FI71835C - Vaermepump. - Google Patents

Description

Lämpöpumppu 718 3 5

Keksinnön kohteena on lämpöpumppu, joka sisältää kompressorin jäähdytysväliaineen kierrätystä varten, höyrysti-5 men nestemäisen jäähdytysväliaineen höyrystämiseksi, ja lauh-duttimen höyrystetyn jäähdytysväliaineen lauhduttamiseksi, jolloin höyrystin käsittää ensimmäisen putken, jonka toinen pää on kytketty kompressorin imupuoleen ja jonka toinen pää on suljettu, ja toisen putken, joka on kytketty lauhdut-10 timeen ja joka ulottuu olennaisen koaksiaalisesti ensimmäiseen putkeen tämän toisesta päästä ja päättyy jonkin matkan päähän ensimmäisen putken toisesta, suljetusta päästä höyrystimen kuristimen muodostamiseksi.

Keksinnön mukaiselle lämpöpumpulle on tunnusomaista, 15 että ensimmäistä putkea ympäröi pitkänomainen putkimainen ulkokuori, joka on taipuisaa, keinotekoista elastomeeriai-netta, joka ulkokuori on järjestetty osana johtoa ulkoisen virtaavan väliaineen kierrättämiseksi, joka väliaine tulee kosketukseen ensimmäisen putken ulkopuolen kanssa ollakseen 20 lämmönvaihdossa jäähdytysväliaineen kanssa.

Kuvatulla järjestelyllä saavutetaan paitsi höyrystimen yksinkertainen rakenne myös automaattinen säätö jäähdytys-nesteen syötölle höyrystimeen syötetystä lämpömäärästä riippuen: kun pieni lämpömäärä syötetään höyrystimeen ulkoises-25 ta, juoksevasta aineesta, tarvitaan höyrystimessä alhaisempi höyrystyslämpötila, ja tämä saavutetaan automaattisesti keksinnön mukaisesti höyrystimessä siten, että jäähdytysnesteen virtaus vähennetään automaattisesti alhaisemmalla lämpötilalla.

30 Ei tiedetä varmuudella syytä tähän vaikutukseen, mut ta oletettavasti syy on se, että öljy, joka kulkeutuu kiertävän jäähdytysaineen mukana ja purkautuu lämpöpumpun kompressorista, tulee enemmän viskoosiseksi mitä alhaisempi on ulkoisen, juoksevan aineen lämpötila, jolloin jäähdytysnes-35 teen virtaus toisen putken kautta tulee rajoitetuksi.

2 71835

Keksintöä kuvataan nyt lähemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää kaaviomaista kuvantoa keksinnön mukaisesta lämpöpumpusta; ja 5 kuvio 2 esittää läpinäkyvää perspektiivikuvantoa höy rystimestä ja putkesta, joka muodostaa sen ulkokuoren ja joka johtaa ulkoisen, juoksevan aineen.

Kuvion 1 lämpöpumpun käsittää kompressorin 10, joka pumppuaa jäähdytysaineen, kuten freonia, lauhduttimeen 11 ja 10 tästä höyrystimeen 12, joka näytetään lähemmin kuviossa 2.Höyrystin on sijoitettu ulkokuoren sisälle, jonka muodostaa putki 13, jonka toinen pää 14 on suljettu ja joka on kytketty kierto-pumppuun 15 toisessa päässään. Useat putket 16, joiden poikkileikkaus on pienempi kuin putken 13, on liitetty toisessa 15 päässä putkeen 13. Ne ulottuvat rinnakkain putkesta 13 sen poikittaissuunnassa ja muodostavat sitten 180° kaaren 17 palaten putkeen 13 rinnakkain, niin että ne on kytketty toisessa päässä toiseen putkeen 18, joka on samanlainen kuin putki 13. Putken 18 toinen pää 19 on suljettu ja sen toinen 20 pää on liitetty kiertopumppuun 15, joka kierrättää ulkoisen, juoksevan aineen, kuten· vettä, putkien 13, 16 ja 18 kautta kuvioiden nuolien mukaisesti. Näin on selvää, että putket 13 ja 18 muodostavat jakoputket putkia 16 varten. Putket 13, 16 ja 18 on mieluiten tehty hyvin lujasta ja taipuisasta 25 tehoelastomeerista, kuten polyvinyylikloridista (PVC), jolloin ne voivat olla sellaisia mustia PVC-putkia, joita käytetään puhtaan veden verkostoissa tai eteeni-propeeni-diee-ni-monomeerista (EPDM). On tärkeää, että putkien aine kestää syövytyksen, ultraviolettivaloa ja kemikaaleja ja eli-30 minoi jäätymisongelmat.

