RU193062U1 - Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед - Google Patents
Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед Download PDFInfo
- Publication number
- RU193062U1 RU193062U1 RU2019122464U RU2019122464U RU193062U1 RU 193062 U1 RU193062 U1 RU 193062U1 RU 2019122464 U RU2019122464 U RU 2019122464U RU 2019122464 U RU2019122464 U RU 2019122464U RU 193062 U1 RU193062 U1 RU 193062U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- ice
- tank
- evaporator
- phase transition
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
Abstract
Полезная модель относится к холодильной технике и может быть использована в сельском хозяйстве, а именно на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов.В результате использования полезной модели появляется возможность получать энергию фазового перехода вода-лед и использовать ее для отопления сельскохозяйственных объектов, на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов за счет того, теплообменник снабжен испарителем, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, позволяющими получать энергию фазового перехода вода-лед.Технический результат достигается тем, предлагаемый теплообменник снабжен испарителем, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, при этом испаритель выполнен в виде силиконовой трубки, расположенной в виде змеевика, кольца которого прикреплены друг к другу металлической рейкой, соединенной с кулачковым механизмом, на поверхности силиконовой трубки образуется лед, а внутри нее циркулирует хладагент для переноса энергии фазового перехода вода-лед, причем емкость разделена перегородкой с изоляционным материалом, высота которой не доходит до верхнего края емкости, на две емкости: емкость для воды с испарителем в виде силиконовой трубки и емкость для сбора и растапливания льда, которые соединены трубкой с насосом для перекачки воды и одной емкости в другую, а в емкости для сбора и растапливания льда установлен нагреватель, соединенный с солнечным коллектором.
Description
Полезная модель относится к холодильной технике и может быть использована в сельском хозяйстве, а именно на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов.
Известна система отопления жилого дома, содержащая расположенный в подвале дома бассейн, в котором находится система вода-лед-вода, тепловой насос, расположенный с возможностью охлаждения воздуха в воздушном слое, расположенном над верхним слоем воды, и нагревом воздуха в отапливаемом помещении (патент РФ № 2412401, МПК F 24 D 15/04, опубл. 20.02.2011. Бюл. № 5). Система содержит водяной насос, установленный с возможностью перекачивания воды из нижнего слоя в верхний слой, и вентилятор, установленный с возможностью откачивания воздуха через вытяжную трубу из указанного воздушного слоя в атмосферу вне дома, при этом указанный воздушный слой дополнительно сообщен с атмосферой.
Недостатками известной системы является высокая стоимость и сложность изготовления.
Известен генератор льда и способ генерирования льда, содержащий теплообменник, систему подвода исходной воды и средство удаления льда, замкнутый контур, который образован емкостью для размещения исходной воды и генерируемого льда, подающим трубопроводом, проточным насосом, теплообменником, клапаном и отводной трубой (патент РФ № 2454616, МПК F 25 C 1/12, F 25 C 5/18, опубл. 27.06.2012. Бюл. № 18).
Недостатками известного генератора является то, что оборудование позволяет получить лед, не используя энергию фазового перехода вода-лед, малой производительности, работает в периодическом режиме с высокими энергетическими затратами.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство генерирования льда, которое содержит эластичную мембрану, насос, насадку, воду, корпус, хладагент, слой воды и чешуек льда (патент РФ № 2490567, МПК F25C 1/00, F25C 1/12, опубл. 20.08.2013. Бюл. № 23). В устройстве на внешнюю поверхность эластичной мембраны насосом через насадку подают воду, которая равномерно орошает внешнюю поверхность мембраны. Мембрану устанавливают на корпус, куда периодически подают и удаляют хладагент. В результате теплообмена через мембрану между водой и хладагентом часть воды замерзает, и на поверхности мембраны образуются чешуйки льда.
Недостатками известного устройства является то, что оно работает в периодическом режиме с высокими энергетическими затратами, не используя энергию фазового перехода вода-лед.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является использование энергии фазового перехода вода-лед для отопления сельскохозяйственных объектов, на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов.
В результате использования полезной модели появляется возможность получать энергию фазового перехода вода-лед и использовать ее для отопления сельскохозяйственных объектов, на предприятиях агропромышленного комплекса и в системах тепловых аккумуляторов, а также для отопления промышленных и инфраструктурных объектов за счет того, теплообменник снабжен испарителем, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, позволяющими получать энергию фазового перехода вода-лед.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемый теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед, содержащий емкость, насос, хладагент, согласно полезной модели снабжен испарителем, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, при этом испаритель выполнен в виде силиконовой трубки, расположенной в виде змеевика, кольца которого прикреплены друг к другу металлической рейкой, соединенной с кулачковым механизмом, на поверхности силиконовой трубки образуется лед, а внутри нее циркулирует хладагент для переноса энергии фазового перехода вода-лед, причем емкость разделена перегородкой с изоляционным материалом, высота которой не доходит до верхнего края емкости, на две емкости: емкость для воды с испарителем в виде силиконовой трубки и емкость для сбора и растапливания льда, которые соединены трубкой с насосом для перекачки воды и одной емкости в другую, а в емкости для сбора и растапливания льда установлен нагреватель, соединенный с солнечным коллектором.
