikslpanon la kuutlulkalaun pvm. —
Patent- och registerstyrelsen ' Antektn uttagd oeh utl.akrift«n pubticer&d 30.09- 8l (32)(33)(31) Pyydetty «uolkaus — Begird prlorlttc i8.02.77 USA(US) 769830 Toteennäytet ty-Styrkt (71) Electric Power Research Institute, Inc., 3^12 Hillview Avenue,
Palo Alto, California 9^303, USA(US) (72) Francis J. Sisk, Apollo, Pennsylvania, Stephen E- Veyo, Murrysville, Pennsylvania, USA(US) (7*0 Keijo Heinonen (5^+) Menetelmä sisätilojen lämmittämiseksi täydentävällä apulämmöllä varustetun lämpöpumpun avulla ja menetelmässä käytettävä lämpöpumppu -Förfarande för uppvärmning av inre utrymmen medels värmepump försedd med kompletterande hjälpvärme och vid förfarandet använd värmepump Lämpöpumput ovat laitteita, joilla sisätilaa lämmitetään talvikuukausien ja vastaavasti jäähdytetään kesäkuukausien aikana. Yleisesti ottaen lämpöpumpuilla on kompressori, joka on sopivin venttiilein yhdistetty kahteen lämmönvaihtimeen. Toinen lämmönvaihtimista on sisällä ja toinen ulkona. Jäähdytettäessä kesällä sisätiloja toimii s i -sälläoleva lämmönvaihdin nestemäisen jäähdytysaineen haihduttimena, kun taas ulkona oleva lämmönvaihdin toimii jäähdytysnesteiden lauh-duttimena. Lämmitettäessä sisätiloja talvella, toimii sisällä oleva lämmönvaihdin lauhduttimena ja ulkona oleva lämmönvaihdin haihduttimena.
Lauhkeassa vyöhykkeessä talvilämmityskuormitus on tavallisesti suurempi kuin kesäjäähdytyskuormitus. Lämpöpumpun kompressorin tulee olla verraten suuri jotta voidaan saada aikaan haluttu sisätilan lämmitys. Joko suurihevosvoimainen kompressori tulee liittää lämmön-kehittimeen tai järjestelmä tulee varustaa lisälämmityslaitteistolla. Jotta vältettäisiin suurten ja kalliiden suur-hevosvoimakompressorien käytöltä on käytetty 1 isä lämmitys laitteita.
2 60438
Tava11isestion rakennettu sähkövastus lammittimiä sisällä olevaan lauhduttimeen lisälämmön lähteiksi. Västuslämmitintä on käytetty aina, kun lisälämpöäon tarvittu hyvin alhaisten u1kolämpötilojen vuoksi. Tähän saakka tällainen rakenneratkaisu on yleensä ollut tyydyttävä. Energiakustannusten noustessa ja etenkin suunniteltaessa periä säh-kökulutushuippujen käytöstä lisämaksuja, tulevat sähkövastuslämmitti-met taloudellisesti mahdottomiksi toteuttaa, varsinkin koska näillä kuumentimi 1la on käytännöllisesti katsoen eriäikaisuuskerroin nolla, mikä tarkoittaa sitä, ettei niitä voi sammuttaa sähkohuippujen ajaksi (so iltatuntien ajaksi) ja kytkeä päälle pienen kulutuksen ajaksi (so yötuntien ajaksi).
Toinen vaihtoehto käyttää nestemäisellä polttoaineella, eli fossiilisilla polttoneste!1lä, toimivaa lisälämmitintä, ei ole helposti toteutettavissa koska on käytännössä mahdoton saada aikaan savuton palaminen varsinkin pienillä ja tilankäytöltään tehokkailla suurtehopoltti-millä, jollaisia vaadittaisiin lämpöpumpun s isälauhduttimen yhteydessä. Puhtaan sisäilman varmistamiseksi olisi sen takia pakko johtaa polttoaineella toimivan 1isälämmittimen pakokaasut ulkoilmaan. Näin meneteltäessä olisi kuitenkin liian vähän tilaa yhdistää sisälämmi-tin lauhduttimeen - erityisesti sellaisella tavalla joka ei puuttuisi lämpöpumpun normaalitoimintaan ja erityisesti lauhduttimen toimintaan. Polttoaineella toimivan 1isälämmittimen asentaminen ulkopuo-lisesti asettaa sen kuitenkin eroon lämpöpumpusta ja vaatii erillään olevat ha 11inta lai11eet, putkituksen jne ja tekee 1isälämmittimen sekä asentamisen että käyttämisen ja ylläpidon kalliiksi ja tilaa-vieväksi ja sen vuoksi ei - halutuksi.
Nyt kyseessä oleva keksintö on erityisesti tarkoitettu lämpöpumpun varustamiseksi polttoaineella toimivalla lisälämmittimellä, joka on kytketty lämpöpumppujärjestelmään ja joka voidaan asentaa yksinkertaisella jäähdytinputkistolla. Nyt kyseessä olevan keksinnön lisä-lämmitin voidaan rakentaa toimivaksi millä tahansa halvimmaksi tulevalla, saatavilla olevalla polttoaineella. Itse lämmitin asetetaan ulos ja sitä voidaan käyttää lämpöpumpun käyttämisen helpottamiseksi myös muissa suhteissa, kuten täydellisemmin selostetaan jäljempänä.