Kuviossa 1 on putket 16 sijoitettu kuuden putken ryhmäksi ja haluttu määrä tällaisia putkiryhmiä voidaan liittää putkiin 13 ja 18, ja toinen ryhmä näytetään osittain kohdassa 16'. Putket 13, 16 ja 18 muodostavat lämmönvaihti-35 men lämmön syöttämiseksi höyrystimeen 12 ja tämä lämmönvaih-din voidaan sijoittaa maahan, niin että siinä kiertävä, juok- 3 71835 seva aine ottaa itseensä maan lämpöä tai ripustaa telineille, jotka ovat esim. autotallin tai -aseman katolla, seinällä tai aidalla, niin että siinä kiertävä, juokseva aine ottaa itseensä lämpöä.

5 Kuvatun lämmönvaihtimen eräässä, parhaana pidetyssä toteutusmuodossa putket 16 kussakin ryhmässä koostuvat imey-tinmatosta, joka markkinoidaan rekisteröidyllä kauppanimellä SolaRoll ja jota valmistaa Bio-Energy Systems Inc, Ellen-ville, New York, Yhdysvalloissa. Ne voidaan sijoittaa ku-10 vion 1 näyttämällä paluumuodolla, mutta muitakin, alalla tunnettuja muotoja voidaan käyttää, kuten siipi- tai arina-muotoa. Tasapainotettua virtausta, kuten kuvion 1 näyttämää, jossa kiertävällä, juoksevalla aineella on sama virtaussuun-ta putkissa 13 ja 18, pidetään parempana kuin epätasapai-15 noista virtausta, jossa virtaussuunnat ovat päinvastaiset näissä putkissa.

Ulkoinen, juokseva aine, joka on ottanut itseensä lämpöä kulkiessaan lämmönvaihtimen kautta, kulkee höyrystimen 12 ohi sen kanssa lämmönvaihtosuhteessa antaen lämmön,jo-20 ka tarvitaan höyrystimeen syötetyn jäähdytysnesteen höyrytykseen. Ulkoisen, juoksevan aineen lämpötila olisi tavallisesti 6-8°C, mutta se voi olla niinkin alhainen kuin 2°C. Sen sijaan, että se lämpenisi kuvatussa lämmönvaihtimessa, kulkee ulkoinen, juokseva aine putken 13 kautta lämmönvaih-25 tosuhteessa höyrystimen 12 kanssa ja tätä juoksevaa ainetta voi lämmittää auringonkerääjässä tai syöttää kaukolämpöverkosta tai siinä voi olla maanalaista vettä, joka pumpataan maasta ja joka suodatetaan takaisin maahan sen ohitettua höyrystimen tämän kanssa lämmönvaihtosuhteessa.

30 Kuvion 2 mukaisesti lämmönvaihdin 12 käsittää ensim mäisen putken 20, jolla on päätyseinät 21 ja 22 ja on sitten täysin suljettu suhteessa putken 13 sisätilaan, jossa höyrystin sijaitsee. Toinen putki 23 ulottuu päätyseinän 21 läpi ja ensimmäiseen putkeen 20 oleellisen koaksiaali-35 sesti tämän kanssa. Toisen putken 23 sisäpää johtaa jonkin välimatkan päähän toisesta päätyseinästä 22. Johto 24 yhdistää putken 20 päätyseinän 21 sulkemassa päässä kompresso- 4 71835 riin 10 tämän imupuolella, kun sitä vastoin painepuoli on kytketty lauhduttimen 11 tuloaukkoon johdolla 25, ja johto 26 yhdistää putken 23 lauhduttimen lähtöaukkoon. Lauhdutin on sijoitettu lämmönvaihtosuhteeseen toisen ulkoisen, juok-5 sevan aineen, kuten veden, kanssa, joka toimii lämmönsiirto-aineena lauhduttimessa talteenotetun lämmön jakamiseksi esim. rakennuksen keskuslämpöjärjestelmän pattereihin.