Для получения и использования энергии фазового перехода вода-лед в предлагаемом теплообменнике испаритель выполнен в виде гибкой силиконовой трубки, в которой циркулирует фреон (хладагент), на поверхности которой образуется лед, который легко отделяется при помощи рейки с кулачковым механизмом. В качестве теплового источника для растапливания льда применяется нагреватель, связанный с солнечным коллектором.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена общая схема теплообменника для получения энергии фазового перехода вода-лед.
Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед состоит из емкости 1, покрытой изоляционным материалом для уменьшения теплообмена с окружающей средой. Емкость 1 разделена перегородкой 2, также покрытой изоляционным материалом, на две емкости. Одна емкость 3 заполнена водой, а другая емкость 4 является емкостью для сбора образовавшегося льда. При этом две емкости соединены трубкой с насосом 5 для перекачки воды из емкости 4 в емкость 3, которая образовалась при растапливании льда, с помощью нагревателя 6, который соединен с солнечным коллектором 7. В емкости 3 расположен испаритель змеевикового типа из силиконовой трубки 8, в которой циркулирует хладагент (фреон). Используемый фреон может быть R410a, но не ограничивается им. С наружной стороны теплообменника со стороны емкости с водой 3 расположены компрессор 9, конденсатор 10, дроссельный вентиль 11.
Работает теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед следующим образом.
При поступлении фреона в испаритель 8 происходит его испарение, в результате чего тепло поглощается, и температура силиконовых трубок с фреоном понижается. Испаритель выполнен в виде силиконовой трубки с металлической вставкой, которая расположена в виде змеевика.
Компрессор 9 откачивает пары фреона из испарителя 8 и нагнетает их в конденсатор 10. В конденсаторе 10 пары фреона охлаждаются и конденсируются. Далее жидкий фреон через дроссельный вентиль 11 попадает в испаритель 8. На входе фреона в испаритель 8, давление падает от давления конденсации до давления кипения. При этом происходит вскипание фреона, поступая в трубку испарителя 8 фреон кипит, энергия, необходимая для кипения в виде тепловой, забирается от поверхности испарителя 8, охлаждая силиконовую трубку, на поверхности которой образуется лед. Пройдя через испаритель 8, жидкий фреон превращается в пар, который откачивается компрессором 9. Цикл циркуляции фреона замыкается.
В конденсаторе 10 тепло забирается и поступает к потребителю 12. На испарителе 8 в результате понижения температуры происходит образование льда. При этом происходит выделение теплоты за счет энергии фазового перехода вода-лед, которая поглощается фреоном и переносится компрессором 9 к конденсатору 10, далее – к потребителю 12. В качестве потребителя 12 может выступать, например, отопительная система помещения сельскохозяйственного объекта, а также промышленных и инфраструктурных объектов.
На поверхности силиконовой трубки 8 образуется лед, толщина которого не должна превышать 3,5 см, который легко отделяется при помощи поступательно-вращательного движения рейки кулачкового механизма 13. В результате того, что силиконовая трубка 8 является эластичной, образовавшийся лед отрывается от поверхности. Так как плотность льда меньше плотности воды, лед поднимается вверх в емкости 3 и вываливается в емкость 4.
В емкости 4 установлен нагревательный элемент 6, который соединен с солнечным коллектором 7. В результате нагревания лед растапливается, переходит в жидкое состояние (температурой около 1°С), и перекачивается насосом 5 из емкости 4 в емкость 3. Цикл циркуляции воды замыкается.
Холодная вода из емкости 4 может быть использована для охлаждения, например, молока, или для охлаждения помещений сельскохозяйственных объектов (на схеме не указано).
Удельное тепловыделение при фазовом переходе вода-лед:
λ=306⋅кДж/л = 0,085⋅кВт⋅ч/л.
Для отопления дома 100 м2 требуется мощность 12,76⋅кВт⋅В сутки: 12,76⋅24= 306,24⋅кВт⋅ч.
Для этого в одном цикле замерзания необходимо: 306,24⋅(кВт⋅ч)/0,085 (кВт⋅ч/л) = 3602,8 л льда. Объем выработки льда теплообменника с использованием энергии фазового перехода вода-лед составит 150,1 л льда/ч.
При замораживании 10,75 кг воды выделяется 1 кВт⋅ч энергии. В одном цикле замерзания в сутки необходимо 10,75⋅306,24=3292,08 кг воды.
