RU2238488C2 - Тепловой насос - Google Patents
Тепловой насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2238488C2 RU2238488C2 RU2002115853A RU2002115853A RU2238488C2 RU 2238488 C2 RU2238488 C2 RU 2238488C2 RU 2002115853 A RU2002115853 A RU 2002115853A RU 2002115853 A RU2002115853 A RU 2002115853A RU 2238488 C2 RU2238488 C2 RU 2238488C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- evaporator
- condenser
- heat pump
- compressor
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к тепловым насосам, то есть к устройствам, использующим тепло низкотемпературных источников естественного или искусственного происхождения для получения воды, пригодной для отопления и горячего водоснабжения с температурой 50-70°С. Предлагаемый тепловой насос состоит из компрессора, дросселирующего устройства, а также конденсатора и испарителя, каждый из которых выполнен в виде теплообменника типа труба в трубе. Внешний и внутренний трубопроводы теплообменника выполнены в виде спиралей, имеющих форму винтовой линии с одинаковым средним диаметром и шагом витков спирали. Патрубок ввода нагреваемой жидкости расположен со стороны выхода теплоносителя, а патрубок вывода нагреваемой жидкости расположен со стороны входа теплоносителя. Конденсатор может быть расположен над испарителем. Компрессор может быть размещен внутри испарителя. Использование изобретения позволит создать компактную и надежную конструкцию теплового насоса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к тепловым насосам, то есть к устройствам, использующим тепло низкотемпературных источников 5 естесственного или искусственного происхождения для получения воды с температурой, пригодной для отопления и горячего водоснабжения с температурой 50-70°С.
Низкотемпературными источниками энергии могут являться: грунтовые, термальные и артезианские воды, воды рек, озер, морей, систем водо- и теплоснабжения, производственные и технологические низкотемпературные отходы. Отбор тепла от низкотемпературных источников энергии осуществляется через вещество, имеющее температуру кипения ниже температуры источника тепловой энергии и переходящее в парообразное состояние в устройстве, называемом испарителем.
Парообразное вещество (обычно фреоны) компрессором сжимается до давления, обеспечивающего получение температуры, достаточной для нагрева воды до температуры 50-70°С.
При этом тепловая энергия значительно превышает энергию, потребляемую компрессором.
В изобретении SU 1170230 A описана схема теплового насоса, использующего тепловую энергию почвенных вод. Такая система теплоснабжения включает тепловой насос, теплосъемные трубопроводы которого помещены в почвогрунтовом слое. Теплосъемные трубопроводы оборудованы накопителями влаги, каждый из которых выполнен в виде коробчатого экрана из водонепроницаемого материала с мульчирующим слоем на поверхности, снабженным воздуховыпускными отверстиями.
В изобретении SU 1562611 A1 описана схема теплового насоса, использующего тепло отходящих дымовых газов. Такая система теплоснабжения содержит контур теплового насоса и контур теплоснабжения с включенным в него теплоизолированным водогрейным котлом с топочной зоной, при этом контур нагрева конденсатора теплового насоса включен в контур водоснабжения, а линия охлаждения - в контур теплового насоса. Конденсатор теплового насоса выполнен в виде теплообменника труба в трубе и расположен в топочной зоне котла, при этом внутренняя труба служит линией охлаждения, а внешняя - линией нагрева.
Основным недостатком описанного выше изобретения является низкая надежность теплового насоса, большие массогабариты, громоздкость, что особенно важно при его эксплуатации, низкий коэффициент теплопередачи.
Основной задачей изобретения является усовершенствование известной конструкции насоса за счет конструктивных особенностей теплообменника, за счет нового относительного расположения конденсатора и испарителя, за счет расположения компрессора внутри испарителя, что позволяет создать компактную и надежную конструкцию теплового насоса.
Поставленная задача достигается тем, что в тепловом насосе, состоящем из конденсатора и испарителя, каждый из которых выполнен в виде теплообменника типа труба в трубе, компрессора и дросселирующего устройства, внешний и внутренний трубопроводы теплообменника выполнены в виде спиралей, имеющих форму винтовой линии с одинаковым средним диаметром и шагом витков спирали, причем патрубок ввода нагреваемой жидкости расположен со стороны выхода теплоносителя, а патрубок вывода нагреваемой жидкости расположен со стороны входа теплоносителя. При этом конденсатор и испаритель могут быть размещены следующим образом: конденсатор над испарителем, а компрессор внутри испарителя.
Спиральные теплообменники за счет высокого коэффициента теплопередачи обладают малыми весогабаритными характеристиками, практически не имеют ограничений при использовании их в условиях высоких давлений и обладают, по сравнению со всеми существующими в мире теплообменниками, самой высокой надежностью (надежность теплообменника определяется надежностью трубы, а она практически близка к единице).
В предлагаемом изобретении используются два спиральных теплообменника типа труба в трубе в качестве конденсатора и испарителя, причем хладагент и вода в конденсаторе и испарителе направлены противотоком, как показано на чертеж, где приведена схема теплового насоса.
Тепловой насос состоит из конденсатора 1 и испарителя 2, каждый из которых выполнен в виде теплообменника типа труба в трубе, компрессора 3 и дросселирующего устройства 4. Внешний и внутренний трубопроводы теплообменника выполнены в виде спиралей, имеющих форму винтовой линии с одинаковым средним диаметром и шагом витков спирали, причем патрубок ввода нагреваемой жидкости расположен со стороны выхода теплоносителя, а патрубок вывода нагреваемой жидкости расположен со стороны входа теплоносителя. При этом конденсатор 1 расположен над испарителем 2, а компрессор 3 размещен внутри испарителя 2.