US-patenttien n:o 3,777,508 ja n:o 4,055,963 perusteella tunnetaan ratkaisuja, joiden tarkoituksena on tuottaa lämpöpumpulle lisälämpöä 3 60438 yksinkertaisesti haihduttamalla jäähdytysainetta 1 isälämmittimessä. Lämmönvaihtimen pinnan paikallinen ylikuumeneminen saattaa aiheuttaa jäähdytysaineen hajoamista.
Kyseisen keksinnön avulla poistetaan julkaisujen 3,777,500 ja 4,055,963 mukaisten ratkaisujen haitat.
Yleisesti ottaen kuuluu lämpöpumppuun, johon on asennettu nyt kyseessä olevan keksinnön mukainen 1isälämmitin, - kompressariyksikkö - sisällä oleva lämmönvaihdin, joka toimii lauhduttimena sisätilan lämmittämiseksi - ulkona oleva lauhdutin, joka toimii haihduttimena, kun tila on lämmitettävä, ja - sopivat putkijohdot, joissa johdetaan jäähdytysaine kompressorin ja lämmönvaihtimien välillä.
Lisälämmittimellä on höyrystin jäähdytysnestettä varten, jota joh detaan höyrystimeen nestesyöttöpumpun kautta lauhduttimen poisto-puolelta. Jäähdytyshöyryä, jota muodostuu höyrystimessä, johdetaan sopivan putkiston kautta lauhduttimen sisääntulopuolelle. Tällä tavoin polttimen käyttäminen aikaansaa lisää lämmitettyä jäähdytys-höyryä, joka tiivistyy lauhduttimessa luovuttaen halutun lämpöenergian lämmitettävään sisätilaan.
Höyrystin voi olla yksinkertainen lämmönvaihdinkierukka, joka on asennettu virtaussuunnassa polttimen jälkeen siten, että polttimesta tulevat kuumat kaasut voivat lämmittää lämmönvaihdinta ja höyrystää jäähdytysnestettä. Vaihtoehtoisesti lämmönvaihdin voidaan asettaa astiaan kuten tavanomaiseen kotitaloudessa olevaan vedenkuumentimeen, jotta lämmittimestä tuleva lämpö voidaan siirtää höyrystimeen sopivaa lämmönsiirtovälinettä käyttäen kuten vettä tai, asennettaessa höyrystin ulos, sellaista pakkasneslsttä, kuten etylenglykolia.
4 60438
Sen lisäksi, että kyseessä olevan keksinnön jäähdytysainehöyrystintä voidaan käyttää sisäilman lisälämmön aikaansaamiseksi, sitä voidaan myös käyttää ulkona olevan haihduttimen sulattamiseen. Tätä tarkoitusta varten tarvitaan sopivat putkijohdot, niin että lämmitetty jäähdytyshöyry voi virrata haihduttimen lämmönvaihtajan kautta nostaen siten lämmönvaihtimen lämpötilaa ja sulattaen jään, joka siihen on muodostunut.
Tällä hetkellä parhaaksi katsotussa keksinnön mukaisessa ratkaisussa poltin on nestekaasupoltin, missä non 40...60 % tarvittavasta pala-misilmasta esisekoitetaan polttoaineen kanssa ennen palamista. Tämä lisää polttimen hyötysuhdetta. Lisäksi nyt esillä olevan keksinnön mukainen höyrystin sijoitetaan mieluimmin ulkona olevaan haihduttimeen siten, että lämpö joka vapautuu höyrystimestä voidaan käyttää haih-dutusprose s sin apuna. Liitettäessä nyt kyseessä olevassa keksinnössä höyrystin u1konao1 evään haihduttimeen voidaan lisäksi haihduttimen tuuletin käyttää polttimen vaatiman tarpeellisen ilmavirran aikaansaamiseksi. Vaihtoehtoisesti nyt kyseessä olevan keksinnön höyrystin voidaan asentaa erikseen lämpöpumpun haihduttimesta ja kuuman kaasun virtausputki voidaan yhdistää haihduttimen tuulettimeen taikka höyrystimeen voidaan asentaa erillinen puhallin poltinta varten.
Edellä olevasta ilmenee, että nyt kyseessä oleva keksintö sekä helpottaa lämpöpumppujen käyttämistä että aikaansaa 1isälämmittimen lämpöpumppua varten taloudellisesti käyttämällä helposti varastoitavia ja välittömästi käytettävissä olevia polttoaineita kuten nestekaasua, bensiiniä, metanolia, kerosiinia, lämmitysöljyä ja sen kaltaisia. Yksikkö asennetaan ulos eikä vaadi arvokkaita sisätiloja. Lisäksi 1 isälämmittimen sijoittaminen ulos ei saastuta sisäilmaa; kuitenkin nyt kyseessä olevan keksinnön mukainen lisälämmitin vaatii hyvin vähän muita lisäosia kuin höyrystimen ja lauhduttimen välisen halvan toisen jäähdytysputkiston, joka kiertää lämpöpumpun kompressorin kautta. Täten se ei kohtuuttomasti nosta lämpöpumpun lähtöhintaa.
