RU2717186C1 - Heat source - Google Patents

Heat source Download PDF

Info

Publication number
RU2717186C1
RU2717186C1 RU2019125185A RU2019125185A RU2717186C1 RU 2717186 C1 RU2717186 C1 RU 2717186C1 RU 2019125185 A RU2019125185 A RU 2019125185A RU 2019125185 A RU2019125185 A RU 2019125185A RU 2717186 C1 RU2717186 C1 RU 2717186C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat pump
evaporator
hydraulic ram
heat
outlet
Prior art date
Application number
RU2019125185A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Николаевич Макеев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва"
Priority to RU2019125185A priority Critical patent/RU2717186C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717186C1 publication Critical patent/RU2717186C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D15/00Other domestic- or space-heating systems
    • F24D15/04Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/06Heat pumps characterised by the source of low potential heat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: heat supply.
SUBSTANCE: invention relates to heat supply and can be used to produce heat energy based on heat pump without consumption of electric energy. Heat source includes heat pump and hydraulic ram. Heat pump comprises in-series connected capacitor, throttle and evaporator. Hydraulic ram comprises a feed pipe with an impact valve installed at its outlet and an air cap attached thereto, impeller, which includes a hollow housing, in the cross-section of which there is an elastic diaphragm dividing it into two isolated cavities and check valves of inlet and outlet of pumped medium, which are in series connected to the first cavity. Second cavity is connected to external pipeline, return spring is installed between elastic diaphragm and hollow case. Pump air pump with check valves of inlet and outlet of forced medium is connected to heat pump circuit between condenser and evaporator. External pipeline is connected to hydraulic ram tube. External circuit of the heat pump evaporator is connected in series to the feeding pipe of the hydraulic ram.
EFFECT: invention completely eliminates the need to consume electric energy, which together with intensification of heat exchange in the evaporator of the heat pump increases its overall energy efficiency.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области теплоснабжения и может быть использовано для получения тепловой энергии на основе теплового насоса без потребления электрической энергии.The invention relates to the field of heat supply and can be used to produce thermal energy based on a heat pump without the consumption of electric energy.

Известна теплонасосная установка с использованием теплоты наружного воздуха и водоема, содержащая парокомпрессионный тепловой насос с контуром низкотемпературного теплоносителя, в который входят теплообменник-испаритель, теплоноситель-фреон, циркуляционный насос и теплообменник вода-теплоноситель, располагаемый в водоеме, а также один теплообменник воздух-теплоноситель, снабженный вентилятором, и, по меньшей мере, один клапан для перенаправления потока теплоносителя, включенные в контур низкотемпературного теплоносителя. Теплонасосная установка содержит электрический нагреватель низкотемпературного теплоносителя, включенный в контур по ходу течения теплоносителя перед теплообменником воздух-теплоноситель (RU 159834, МПК F25B 30/06, опубл. 20.02.2016).Known heat pump installation using the heat of outdoor air and a reservoir containing a vapor compression heat pump with a low-temperature coolant circuit, which includes a heat exchanger-evaporator, coolant-freon, a circulation pump and a water-coolant heat exchanger located in a reservoir, as well as one air-coolant heat exchanger equipped with a fan, and at least one valve for redirecting the flow of coolant included in the circuit of the low-temperature coolant. The heat pump installation contains an electric heater of a low-temperature coolant, included in the circuit along the flow of the coolant in front of the air-coolant heat exchanger (RU 159834, IPC F25B 30/06, publ. 02.20.2016).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить обязательное потребление электрической энергии из внешней сети для обеспечения работоспособности приведенного технического решения.Among the disadvantages of this design, it should be noted the mandatory consumption of electric energy from an external network to ensure the operability of the technical solution.

Известно устройство для дожимания газа на основе гидравлического тарана, включающее подводящую (питательную) трубу с ударным
клапаном, напорный колпак с размещенным внутри него полым демпфером,
выполненным в виде полой эластичной камеры, наружная сторона которого обращена во внутреннюю полость напорного колпака, подключенного к подводящей трубе, а также впускной и перепускной клапаны, подводящая труба рабочей среды выполнена в виде замкнутого гидравлического контура, впускной и перепускной клапаны включены во внутреннюю полость напорного колпака, дополнительно содержит регулировочный вентиль, насос, расширительную емкость, теплообменник и регулятор давления, при этом регулировочный вентиль установлен между напорным колпаком и подводящей трубой, в которую последовательно включены
теплообменник и насос, вход которого соединен с расширительной емкостью, а регулятор давления установлен на выходе перепускного клапана (RU 2610356, МПК F04B 25/02, F04F 7/02, опубл. 09.02.2017).
A device for booster gas based on a hydraulic ram, including a supply (feed) pipe with shock
valve, pressure cap with a hollow damper located inside it,
made in the form of a hollow elastic chamber, the outer side of which is facing the inner cavity of the pressure cap connected to the inlet pipe, as well as the inlet and bypass valves, the inlet pipe of the working medium is made in the form of a closed hydraulic circuit, the inlet and bypass valves are included in the inner cavity of the pressure cap additionally contains a control valve, a pump, an expansion tank, a heat exchanger and a pressure regulator, while the control valve is installed between the pressure head ohm and the feed tube, which are connected in series
a heat exchanger and a pump, the inlet of which is connected to an expansion tank, and a pressure regulator is installed at the outlet of the bypass valve (RU 2610356, IPC F04B 25/02, F04F 7/02, published 09.02.2017).