Схема теплового насоса работает следующим образом.
Жидкий хладагент, находящийся во внутреннем трубопроводе испарителя 2, за счет тепловой энергии от низкотемпературного источника тепла с температурой Т, циркулирующего в межтрубном пространстве испарителя, переходит в парообразное состояние.
Парообразный хладагент сжимается компрессором 3 и подается во внутренний трубопровод конденсатора 1, конденсируется, нагревая воду в межтрубном пространстве испарителя с температуры t1 до температуры t2.
Сконденсированный хладагент через дросселирующее устройство 4 поступает обратно во внутренний трубопровод испарителя.
Принцип работы теплового насоса не изменится, если циркуляцию хладагента и нагреваемой воды поменять местами.
В приведенной схеме за счет выполнения конденсатора и испарителя в виде теплообменников получают высокий коэффициент теплопередачи, что дает возможность получить малые весогабаритные характеристики теплового насоса.
Одной из особенностей теплообменной аппаратуры в тепловых насосах является ее работа при повышенных давлениях. Так, для получения температуры порядка 60°С требуется давление хладагента до 30 атмосфер. Это требует от теплообменной аппаратуры достаточно высокой надежности при работе в таких условиях.
Используемая конструкция теплообменников, как и прототип, обеспечивает работу хладагента под относительно высоким давлением, необходимым для работы теплового насоса.
Учитывая, что система хладагента, по существу, состоит из замкнутой трубы, тепловой насос обладает высокой надежностью, что особенно важно при его эксплуатации.
Расположение конденсатора над испарителем обеспечивают естественную циркуляцию хладагента.
Использование внутреннего пространства испарителя для установки в нем компрессора создает последнему более благоприятные (более низкую температуру) условия эксплуатации и обеспечивает компактность теплового насоса.
При наличии вышеперечисленных преимуществ нужно еще учесть и то, что стоимость спиральных теплообменников более чем в 5 раз ниже стоимости пластинчатых.
Claims (3)
1. Тепловой насос, состоящий из конденсатора и испарителя, каждый из которых выполнен в виде теплообменника типа “труба в трубе”, компрессора и дросселирующего устройства, отличающийся тем, что внешний и внутренний трубопроводы теплообменника выполнены в виде спиралей, имеющих форму винтовой линии с одинаковым средним диаметром и шагом витков спирали, причем во внутренних спиралях теплообменников конденсатора и испарителя циркулирует хладагент, при этом патрубок ввода нагреваемой жидкости расположен со стороны выхода хладагента, а патрубок вывода нагреваемой жидкости расположен со стороны входа хладагента, причем внутренняя спираль конденсатора через дросселирующее устройство соединена с внутренней спиралью испарителя, а внутренняя спираль испарителя через компрессор соединена с внутренней спиралью конденсатора.
2. Тепловой насос по п.1, отличающийся тем, что конденсатор расположен над испарителем.
3. Тепловой насос по п.1, отличающийся тем, что компрессор расположен внутри испарителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115853A RU2238488C2 (ru) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | Тепловой насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002115853A RU2238488C2 (ru) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | Тепловой насос |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002115853A RU2002115853A (ru) | 2003-12-20 |
RU2238488C2 true RU2238488C2 (ru) | 2004-10-20 |
Family
ID=33537023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002115853A RU2238488C2 (ru) | 2002-06-13 | 2002-06-13 | Тепловой насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2238488C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495338C1 (ru) * | 2012-04-13 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Тепловой насос |
-
2002
- 2002-06-13 RU RU2002115853A patent/RU2238488C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2495338C1 (ru) * | 2012-04-13 | 2013-10-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Челябинская государственная агроинженерная академия" | Тепловой насос |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4383419A (en) | Heating system and method | |
EA011442B1 (ru) | Конденсационный модуль для котла | |
US4599870A (en) | Thermosyphon heat recovery | |
JP2016029278A (ja) | コジェネレーションシステム | |
RU2359183C1 (ru) | Тепловой аккумулятор | |
RU2238488C2 (ru) | Тепловой насос | |
CN2811845Y (zh) | 空气源热水器 | |
KR20100057573A (ko) | 냉매 기화열을 이용한 증기터빈 복수기 시스템 | |
US20150007594A1 (en) | Heat Reclaiming Refrigeration System Using Compound Multi Heat Sink Condenser | |
CN1140743C (zh) | 单回路多效吸收制冷系统 | |
CN210717766U (zh) | 一种低温散热系统 | |
RU2655087C1 (ru) | Компактный компрессионный тепловой насос | |
KR100867272B1 (ko) | 볼텍스튜브 냉방시스템 | |
CN203231585U (zh) | 一种直热式空气源热泵 | |
JP2009281712A (ja) | 地下水熱源ヒートポンプ給湯器 | |
CN2751267Y (zh) | 双温热泵系统 | |
US10655923B1 (en) | Special cooling coating design for fossil fuel, nuclear, geothermal, and solar heat driven power plants; for HVAC cooling applications; and for heat rejection systems | |
JP5262428B2 (ja) | ヒートポンプシステム | |
KR200362824Y1 (ko) | 응축기와 증발기를 이용한 보일러 | |
TWI233477B (en) | Air conditioning system with heat pump using earth as heat source | |
RU79431U1 (ru) | Устройство для утилизации тепловой энергии воды, охлаждающей конденсатор паровой турбины | |
UA82611C2 (en) | Heat pump | |
US10577986B2 (en) | Systems and methods for improving power plant efficiency | |
KR20140029750A (ko) | 히트펌프식 냉난방 시스템 | |
KR970008009B1 (ko) | 다단식 열펌프를 이용한 냉난방겸용 시스템 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070614 |