Kyseinen keksintö on ylivoimainen tunnettuihin ratkaisuihin, muun muassa julkaisujen 3,777,500 ja 4,055,963 mukaisiin ratkaisuihin, nähden: Keksinnön mukaan nestemäistä jäähdytysainetta syötetään lämmittimeen nopeammin kuin sitä haihtuu, mikä varmistaa sen, että muodostuu kostea jäähdytysaineen höyry syötettäväksi lauhduttimeen.
s 60438 Tällä tavoin lämpöpumpun kompressori voidaan valita saamaan aikaan kesäisin haluttu sisätilojen lauhkealla vyöhykkeellä jäähdyttäminen ja lisälämmitin taas voi syöttää sen tarvittavan lisälämmön, joka normaalisti lauhkealla vyöhykkeellä tarvitaan saamaan aikaan haluttu lämmitys talvisin. Kyseinen keksintö estää sen, että jäähdytys-nesteen ylikuumenemisen takia tapahtuvaa hajoamista ei aiheudu varmistaessaan, että jäähdytysnesteen höyry on kosteaa, kun lisä-lämmitin on toiminnassa.
Keksinnön mukaiselle menetelmälle lämpöpumpun syöttämiseksi täydentävällä lisälämmöllä on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkki-osassa mainitut seikat. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettävälle lämpöpumpulle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 4 tunnus-merkkiosassa mainitut seikat.
Seuraavassa keksintöä esitellään tarkemmin viittaamalla oheisten julkaisujen kuviin, joiden tarkoitus on selventää keksintöä rajoittamatta keksinnön mukaista ideaa ja joissa
Kuvio 1 on kaavio, joka esittää lämpöpumppua, johon on liitetty keksinnön mukainen polttoaineella toimiva lisälämmitin.
Kuvio 2 on osa kaaviokuva ja samantapainen kuin kuvio 1, mutta esittää vaihtoehtoisen tavan asentaa nyt kyseessä olevan keksinnön mukaisen jäähdytysnesteen höyrystin lämpöpumpun haihduttimen yhteyteen.
Kuviossa 1 lämpöpumppu 2 on esitetty kaavamaisesti ja siihen kuuluu kompressori 4, sisälle sijoitettava tuulettimella varustettu lämmön-vaihdin 6 rakennuksessa Θ, ulos sijoitettava tuulettime 1la varustettu lämmönvaihdin 10 ja johtoputkisto sopivan jäähdytysaineen syöttämiseksi kompressorin 4 ja lauhduttimen 6 välillä, kuten jäljempänä tarkemmin selvitetään. Nyt kyseessä olevan keksinnön tarkoitusta varten lämpö-pumppu kuvataan sen lämmittäessä rakennuksessa Θ olevia sisätiloja 12. Tässä toiminnassaan sisällä oleva lämmönvaihdin toimii lauhdut-timena 6 ja ulkona oleva lämmönvaihdin toimii jäähdytysaineen haih-duttimena 10.
Tarkasteltaessa lähemmin lämpöpumpun 2 toimintaa ja putkistoa on havaittavissa, että kompressorin 4 korkeapainepuoli 14 on yhteydessä sisällä olevaan lämmönvaihtimen 6 (tästä lähtien lauhdutin 6) tulopuolen 16 kanssa korkeapaineputken 1Θ kautta. Lauhduttimen poiato- 6 60438 puoli 20 on yhteydessä jäähdytysnesteen putken 22 kanssa, joka johtaa varaajassa 24 sijaitsevaan nestekierukkaan 23 jakoventtii1in 26 kautta, joka on säädetty siten, että jäähdytysneste virtaa lauh-duttimesta 6 varaajan 24 kierukkaan. Varaajan 24 kierukasta jäähdytysneste virtaa laajenemisventtii1in 28 kautta, kulkee jakoventtii-liin 26 ja syöttöputkeen 30 ja edelleen ulkona olevan kierukan 10 (tästä lähtien haihdutin 10) tulopuolelle 32. Haihduttimessa 10 jäähdytysneste muutetaan höyryksi ympäröivän ilman lämmön avulla ja jäähdytysainehöyry virtaa haihduttimen ulostuloaukosta 34 johtoput-ken 36 kautta kerääjän 24 yläosaan. Jäähdytysainehöyry syötetään kerääjästä kompressorin 4 imupuoleen 30 syöttöputken 40 kautta.
