RU2374564C1 - Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof - Google Patents
Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2374564C1 RU2374564C1 RU2008122721/03A RU2008122721A RU2374564C1 RU 2374564 C1 RU2374564 C1 RU 2374564C1 RU 2008122721/03 A RU2008122721/03 A RU 2008122721/03A RU 2008122721 A RU2008122721 A RU 2008122721A RU 2374564 C1 RU2374564 C1 RU 2374564C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- circuit
- electric energy
- pump
- water
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y02B30/125—
Abstract
Description
Изобретение относится к области работы систем отопления.The invention relates to the field of operation of heating systems.
Известен способ работы теплого насоса (Каганов М.А. «Теплоэлектрические насосы»).A known method of operation of a warm pump (Kaganov MA "Thermoelectric pumps").
Земля и грунтовые воды сохраняют тепло даже зимой. Тепловые насосы могут использовать это тепло, повышая температуру отведенного тепла и передавая его в систему отопления.Earth and groundwater retain heat even in winter. Heat pumps can use this heat by raising the temperature of the heat removed and transferring it to the heating system.
В обычных бытовых холодильниках по замкнутому контуру циркулирует хладагент. Он отбирает тепло из внутренней камеры холодильника и отводит его наружу через заднюю стенку. Тепловой насос работает по тому же принципу, но при этом используется не холод, а тепло. Тепловой насос отбирает рассеянное тепло с помощью незамерзающей жидкости (антифриза) у внешнего теплоисточника (земля, грунтовые воды, воздух). Температура этого тепла повышается до уровня, необходимого системе отопления. Для повышения температуры тепловому насосу необходима дополнительная энергия. Он имеет несколько контуров: внешний, внутренний и контур для передачи тепла в систему отопления. Эффективный тепловой насос отличается тем, что тепло, отобранное у внешнего теплоисточника, многократно превышает количество необходимой для подъема температуры энергии.In conventional domestic refrigerators, refrigerant circulates in a closed loop. It draws heat from the inside of the refrigerator and takes it out through the back wall. The heat pump works on the same principle, but it uses not cold, but heat. The heat pump removes the scattered heat with an anti-freezing fluid (antifreeze) from an external heat source (earth, groundwater, air). The temperature of this heat rises to the level required by the heating system. To increase the temperature, the heat pump needs extra energy. It has several circuits: external, internal and a circuit for transferring heat to the heating system. An effective heat pump is characterized in that the heat taken from an external heat source is many times higher than the amount of energy needed to raise the temperature.
Недостатки данной системы:The disadvantages of this system:
1. потребление электрической энергии включает в себя питание насоса на вторичном контуре,1. The consumption of electrical energy includes a secondary pump,
2. использование внешней территории (грунта) или бурение скважины.2. use of external territory (soil) or drilling a well.
Задачей заявляемого изобретения является повышение эффективности системы, исключает потребление электрической энергии из внешней сети, упрощение схемы теплового насоса, освобождение местности, занимаемой внешним контуром.The objective of the invention is to increase the efficiency of the system, eliminates the consumption of electrical energy from an external network, simplifying the heat pump circuit, freeing up the area occupied by the external circuit.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе работы системы теплового насоса добавляется гидравлический таран.The problem is solved due to the fact that in the known method of operation of the heat pump system, a hydraulic ram is added.
Гидравлический тараном называется водоподъемная гидравлическая машина, использующая гидравлический удар для подъема жидкости на заданную высоту (Овсепян В.М. «Гидравлический таран и таранные установки»).A hydraulic ram is a hydraulic lifting machine that uses a hydraulic hammer to lift a liquid to a predetermined height (VM Hovsepyan “Hydraulic ram and ram installations”).
Непременным условием для работы тарана является расположение его ниже уровня воды в источнике, например, ниже уровня воды в водохранилище, пруде, реке.An indispensable condition for the operation of a ram is its location below the water level in the source, for example, below the water level in a reservoir, pond, river.
Гидравлический таран является водоподъемником, в котором двигатель и насос объединены в одной машине очень простой конструкции, работающей автоматически.A hydraulic ram is a water lift in which the engine and pump are combined in one machine with a very simple design that works automatically.
Гидравлический таран может выполняться не только для включения в схему с тепловым насосом, но он может использоваться для обеспечения водой различных объектов, а также для орошения и полива прилегающей сельскохозяйственной территории.A hydraulic ram can be performed not only for inclusion in a heat pump circuit, but it can be used to provide water for various objects, as well as for irrigation and irrigation of the adjacent agricultural territory.