В приведенном случае сжатие газа осуществляется при помощи импульсного нагнетателя (напорный колпак с размещенным внутри него полым демпфером), который использует для этой цели импульсы количества движения рабочей среды, возникающие при генерации гидравлического удара.In this case, gas compression is carried out using a pulsed supercharger (pressure cap with a hollow damper located inside it), which uses for this purpose pulses of the amount of movement of the working medium arising from the generation of water hammer.

Известна конструкция импульсного нагнетателя в составе системы теплоснабжения, содержащая полый корпус с установленной внутри эластичной диафрагмой, разделяющей его на две изолированы друг от друга части, одна из которых сообщается с обратными клапанами входа и выхода, а вторая выполнена с возможностью присоединения к трубопроводу (RU 98060, МПК F24D 3/00, опубл. 27.09.2010).A known design of a pulse supercharger as part of a heat supply system, comprising a hollow body with an elastic diaphragm installed inside, dividing it into two parts isolated from one another, one of which communicates with inlet and outlet check valves, and the second is made with the possibility of connection to the pipeline (RU 98060 IPC F24D 3/00, publ. 09/27/2010).

Известна конструкция импульсного нагнетателя, включающая пустотелый корпус, в сечении которого установлена эластичная диафрагма, разделяющая его на две изолированные друг от друга полости, и обратные клапаны входа и выхода нагнетаемой среды, которые последовательно включены с верхней полостью, нижняя полость выполнена с отверстием для подключения к внешнему трубопроводу, возвратная пружина установлена между эластичной диафрагмой и пустотелым корпусом, в верхней части пустотелого корпуса выполнено добавочное отверстие, конструкция дополнительно содержит гидравлический аккумулятор в виде полого корпуса с эластичной мембраной, прижатой по краям полым корпусом гидравлического аккумулятора к добавочному отверстию, регулятор давления включен последовательно с обратным клапаном выхода нагнетаемой среды, а капиллярная трубка соединена с нижней полостью пустотелого корпуса и полым корпусом гидравлического аккумулятора (RU 159837, МПК F04F 7/00, F04B 43/02, опубл. 20.02.2016).A known design of a pulse supercharger, including a hollow body, in cross section of which an elastic diaphragm is installed, dividing it into two cavities isolated from each other, and non-return valves for entering and exiting the injected medium, which are connected in series with the upper cavity, the lower cavity is made with an opening for connection to external pipe, a return spring is installed between the elastic diaphragm and the hollow body, an additional hole is made in the upper part of the hollow body, design optionally contains a hydraulic accumulator in the form of a hollow housing with an elastic membrane pressed along the edges of the hydraulic accumulator hollow housing to the additional hole, the pressure regulator is connected in series with the check valve for the outlet of the pumped medium, and the capillary tube is connected to the lower cavity of the hollow housing and the hollow housing of the hydraulic accumulator (RU 159837, IPC F04F 7/00, F04B 43/02, publ. 02.20.2016).

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для осуществления способа работы теплового генератора без потребления электрической энергии из внешней сети содержащее тепловой насос, гидравлический таран, напорный бак с отводной трубой, заслонку-регулятор и турбогенератор, причем тепловой насос содержит последовательно соединенные электрический компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель, гидравлический таран включает питательную трубу с установленным на ее выходе ударным клапаном и присоединенный к ней через нагнетательный клапан воздушный колпак, соединенный с нагнетательной трубой, при этом нагнетательная труба гидравлического тарана связана с напорным баком, отводная труба которого соединена с входом внешнего контура испарителя теплового насоса, а турбогенератор, установленный на выходе внешнего контура испарителя теплового насоса после регулятора-заслонки, подключен к электрическому компрессору (RU 2374564, МПК F24 D11/02, опубл. 27.11.2009).The closest technical solution for the combination of essential features is a device for implementing a method of operating a heat generator without consuming electric energy from an external network, comprising a heat pump, a hydraulic ram, a pressure tank with a branch pipe, a regulator damper and a turbogenerator, the heat pump comprising an electric compressor connected in series , condenser, throttle and evaporator, hydraulic ram includes a feed pipe with a shock valve installed at its outlet nom and an air cap connected to it through the discharge valve, connected to the discharge pipe, the discharge pipe of the hydraulic ram is connected to the pressure tank, the discharge pipe of which is connected to the input of the external circuit of the heat pump evaporator, and the turbogenerator installed at the output of the external circuit of the heat pump evaporator after the damper control, connected to an electric compressor (RU 2374564, IPC F24 D11 / 02, publ. 11/27/2009).