Lauhdutin 6 on varustettu tavanomaisella tuulettimella 42, jotta aikaansaadaan sisäilman kierto lauhduttimen ohi. Näin siirretään ilmaan se lämpö, joka vapautuu kompressorin 4 syöttämän korkeapaineisen ja -lämpöisen jäähdytysaineen tiivistyessä. Samalla tavoin on asennettu imutuuletin 44 haihduttimen 10 yläpuolelle ja yhdistetty siihen kanavan 45 avulla (kuviossa kaaviomaisesti esitettynä), jotta aikaansaadaan ilmavirta haihduttimen 10 ohi ja varmistetaan haihduttimen tarvitseman lämmön saanti, jotta se voi haihduttaa sen jäähdytysnesteen joka sille syötetään putken 30 kautta.
Nyt lämpöpumpun 2 toiminta sisätilojen 12 lämmittämiseksi pitäisi olla selvä. Käynnistetään kompressori 4 tiivistämään ja lämmittämään jäähdytysainehöyryjä, jotka imetään varaajasta 24. Korkeapaineinen, lämmitetty jäähdytysaineen höyry virtaa lauhduttimeen 6, missä se tiivistyy vapauttaen lämpöenergiaa, joka vuorostaan siirretään sisäilmaan sen ilman avulla, joka kiertää lauhduttimen 6 kautta tuulettajan 42 avulla. Jäähdytysneste, joka poistuu lauhduttimesta 6 kiertää kerääjäkieruka n 23 laajenemisventtiilin 28 ja putken 30 kautta ulkona olevaan haihduttimeen 10, mistä jäähdytysaineen höyry palaa varaajan 24 yläosaan. Lämpöpumpun 2 toiminta sisätilojen jäähdyttäjänä kesällä saadaan aikaan kääntämällä nelitiehytventtiili 47 ja täten muuttamalla jäähdytysaineen virtausta ja käyttämällä sisäkierukkaa 6 haihduttimen, kun taas u1kokierukkaa 10 käytetään lauhduttimena. Koska lämpöpumpun 2 toiminta sellaisenaan ei liity tämän keksinnön to imintaan,sitä ei lähemmin tässä yhteydessä selosteta .
Lisälämmön siirtämiseksi lauhduttimeen 6 nyt kyseessä oleva keksintö 7 60438 käsittää jäähdytysnesteenhöyrystäjän 46, joka yleensä käsittää haihdutte j a ki eru kan 48 ja tämän kuumentamista varten po1ttoainepolttimen 50. Poltin 50 on esiseospoltin, johon syötetään sopivaa polttoainetta, kuten esimerkiksi nestekaasua, solenoidin säätämän syöttö-venttiilin 52 kautta. Höyrystinekierukka 46 saa jäähdytysainetta nesteenä jakeluputkesta 54, joka liittyy lauhduttimesta 6 tulevaan nesteputkeen 22. Hermeettinen nestesynttöpumppu 56 asennetaan syöttö-linjaan 54 säätämään jäähdytysnesteen virtausta höyrystinkierukkaan 46. Jäähdytysneste, joka on höyrystynyt höyrystimessä 46, poistetaan höyrylinjaan 58, joka liittyy kompressorista 4 lauhduttimeen 6 kulkevaan korkeapainelinjaan 18.
Kun tarvitaan lisää lämpöenergiaa sisätiloihin 12 käynnistetään poltin 50, mieluiten sähköisen (ei erikseen näytetyn) käynnistimen avulla ja käynnistetään syöttöpumppu 56, jolloin jäähdytysneste virtaa höyrystimen 46 läpi. Jäähdytysnesteen höyry, joka muodostuu höyrystimessä 46, syötetään lauhduttimeen 6, missä se tiivistyy ja vapauttaa halutun lisä lämmön.
Gn suotavaa, että syöttöpumppu 56 valitaan siten, että se syöttää jäähdytysnestettä enemmän kuin sen määrän, joka höyrystyy, jotta varmistetaan se, ettei höyrystinkierukka 46 voi paikallisesti ylikuumentua (johtaen jäähdytysaineen hajaantumiseen). Tällä tavoin muodostetaan märkä jäähdytysaineen höyry, joka syötetään lauhduttimeen 6. Tällä hetkellä näyttää olevan suotuisinta, että syöttöpumppu 56 syöttää jäähdytysnestettä sellaisen määrän, joka ylittää polttimen 50 ja höyrystimen 46 kapasiteetin 10...50 % ja edullisesti noin 30 %. Syöttöpumppu 56 valitaan lisäksi siten, että se syöttää nestettä noin 20...60 % ja edullisesti noin 50 % enemmän kuin mitä jäähdytys-aineen virtaus on lämpöpumpussa 2 yhtä sekuntia kohden normaalin talvipäivän käytössä. Tällä tavoin kompressori 4 voidaan valita siten, että saadaan aikaan haluttu sisäilman jäähdytys tavanomaisena kesäaikana lauhkean ilman vyöhykkeessä kun taas lisälämmitin toimittaa tarvittavan lisälämmön, jota tavanomaisesti tarvitaan lauhkean ilman vyöhykkeessä halutun talvilämmityksen aikaansaamiseksi.