Для реализации указанного способа работы предлагается известную схему при отоплении помещений с помощью теплового насоса изменить путем удаления внешнего контура, по которому должен циркулировать хладагент, и находящегося на внешнем контуре насоса, качающего антифриз в трубе, выроботку электрической энергии для насоса во внутреннем контуре осуществлять с помощью турбогенератора, установленного во внешнем контуре.To implement this method of work, it is proposed to change the known scheme for heating premises using a heat pump by removing the external circuit along which the refrigerant must circulate and the pump located on the external circuit that pumps antifreeze in the pipe, to generate electrical energy for the pump in the internal circuit using a turbogenerator installed in the external circuit.
Эта система отличается тем, что она содержит вместо внешнего контура водопроводный контур гидравлического тарана, который будет иметь связь с внутренним контуром теплового насоса. В нагнетательной трубе гидротарана предполагается размещение дугообразной трубки с внутреннего контура теплового насоса. В результате мы имеем так называемый теплообменник. А отводная труба содержит турбогенератор, который обеспечивает питание насоса на внутреннем контуре.This system is distinguished by the fact that instead of the external circuit it contains a water circuit of a hydraulic ram, which will be connected with the internal circuit of the heat pump. In the discharge pipe of the ram, it is assumed that an arcuate tube is placed from the internal circuit of the heat pump. As a result, we have a so-called heat exchanger. And the outlet pipe contains a turbogenerator, which provides power to the pump on the internal circuit.
Такая конструкция системы обеспечивает увеличение эффективности работы системы по сравнению с обычной конструкцией теплового насоса, необязательное применение внешнего контура теплового насоса, а следовательно, и удаление из схемы насоса на этом контуре, а во внешнем установку турбогенератора, что позволяет исключить потребление электроэнергии из внешней сети при увеличении КПД установки.This design of the system provides an increase in the efficiency of the system compared to the conventional design of the heat pump, the optional use of the external circuit of the heat pump, and therefore the removal of the pump circuit on this circuit, and in the external installation of the turbogenerator, which eliminates the consumption of electricity from the external network when increasing the efficiency of the installation.
Таким образом, заявляемые технические устройства позволяют реализовать заявляемый способ, при этом осуществляются:Thus, the claimed technical device allows you to implement the inventive method, while being implemented:
1. Исключение потребления электрической энергии (достигается путем удаления насоса на внешнем контуре устройства и установкой турбогенератора на этом контуре).1. Exclusion of electrical energy consumption (achieved by removing the pump on the external circuit of the device and installing a turbogenerator on this circuit).
2. Повышение эффективности работы системы.2. Improving the efficiency of the system.
3. Освобождение прилежащей к объекту территории.3. Release of the territory adjacent to the object.
Из изложенного следует, что при реализации заявляемого способа и устройств для его осуществления достигается технический результат, заключающийся в работе данного устройства без потребления электрической энергии для системы отопления домов, коттеджей и дачных участков, в использовании тепла воды, отдаваемого хладагенту. Для выделения тепла отапливаемого помещения могут использоваться элементы, как и в системе теплового насоса. Рациональней же будет использование выделенного тепла в полы с подогревом.It follows from the foregoing that when implementing the proposed method and devices for its implementation, a technical result is achieved consisting in the operation of this device without the consumption of electric energy for the heating system of houses, cottages and summer cottages, in the use of heat of water given to the refrigerant. Elements can be used to generate heat from a heated room, as in a heat pump system. It will be more rational to use the released heat in underfloor heating.
Заявляемая группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку заявка относится к объектам изобретения одного вида, одинакового направления, обеспечивающих получение одного и того же технического результата принципиально одним и тем же путем.The claimed group of inventions meets the requirement of the unity of the invention, since the application relates to objects of the invention of the same type, of the same direction, providing the same technical result in essentially the same way.
На чертеже представлена принципиальная схема устройства такого теплового генератора. Данная схема включает в себя гидравлический таран на внешнем контуре и установку турбогенератора в отводящей трубе внешнего контура, два аппарата теплообменника (осуществляющую взаимосвязь между внешним и внутренним контуром, и между внутренним контуром и системой отопления: испаритель и конденсатор), внутреннего контура, включающего в себя компрессор и дроссель.The drawing shows a schematic diagram of the device of such a heat generator. This scheme includes a hydraulic ram on the external circuit and the installation of a turbogenerator in the outlet pipe of the external circuit, two heat exchanger apparatus (interconnecting the external and internal circuit, and between the internal circuit and the heating system: evaporator and condenser), the internal circuit including compressor and throttle.
Данное устройство работает следующим образом: при пуске таранной установки в действие вода из источника поступает по питательной трубе 1 к ударному клапану 2 и под напором Н1 вытекает через него наружу с возрастающей скоростью. При повышении скорости до некоторого предела давление на ударный клапан снизу вверх возрастает настолько, что превысит вес клапана, закроет его и преградит дальнейший выход воде наружу.This device works as follows: when starting the ramming system, water from the source enters through the feed pipe 1 to the shock valve 2 and under pressure H 1 flows out through it outward with increasing speed. When the speed increases to a certain limit, the pressure on the shock valve from the bottom up increases so that it exceeds the weight of the valve, closes it and blocks the further exit of water to the outside.