Jäähdytysneste syötetään yläjuoksun puolelle ulkoisesta, juoksevasta aineesta, joka kulkee putken 13 kautta put-10 keen 23, ja putken avoimesta päästä jäähdytysaine höyrystyy ulkoisesta, juoksevasta aineesta tapahtuvan lämmönoton aikana ja kulkee sitten putken 20 kautta vastakkaiseen virtaus-suuntaan suhteessa jäähdytysnesteen suuntaan putkessa 23 ja ulkoisen, juoksevan aineen suuntaan putkessa 13, johtoon 15 24, niin että kompressori 10 imee sen taas sisään ja puris taa sen kokoon. Putki 23 muodostaa siten höyrystimen 12 kuristusvälineen. Putken 23 kautta syötettyä jäähdytysnestettä jäähdyttää ympäröivä jäähdytysaine putkessa 20, kun se virtaa kohti putken 23 avointa päätä, jotta jäähdytysaine 20 haihtuu ja menee putkeen 20, ja jäähdytysaineen tämän jäähdytyksen avulla saavutetaan edellä kuvattu vaikutus, mikä merkitsee sitä, että jäähdytysaineen virtaus tulee säädetyksi sen lämpömäärän mukaan, jonka ulkoinen, juokseva aine antaa putkessa 13.

25 Keksinnön lämpöputken eräässä, tyypillisessä toteutus- muodossa putken 13 sisähalkaisija on n. 40 mm. Höyrystimen 12 ensimmäisen putken 20 sisähalkaisija on n. 19 mm ja toisen putken 23 sisähalkaisija on 4,7 - 4,8 mm. Jäähdytysaine syötetään putkeen 23 johdosta 26 lämpötilassa, joka on esim. 30 40-50°C ja se jäähdytetään putkessa 23 10-20°C höyrystys- lämpötilaan.

Ulkoisen, juoksevan aineen, jolla syötetään lämpöä höyrystimeen 12, ei tarvitse olla kiertävä, juokseva aine, kuten kuvatussa toteutusmuodossa. Putki, joka muodos-35 taa höyrystimen ulkokuoren ja jonka pituus on esim. 15 m, voidaan sijoittaa maahan lämmönvaihdon aikaansaamiseksi jäähdytysaineen ja putken vastaanottaman, ulkoisen, juokse- 71835 sevan aineen kesken. Tällöin ulkoinen, juokseva aine ei ole kiertävä ja se voi olla vesi. Kun kompressori 10 toimii, mikä voi tapahtua muutaman tunnin vuorokaudessa, jäätyy vesi ulkokuoressa, koska jäähdytysaine ottaa höyrystyslämpönsä 5 vedestä. Tämä jäätyminen voi olla sallittu, kun ulkokuori on taipuisa muoviputki, jolloin laajeneminen jäätymisen yhteydessä ei aiheuta vahinkoa. Vuorokauden muun osan aikana jää sitten sulaa ulkokuoressa, kun siihen tulee maan lämpöä ympäristöstä.

10 Höyrystimen 12 ei tarvitse sitä paitsi sijaita ulko kuoressa. Höyrystin voidaan upottaa meren, järven, joen tai muun ulkoisen, juoksevan aineen luonnollisen lähteen veteen, joka on sopiva höyrystyslämmön syöttämiseksi höyrystimeen.

Claims (2)

6 71835

1. Lämpöpumppu, joka sisältää kompressorin (10) jääh-dytysväliaineen kierrätystä varten, höyrystimen (12) neste- 5 mäisen jäähdytysväliaineen höyrystämiseksi, ja lauhduttimen (11) höyrystetyn jäähdytysväliaineen lauhduttamiseksi, jolloin höyrystin (12) käsittää ensimmäisen putken (20), jonka toinen pää (21) on kytketty kompressorin (10) imupuoleen ja jonka toinen pää (22) on suljettu, ja toisen putken (23), 10 joka on kytketty lauhduttimeen (11) ja joka ulottuu olennaisesti koaksiaalisesti ensimmäiseen putkeen tämän toisesta päästä (21) ja päättyy jonkin matkan päähän ensimmäisen putken toisesta, suljetusta päästä (22) höyrystimen kuristimen muodostamiseksi, tunnettu siitä, että ensimmäistä 15 putkea (20) ympäröi pitkänomainen, putkimainen ulkokuori (13),joka on taipuisaa, keinotekoista elastomeeriainetta, joka ulkokuori on järjestetty osana johtoa (13, 18) ulkoisen virtaavan väliaineen kierrättämiseksi, joka väliaine tulee kosketukseen ensimmäisen putken (20) ulkopuolen kans-20 sa ollakseen lämmönvaihdossa jäähdytysväliaineen kanssa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen lämpöpumppu, tunnettu siitä, että johto (13, 18) muodostaa jakoputken lämmönvaihtimen useille putkille (16, 16*).