Puhallin (ei näytetty) tai imutuuletin 60 voidaan lisätä höyrystimen 48 kautta kulkevan ilmavirran aikaansaamiseksi. Vaihtoehtoisesti höyrystimen 48 poistopää 58 voidaan yhdistää haihduttimen 10 kuoreen 45 sopivasti järjestetyllä tiehyeellä 62, joka on näytetty katkoviivoilla kuviossa 1.
8 60438
Vaihtoehtoisessa keksinnönmukaisessa ratkaisussa, joka on esitetty kuviossa 2, höyrystin 46 on asennettu u1konao1 evään haihdutinyksikköön 64, joka on kanavassa 66 niin, että haihdutinyksikön imutuuletin 44 myös aikaansaa tarvittavan ilmavirran höyrystimen 46 läpi. Virtaus-suunnassa ennen kierukkaa 10 voi olla säleikkö 67, josta saadaan kierukkailmavirta joka ohittaa höyrystimen 46.
Kuviossa 2 on myös esitetty vaihtoehtoinen ratkaisu itse höyrystimelle 46. Höyrystinkierukka 4Θ on asennettu tavanomaiseen vedenläm-mittimeen 68, jossa on tavanomaisia, pystysuoraan asennettuja tuli-putkia 70, kun taas höyrystinkierukka 48 on sijoitettu lämmitinkuo-ren 46 sisään. Lammitin laite on täytetty sopivalla lämmön siirto- aineella, tavallisesti jäähdytysnesteellä kuten etylengly ko 1 i 1 la jäätymisen estämiseksi, jolloin vältetään lämmittimen ja/tai siinä olevan kierukan 48 vahingoittuminen. Tällä höyrystimen 46 rakenneratkaisulla on se etu, että lämmittimessä 68 olevat kuumat kaasut ovat suorassa yhteydessä kierukkaan 48, jolloin vältytään mahdolliselta paikalliselta kierukan 48 ylikuumenemiselta. Sensijaan kierukka 43 lämpiää tasaisesti lämmitys laitteessa olevan nesteen avulla.
Luonnollisesti vedenlämmitin 68 voi olla sähkökäyttöinen ja mieluiten suuri, muulloin kuin kulutushuippujen aikana toimiva, lämmitys-kustannusten pienentämiseksi. Tällainen vedenlämmitin 68 voi siten toimia sen talon lämminvesivaraajana, johon lämpöpumppu 2 on asennettu, sekä myös lämmöntoimittajana niinä aikoina kun lämpöpumppu 2 vaatii lisälämpöä kuten edellä on esitetty.
Nyt kyseessä olevan keksinnön mukainen höyrystin 46, viitaten taas kuvioon 1, voidaan käyttää ulkonaolevan haihduttimen 10 nopeaan jäänpoistoon. Tätä tarkoitusta varten asennetaan tarkkailuventtii1i 72 kompressorista 4 tulevaan korkeapainejohtoon 18, Lisäksi asennetaan ohitusjohto 74 varaajan 24 pohjasta, joka on annostelupumpun 56 jäähdytysnesteen putkistossa 54 imupuolella. Ohitusjohtoon 74 kuuluu ta kaiskuventtii1i 76, joka estää syöttöputkesta 54 tulevan jäähdytysnesteen palaamisen varaajaan 24.
Haihduttimen 10 jäänpoistamista varten, käyttäen nyt kyseessä olevan keksinnön mukaista Köyrystintä 46, suljetaan kompressori 4 ja ulkona oleva tuuletin 44. Nelitiehytventtiili 47 käännetään siten, että se yhdistää höyrystimestä 46 tulevan kuuman höyryn putken 53 haih-duttimesta 10 tulevan höyryputken 36 kanssa kuten katkoviivoin on 9 60438 esitetty.
Nyt käynnistetään poltin 50 ja syöttöpumppu 56, jotta jäähdytysneste saadaan virtaamaan höyrystimen 46 läpi. Syntynyt höyry johdetaan putken 5Θ, nelitieventtii1in 47 ja putken 36 kautta haihduttimen 10 yläosaan, missä haihduttimen 10 lämpötila nostetaan sen jään su-lattamiseksi, joka on kerääntynyt haihduttimen 10 ulkopuolelle. Haihduttimen 10 läpi kulkeva jäähdytysneste palautetaan syöttöpum-pun 56 tuloaukkoon putken 30 ja jakoventtii1in 26 kautta. Tällä tavoin voidaan nopeasti suorittaa sulatuskierto, joka tavallisesti vaatii huomattavasti aikaa varsinki alhaisilla υ1koilmalämpöti-loilla. Samaten lyhytaikaiset ja rajut virtauksen ja paineen muutokset, jotka liittyvät tavanomaiseen kiertokulun muutoksella tapahtuvaan sulatukseen, poistuvat ja näin lisääntyy kompressorin 4 luotettavuus.