При этом произойдет гидравлический удар, вследствие чего давление на питательной трубе быстро поднимется выше давления в воздушном колпаке 4;In this case, a hydraulic shock will occur, as a result of which the pressure on the feed pipe quickly rises above the pressure in the
под действием этого давления откроется нагнетательный клапан 3, и вода начнет поступать через него в воздушный колпак.Under the influence of this pressure, the
Затем вода из воздушного колпака под влиянием избыточного давления пойдет по нагнетательной трубе 5 в напорный верхний бак 6, поднимаясь на высоту Н2. После гидравлического удара давление в питательной трубе упадет ниже атмосферного и ударный клапан 2 под действием избыточного атмосферного давления и частично собственного веса (или пружины) вновь откроется. Одновременно под давлением воды в воздушном колпаке закроется нагнетательный клапан и таранная установка автоматически придет в исходное положение.Then the water from the air cap under the influence of excess pressure will go through the
В следующий момент вода снова подойдет по питательной трубе к ударному клапану, устремится наружу через открытый клапан, поднимет его, вызовет гидравлический удар, и описанный процесс повторится в том же порядке.At the next moment, water will again approach the shock valve through the feed pipe, rush out through the open valve, lift it, cause a water hammer, and the described process will be repeated in the same order.
Таран действует автоматически и почти не требует никакого ухода. Длину питательной трубы принимают равной (5-8) Н1.The ram acts automatically and requires almost no care. The length of the feeding tube is taken equal to (5-8) N 1 .
Высота Н1 - расстояние по вертикали от горизонта воды в источнике до отверстия ударного клапана называется высотой падения, а вертикальное расстояние Н2 - от отверстия ударного клапана до горизонта воды в напорном баке - высотой нагнетания.Height H 1 - the vertical distance from the water horizon in the source to the shock valve hole is called the drop height, and the vertical distance H 2 - from the shock valve hole to the water horizon in the pressure tank is called the discharge height.
Вода после прохождения через напорный верхний бак 6 попадает в аппарат-теплообменник (испаритель) 7.Water after passing through the upper pressure tank 6 enters the apparatus-heat exchanger (evaporator) 7.
После прохождения воды через теплообменник, она выводиться обратно в источник по отводной трубе 9 через заслонку (регулятор) 8, регулирующую напор воды, проходящей через теплообменник (испаритель) и турбогенератор 13, который обеспечивает электроэнергией насос. Во внутренний контур встроены аппараты-теплообменники - испаритель 7 и конденсатор 11, а также устройства, которые меняют давление хладагента - распыляющий его в жидкой фазе дроссель 10 (узкое калиброванное отверстие) и сжимающий его уже в газообразном состоянии насос(компрессор) 12, который работает за счет получения электрической энергии от турбогенератора 13, установленного в отводной трубе внешнего контура и работающего за счет прохождения воды через трубу. Жидкий хладагент продавливается через дроссель, его давление падает, и он поступает в испаритель, где вскипает, отбирая тепло, поставляемое из напорного верхнего бака с помощью гидротарана от источника. Так как температура кипения хладагента очень низкая, то он превращается в газ. Далее газ, в который превратился хладагент, всасывается в насос (компрессор) 12, сжимается и, нагретый, выталкивается в конденсатор 11. Конденсатор является теплоотдающим узлом теплового насоса: здесь тепло принимается водой в системе отопительного контура. При этом газ охлаждается и сгущается в жидкость, чтобы вновь подвергнуться разряжению в расширительном вентиле и вернуться в испаритель. Так описывается способ работы данного устройства.After the passage of water through the heat exchanger, it is discharged back to the source through the outlet pipe 9 through the damper (regulator) 8, which regulates the pressure of the water passing through the heat exchanger (evaporator) and the
Заявляемый способ и устройство промышленно применимы, так как включают в себя применяемый способ и устройства, дополненные реально осуществимыми операциями, а сама схема дополнена работоспособными элементами, улучшающими его работу.The inventive method and device are industrially applicable, since they include the applied method and devices, complemented by realistically feasible operations, and the circuit itself is supplemented by workable elements that improve its operation.