Claims (1)
- Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед, содержащий емкость, насос, хладагент, отличающийся тем, что снабжен испарителем, компрессором, конденсатором, дроссельным вентилем, солнечным коллектором, при этом испаритель выполнен в виде силиконовой трубки, расположенной в виде змеевика, кольца которого прикреплены друг к другу металлической рейкой, соединенной с кулачковым механизмом, на поверхности силиконовой трубки образуется лед, а внутри нее циркулирует хладагент для переноса энергии фазового перехода вода-лед, причем емкость разделена перегородкой с изоляционным материалом, высота которой не доходит до верхнего края емкости, на две емкости: емкость для воды с испарителем в виде силиконовой трубки и емкость для сбора и растапливания льда, которые соединены трубкой с насосом для перекачки воды из одной емкости в другую, а в емкости для сбора и растапливания льда установлен нагреватель, соединенный с солнечным коллектором.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122464U RU193062U1 (ru) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122464U RU193062U1 (ru) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU193062U1 true RU193062U1 (ru) | 2019-10-11 |
Family
ID=68280465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122464U RU193062U1 (ru) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU193062U1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715858C1 (ru) * | 2019-10-17 | 2020-03-03 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед |
RU2730865C1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-08-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед с пластинчатым теплообменником |
RU2732603C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед |
RU2732581C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед |
RU2733527C1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-10-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед с термоэлектрическим модулем |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4554797A (en) * | 1983-01-21 | 1985-11-26 | Vladimir Goldstein | Thermal storage heat exchanger systems of heat pumps |
RU2350855C1 (ru) * | 2007-11-28 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | Система солнечного энергоснабжения |
RU2412401C1 (ru) * | 2009-08-27 | 2011-02-20 | Сергей Викторович Коровкин | Система отопления жилого дома |
RU2454616C1 (ru) * | 2011-02-25 | 2012-06-27 | Сергей Викторович Коровкин | Генератор льда и способ генерирования льда |
RU2490567C1 (ru) * | 2012-09-10 | 2013-08-20 | Сергей Викторович Коровкин | Способ генерирования льда |
RU2686717C1 (ru) * | 2018-11-20 | 2019-04-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Система отопления жилого дома |
-
2019
- 2019-07-17 RU RU2019122464U patent/RU193062U1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4554797A (en) * | 1983-01-21 | 1985-11-26 | Vladimir Goldstein | Thermal storage heat exchanger systems of heat pumps |
RU2350855C1 (ru) * | 2007-11-28 | 2009-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | Система солнечного энергоснабжения |
RU2412401C1 (ru) * | 2009-08-27 | 2011-02-20 | Сергей Викторович Коровкин | Система отопления жилого дома |
RU2454616C1 (ru) * | 2011-02-25 | 2012-06-27 | Сергей Викторович Коровкин | Генератор льда и способ генерирования льда |
RU2490567C1 (ru) * | 2012-09-10 | 2013-08-20 | Сергей Викторович Коровкин | Способ генерирования льда |
RU2686717C1 (ru) * | 2018-11-20 | 2019-04-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Система отопления жилого дома |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2715858C1 (ru) * | 2019-10-17 | 2020-03-03 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед |
RU2730865C1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-08-26 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед с пластинчатым теплообменником |
RU2733527C1 (ru) * | 2019-10-22 | 2020-10-02 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед с термоэлектрическим модулем |
RU2732603C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед |
RU2732581C1 (ru) * | 2019-10-23 | 2020-09-21 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU193062U1 (ru) | Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед | |
US7617697B2 (en) | In-ground geothermal heat pump system | |
US7905110B2 (en) | Thermal energy module | |
RU2686717C1 (ru) | Система отопления жилого дома | |
US7832217B1 (en) | Method of control of thermal energy module background of the invention | |
CN101236024A (zh) | 一簇改进的蒸汽压缩式制冷系统及其用途 | |
RU194308U1 (ru) | Теплообменник для получения энергии фазового перехода вода-лед | |
JP2023501489A (ja) | 大気中の水蒸気を回収する装置 | |
CN102095290B (zh) | 冰晶蒸发器及用其制作的冰晶水制冷装置 | |
CN102705927A (zh) | 一种冰蓄冷蓄热超低温热泵空调 | |
KR101511432B1 (ko) | 저온창고 냉각시스템 및 이를 이용한 온수공급 시스템 | |
RU2732603C1 (ru) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед | |
RU2412401C1 (ru) | Система отопления жилого дома | |
RU131465U1 (ru) | Аккумулятор холода | |
RU113821U1 (ru) | Аккумулятор холода | |
RU2715858C1 (ru) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед | |
RU2423824C1 (ru) | Установка для охлаждения молока с использованием естественного и искусственного холода | |
RU2732581C1 (ru) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед | |
WO2015099547A1 (en) | Feed collector, particularly for a multiple source heat pump | |
RU2767525C1 (ru) | Льдогенератор на плоском теплообменнике c электрофизическим воздействием | |
RU2769853C2 (ru) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед | |
RU2730865C1 (ru) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед с пластинчатым теплообменником | |
RU2733527C1 (ru) | Устройство для получения энергии фазового перехода вода-лед с термоэлектрическим модулем | |
RU197873U1 (ru) | Устройство для получения ледяной воды | |
CN204084851U (zh) | 一种箱式冷热同供节能热水机组 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20191121 |