Jäänsulatu skierron päätyttyä poltin 50 ja syöttöpumppu 56 sammutetaan, nelitieventtii1i 47 palautetaan kuumennusasentoon (näytettynä kuviossa 1 yhtenäisin viivoin) ja kompressori 4 ja u1koilmantuu1 etin 44 käynnistetään lämpöpumpun 2 toiminnan jatkamiseksi ja sisätilojen 12 lämmittämiseksi. Jos tarvitaan lisälämpöä käynnistetään luonnollisesti jälleen poltin 50 toimimaan aikaisemmen selostetulla tavalla.
Keksintöä voidaan muutella ja muunnella patenttivaatimusten puitteissa käyttötarkoituksen mukaan.

Claims (6)

60438 10
1. Menetelmä lämpöpumpun syöttämiseksi täydentävällä lisälämmöllä pumpun toiminnan aikana sisätilojen lämmittämiseksi u1ko1ämpötila n ollessa liian matala lämmittämään tiloja haluttuun lämpötilaan, jossa menetelmässä lämpöpumppu käsittää kompressorin (4), sisällä olevan lauhdut-timen (6), ulkona olevan haihduttimen (10] ja putkijohdot (18, 22, 30, 36, 40) jäähdytysaineen virtaamiseksi kompressorin, lauhduttimen ja haihduttimen välillä, jolloin menetelmään kuuluu vaihe, jossa korkeapaineinen ja korkealämpöinen jäähdytysaineen höyry siirretään kompressorin (4) avulla lauhduttimeen (6), jossa se tiivistyy jäähdytysainenes-teeksi, mikä vaihe muodostaa jäähdytysainenesteen ensiökierron (22, 30, 36, 401 kierrättämään nestemäistä jäähdytysainetta haihduttimeen (10) ja täten kierrättämään höyrystynyt jäähdytysaine takaisin kompressorille (4), ja johon menetelmään kuuluu lisäksi jäähdytysaineen toisio-kierron muodostava vaihe, jossa kompressori ohitetaan ottamalla lauh-duttimelta (6) osa nesteestä, joka nestemäinen jäähdytysaine kuumennetaan (46) toisiokierrossa ja siirretään (58, 18), kuumennettu jääh-dytysaine toisiokierrosta takaisin lauhduttimeen (6), jossa toisio-kierron lämmitetystä jäähdytysaineesta luovutetaan tarvittava lisä-lämpö ja täten lämmitetään tila haluttuun lämpötilaan tunnettu siitä, että toisiokierronjäähdytysainenesteen virtausta kontrolloidaan (56) niin, että virtaavan jäähdytysaineen määrä ylittää toisio-kierron (46, 48, 50) kuumennusvaiheessa höyrystyneen jäähdytysaineer määrän ylläpitämään jäähdytysainehöyryä kosteassa tilassa ja estämään ylikuumentumisen aiheuttaman jäähdytysaineen hajoamisen.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nestemäisen jäähdytysaineen määrä jäähdytysaineen toisiokierrossa ylittää siinä haihdutetun nestemäisen jäähdytysaineen määrän noin 10-50 prosentilla, edullisesti 30 prosentilla.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnetttu siitä, että nestemäisen jäähdytysaineen määrä jäähdytysaineen toisiokierrossa ylittää jäähdytysaineen määrän ensiökierrossa noin 20-60 prosenti1la.
4. Lämpöpumppu patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi sisätilojen lämmittämiseen ja jäähdyttämiseen, johon laitteeseen kuuluu kompressori (4), nestemäisen jäähdytysaineen haihdutin (10), 11 60438 höyrystyneen jäähdytysaineen lauhdutin (6), putkijohdot (18, 22, 30, 40. jäähdytysaineen virtaamista varten kompressorin (4),haihduttimen (10) ja lauhduttimen (6) välillä, jolloin nestemäisen jäähdytysaineen höyrystimeen (46) kuuluu jäähdytysaineen höyrystinkierukka (4B) ja poltin (50) kierukan lämmittämiseksi ensiöputkiston (54) yhdistäessä höyrystinkierukan (48) tulopuolen lauhduttimen (6) poistopuoleen, ja johon kuuluu virtaamisen aikaansaavat välikappaleet (56) ensioput-kistossa siirtämään nestemäistä jäähdytysainet ta höyrystinkierukan (48) tulopuolelle, ja toisioputkisto (50), joka on nesteyhteydessä höyrystinkierukan (48) poistopuolen kanssa, ja lauhduttimen (6) tulopuolen (16) kanssa tarkoituksella siirtää kuumennettua, höyrystettyä jäähdytysainctta höyrystinkierukalta lauhduttimelle, ja täten syöttämään lauhduttime 11 e se lämmitysenergia 1isä, joka vapautuu höyrys-tinkieruka 1la muodostuneen höyryn kondensoituessa tunnettu siitä, että virtauksen aikaansaavat välikappaleet (56) on varustettu syöttämään höyrystin kieruka 11 e (48) nestemäistä jäähdytysainetta määrän, joka ylittää polttimen (50) haihduttaman nestemäisen jäähdytys-aineen määrän, ylläpitämään jäähdytysaineen höyryn kosteassa tilassa ja täten estämään ylikuumenemisen aiheuttama jäähdytysaineen hajoaminen .