Предлагаемый способ и устройство схемы по принципу действия, обеспечиваемому новой совокупностью существенных признаков, позволяет осуществить работу устройств систем отопления без подвода электрической энергии. К преимуществам такой схемы работы теплового насоса в первую очередь следует отнести экономичность: для передачи в систему отопления 1 кВт тепловой энергии установке нет необходимости подвода электроэнергии из внешней сети. Кроме того, тепловой насос не сжигает топлива и не производит вредных выбросов в атмосферу. Он не требует специальной вентиляции помещений и абсолютно безопасен. Все системы функционируют с использованием замкнутых контуров и не требуют эксплуатационных затрат и затрат электроэнергии, необходимой для работы оборудования. В процессе эксплуатации система не нуждается в специальном обслуживании, возможные манипуляции не требуют особых навыков и описаны в инструкции.The proposed method and arrangement of the circuit according to the operating principle provided by the new set of essential features, allows the operation of heating system devices without supplying electrical energy. The advantages of such a heat pump operation scheme include, first of all, cost-effectiveness: there is no need to supply electricity from an external network to transfer 1 kW of thermal energy to the installation. In addition, the heat pump does not burn fuel and does not produce harmful emissions into the atmosphere. It does not require special ventilation and is absolutely safe. All systems operate using closed circuits and do not require operating costs and energy costs necessary for the operation of the equipment. During operation, the system does not need special maintenance, possible manipulations do not require special skills and are described in the instructions.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122721/03A RU2374564C1 (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122721/03A RU2374564C1 (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2374564C1 true RU2374564C1 (en) | 2009-11-27 |
Family
ID=41476794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122721/03A RU2374564C1 (en) | 2008-06-04 | 2008-06-04 | Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2374564C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606847C1 (en) * | 2015-04-06 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" | Method for conversion of low-grade heat energy |
RU2613152C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-03-15 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") | Device for pulse circulation environment in a closed circuit |
RU2717186C1 (en) * | 2019-08-08 | 2020-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Heat source |
-
2008
- 2008-06-04 RU RU2008122721/03A patent/RU2374564C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Краткий политехнический словарь. / Под. ред. Б.С. Брестина. - М.: Государственное изд-во технико-теоретической литературы, 1955 г., с.214-215. * |
Тепловые насосы [он-лайн], НПО Экотепло, 2006-2007. [найдено - 17.06.2009]. <URL: http: //www.ekoteplo.com/ru/19.html. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606847C1 (en) * | 2015-04-06 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" | Method for conversion of low-grade heat energy |
RU2613152C1 (en) * | 2016-03-09 | 2017-03-15 | Частное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (ЧОУ ДПО "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") | Device for pulse circulation environment in a closed circuit |
RU2717186C1 (en) * | 2019-08-08 | 2020-03-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" | Heat source |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8567482B2 (en) | Heat tube device utilizing cold energy and application thereof | |
Self et al. | Geothermal heat pump systems: Status review and comparison with other heating options | |
CN110573803B (en) | Zone energy distribution system and method of providing mechanical work and heating a heat transfer fluid of a zone thermal energy circuit | |
US20100064710A1 (en) | Self contained water-to-water heat pump | |
CN102393049B (en) | Ground-source heat-pipe/heat-pump air conditioner | |
JP2003214722A (en) | Air conditioning/hot water supply method and system using water heat source heat pump | |
US20150163965A1 (en) | System and method of managing cooling elements to provide high volumes of cooling | |
CN103836700A (en) | Heat supply unit combining compression heat pump with water heating device and heat supply method of heat supply unit | |
KR101707822B1 (en) | Thermal compensation control system of seasonal balance for geothermal energy by using air thermal heat pump on the normal system | |
US20210088227A1 (en) | District energy distributing system | |
RU2330219C1 (en) | Geothermal installation for supply of energy to consumers | |
CN103115388A (en) | Thermal power plant circulating water heat supply system | |
RU2374564C1 (en) | Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof | |
GB2452754A (en) | Method and apparatus for cooling a photovoltaic cell by means of a heat pump | |
CN102705927A (en) | Ice storage and heat storage ultralow temperature heat pump air conditioner | |
CN202304084U (en) | Horizontal buried pipe type ground source heat pump water heating and air conditioning system | |
US20080006046A1 (en) | Self contained water-to-water heat pump | |
CN202304081U (en) | Vertical buried pipe type ground source heat pump hot water and air conditioning system | |
RU120753U1 (en) | RESET HEATING SYSTEM FOR METRO | |
Kanog˘ lu et al. | Incorporating a district heating/cooling system into an existing geothermal power plant | |
KR101425962B1 (en) | Binary Geothermal Power Generation System | |
CN203432142U (en) | System capable of supplying warm water and heat through waste heat discharged by communication machine room and other rooms | |
RU147281U1 (en) | INSTALL HEAT SUPPLY | |
KR20000063299A (en) | heating exchange system using the geothermal | |
RU63867U1 (en) | GEOTHERMAL INSTALLATION OF POWER SUPPLY OF CONSUMERS |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100605 |