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämpöpumppu, jossa on virtauksen aikaansaavat välikappaleet (56) tunnettu siitä, että virtauksen aikaansaavat välikappaleet (56) syöttävät nestettä höy-rystinkierukalle (48) määrän, joka ylittää polttimen (50) haihduttaman nestemäisen jäähdytysaineen määrän noin 10-50 prosentilla, edullisesti 30 prosentilla.
6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen lämpöpumppu, johon kuuluu virtauksen aikaansaavat välikappaleet (56) tunnettu siitä, että siinä höyrystinkierukan (48) läpi virtaa nestemäistä jäähdytys-ainetta määrä, joka ylittää kompressorin (4) toimittaman jäähdytys-aineen määrän noin 20-60:llä prosentilla. 12 60438
FI772663A 1977-02-18 1977-09-08 Foerfarande foer uppvaermning av inre utrymmen medels vaermepump foersedd med kompletterande hjaelpvaerme och vid foerfarandet anvaend vaermepump FI60438C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/769,830 US4112705A (en) 1977-02-18 1977-02-18 Fuel fired supplementary heater for heat pump
US76983077 1977-02-18

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI772663A FI772663A (fi) 1978-08-19
FI60438B true FI60438B (fi) 1981-09-30
FI60438C FI60438C (fi) 1982-01-11

Family

ID=25086630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI772663A FI60438C (fi) 1977-02-18 1977-09-08 Foerfarande foer uppvaermning av inre utrymmen medels vaermepump foersedd med kompletterande hjaelpvaerme och vid foerfarandet anvaend vaermepump

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4112705A (fi)
JP (2) JPS53103248A (fi)
CA (1) CA1066073A (fi)
DE (1) DE2737971A1 (fi)
DK (1) DK424477A (fi)
FI (1) FI60438C (fi)
FR (1) FR2381258A1 (fi)
GB (1) GB1580812A (fi)
NO (2) NO145082C (fi)
SE (2) SE432146B (fi)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4147203A (en) * 1977-11-09 1979-04-03 Rayfield John F Method and apparatus for controlling the heating and cooling function of a heat pump system
FR2451005A1 (fr) * 1979-03-05 1980-10-03 Dosmond Rene Installation de chauffage central et/ou de production d'eau chaude sanitaire ou industrielle
FR2451548A1 (fr) * 1979-03-12 1980-10-10 Totalgaz Cie Fse Procede perfectionne de rechauffage d'un fluide gazeux, par couplage d'une pompe a chaleur avec un generateur d'energie calorifique a combustible gazeux ou liquide
US4441546A (en) * 1979-07-03 1984-04-10 Kool-Fire Limited Method of operating a heat-augmented heat pump system
US4311191A (en) * 1979-07-03 1982-01-19 Kool-Fire Ltd. Heat-augmented heat exchanger
US4311192A (en) * 1979-07-03 1982-01-19 Kool-Fire Limited Heat-augmented heat exchanger
US4420034A (en) * 1979-10-22 1983-12-13 Kool-Fire Limited Heat-augmented heat exchanger
US4291545A (en) * 1980-01-10 1981-09-29 Worsham Iii James R Absorption heat pump
FR2477684B2 (fr) * 1980-03-07 1985-06-14 Dosmond Rene Installation perfectionnee de chauffage central et/ou de production d'eau chaude sanitaire ou industrielle
JPS57202462A (en) * 1981-06-05 1982-12-11 Mitsubishi Electric Corp Air conditioner
US4506521A (en) * 1981-12-22 1985-03-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Cooling and heating device
SE455880B (sv) * 1982-04-14 1988-08-15 Graenges Aluminium Ab Vermeanleggning innefattande en vermepanna, vermepump, vermevexlare for att utvinna verme ur rokgas
GB2133129A (en) * 1982-12-07 1984-07-18 Colm Patrick Ford Heat pump defrost system
JPS6276874U (fi) * 1985-10-30 1987-05-16
JPS62192178U (fi) * 1986-05-29 1987-12-07
US4761964A (en) * 1986-10-22 1988-08-09 Pacheco Jerry J Apparatus for enhancing the performance of a heat pump and the like
JPH07107469B2 (ja) * 1987-05-25 1995-11-15 株式会社東芝 冷媒加熱式暖房装置
US4918933A (en) * 1988-11-14 1990-04-24 Dyer David F Add-on refrigerant boiler for electric heat pump
US4995241A (en) * 1989-09-13 1991-02-26 Kool-Fire Limited High efficiency heat exchanger
JPH05272829A (ja) * 1992-03-25 1993-10-22 Toshiba Corp 空気調和機
JP3186248B2 (ja) * 1992-09-30 2001-07-11 マツダ株式会社 車両用空調装置
US5429179A (en) * 1993-08-23 1995-07-04 Gas Research Institute Gas engine driven heat pump system having integrated heat recovery and auxiliary components
US5722245A (en) * 1996-08-27 1998-03-03 Ponder; Henderson Frank Microwave heat pump defroster
US5771699A (en) * 1996-10-02 1998-06-30 Ponder; Henderson F. Three coil electric heat pump
US5715690A (en) * 1996-10-03 1998-02-10 Ponder; Henderson F. Microwave thermal heat pump defroster
GB9725689D0 (en) * 1997-12-05 1998-02-04 Carver Plc Apparatus for heating and cooling
US7210303B2 (en) * 2003-12-04 2007-05-01 Carrier Corporation Transcritical heat pump water heating system using auxiliary electric heater
CA2561123A1 (en) * 2005-09-28 2007-03-28 H-Tech, Inc. Heat pump system having a defrost mechanism for low ambient air temperature operation
US7503184B2 (en) * 2006-08-11 2009-03-17 Southwest Gas Corporation Gas engine driven heat pump system with integrated heat recovery and energy saving subsystems
US9651268B2 (en) 2013-03-11 2017-05-16 Rheem Manufacturing Company Gas fired modular blower control and associated methodology

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3589437A (en) * 1968-12-24 1971-06-29 Daikin Ind Ltd Heat pump system air conditioners
US3681934A (en) * 1970-09-11 1972-08-08 Bangor Punta Operations Inc Refrigeration and defrost system
GB1395194A (en) * 1971-09-06 1975-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Heat pump type air conditioning systems
JPS5244509Y2 (fi) * 1972-07-31 1977-10-08
US3992896A (en) * 1973-08-22 1976-11-23 August Janson Air conditioning system
DE2355167C3 (de) * 1973-11-05 1981-10-01 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Heizungsvorrichtung mit einem Warmwasserspeicher und einer Wärmepumpe
JPS5420115Y2 (fi) * 1974-07-17 1979-07-21
US4055963A (en) * 1975-06-25 1977-11-01 Daikin Kogyo Co., Ltd. Heating system
FR2316550A1 (fr) * 1975-06-30 1977-01-28 Daikin Ind Ltd Perfectionnements aux systemes de chauffage et de refroidissement

Also Published As

Publication number Publication date
FR2381258A1 (fr) 1978-09-15
NO145082C (no) 1982-01-06
US4112705A (en) 1978-09-12
SE8300366L (sv) 1983-01-25
NO145082B (no) 1981-09-28
SE7710793L (sv) 1978-08-19
JPS61133767U (fi) 1986-08-20
DE2737971A1 (de) 1978-08-24
SE432146B (sv) 1984-03-19
CA1066073A (en) 1979-11-13
JPS6320932Y2 (fi) 1988-06-09
NO772840L (no) 1978-08-21
JPS53103248A (en) 1978-09-08
FI772663A (fi) 1978-08-19
NO810589L (no) 1977-02-18
SE8300366D0 (sv) 1983-01-25
FI60438C (fi) 1982-01-11
DK424477A (da) 1978-08-19
GB1580812A (en) 1980-12-03
SE450290B (sv) 1987-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI60438B (fi) Foerfarande foer uppvaermning av inre utrymmen medels vaermepump foersedd med kompletterande hjaelpvaerme och vid foerfarandet anvaend vaermepump
CA2667592C (en) Tank-tankless water heater
US7398778B2 (en) Solar and heat pump powered electric forced hot air hydronic furnace
US7451611B2 (en) Solar air conditioning system
US4191023A (en) Fuel fired supplementary heater for heat pump
CN101113851A (zh) 热电联产系统
EP0102386A1 (en) Reversible cycle heating and cooling system
CN101113850A (zh) 热电联产系统
JP2012112369A (ja) ヒートポンプ発電装置
WO2010119318A2 (en) System for producing thermal energy
US3997109A (en) Heat exchange control system
US3967590A (en) Heat exchange control system
EP0035873A2 (en) Absorption type heat pump having radiators
US5192022A (en) Fuel-fired heat pump system
US4135487A (en) Heat exchange control system
KR102142068B1 (ko) 히트펌프를 이용한 응축압력제어장치 및 이의 제어방법
KR101678913B1 (ko) 냉매 팽창터빈 구동 와전류 발열장치를 이용한 히트 펌프 냉난방 시스템
US20100213715A1 (en) arrangement for generating electric energy
AU2014305638B2 (en) Improved air source heat pump and method
SU1548624A1 (ru) Теплонасосна установка воздушного отоплени , охлаждени и гор чего водоснабжени с рекуперацией и аккумул цией теплоты
CN115200256B (zh) 一种太阳能热泵系统及其控制方法
KR200240211Y1 (ko) 열매체유를 이용한 냉난방 복합 보일러 시스템
CN116951821A (zh) 一种太阳能、空气能、相变储能耦合式热泵机组
RU2216640C2 (ru) Когенерационная модульная теплоэлектростанция с двс и дополнительным горелочным устройством
SU1359598A1 (ru) Гелиоветротеплонасосна установка

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed

Owner name: ELECTRIC POWER RESEARCH INSTITUTE, INC.