Недостатки известного устройства: относительно низкая эффективность использования потенциала гидравлического тарана для осуществления работы теплового насоса, а также необходимость промежуточной генерации электрической энергии и преобразования ее в работу для осуществления циркуляции холодильного агента.The disadvantages of the known device: the relatively low efficiency of using the potential of a hydraulic ram for the operation of the heat pump, as well as the need for intermediate generation of electric energy and converting it into work for circulating the refrigerant.

Технический результат заключается в повышении эффективности работы источника теплоты на основе теплового насоса и гидравлического тарана за счет исключения необходимости потребления электрической энергии для обеспечения циркуляции холодильного агента.The technical result consists in increasing the efficiency of a heat source based on a heat pump and a hydraulic ram by eliminating the need for electric energy consumption to ensure circulation of the refrigerant.

Сущность изобретения заключается в том, что источник теплоты включает тепловой насос и гидравлический таран, где тепловой насос содержит последовательно соединенные конденсатор, дроссель и испаритель, а гидравлический таран включает питательную трубу с установленным на ее выходе ударным клапаном и присоединенный к ней воздушный колпак, содержит импульсный нагнетатель, включающий пустотелый корпус, в сечении которого установлена эластичная диафрагма, разделяющая его на две изолированные друг от друга полости и обратные клапаны входа и выхода нагнетаемой среды, которые последовательно включены с первой полостью, вторая полость подключена к внешнему трубопроводу, возвратная пружина установлена между эластичной диафрагмой и пустотелым корпусом, причем импульсный нагнетатель обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды включен в контур теплового насоса между конденсатором и испарителем, а внешний трубопровод соединен с питательной трубой гидравлического тарана, при этом внешний контур испарителя теплового насоса включен последовательно в питательную трубу гидравлического тарана.The essence of the invention lies in the fact that the heat source includes a heat pump and a hydraulic ram, where the heat pump contains a series-connected condenser, throttle and evaporator, and the hydraulic ram includes a feed pipe with a shock valve installed at its outlet and an air cap attached to it, contains a pulse a supercharger, including a hollow body, in the cross section of which an elastic diaphragm is installed, dividing it into two cavities isolated from each other and inlet check valves and the outlet of the injected medium, which are connected in series with the first cavity, the second cavity is connected to the external pipe, a return spring is installed between the elastic diaphragm and the hollow body, and the pulse blower by the check valves of the inlet and outlet of the injected medium is connected to the heat pump circuit between the condenser and the evaporator, and the external pipe is connected to the feed pipe of the hydraulic ram, while the external circuit of the heat pump evaporator is connected in series to the feed pipe at a hydraulic ram.

На чертеже представлена схема источника теплоты.The drawing shows a diagram of a heat source.

Источник теплоты включает тепловой насос 1 и гидравлический таран 2, где тепловой насос 1 содержит последовательно соединенные конденсатор 3, дроссель 4 и испаритель 5, а гидравлический таран 2 включает питательную трубу 6 с установленным на ее выходе ударным клапаном 7 и присоединенный к ней воздушный колпак 8. Импульсный нагнетатель 9 содержит пустотелый корпус 10, в сечении которого установлена эластичная диафрагма 11, разделяющая его на две изолированные друг от друга полости 12, 13 и обратные клапаны входа 14 и выхода 15 нагнетаемой среды, которые последовательно включены с первой полостью 12. Вторая полость 13 импульсного нагнетателя 9 подключена к внешнему трубопроводу 16. Возвратная пружина 17 установлена между эластичной диафрагмой 11 и пустотелым корпусом 1. Импульсный нагнетатель 9 обратными клапанами входа 14 и выхода 15 нагнетаемой среды включен в контур теплового насоса 1 между конденсатором 3 и испарителем 5, а внешний трубопровод 16 соединен с питательной трубой 6 гидравлического тарана 2. Внешний контур испарителя 5 теплового насоса 1 включен последовательно в питательную трубу 6 гидравлического тарана 2.The heat source includes a heat pump 1 and a hydraulic ram 2, where the heat pump 1 contains a series-connected condenser 3, a choke 4 and an evaporator 5, and a hydraulic ram 2 includes a feed pipe 6 with an impact valve 7 installed at its outlet and an air cap 8 connected to it The pulse supercharger 9 comprises a hollow body 10, in cross section of which an elastic diaphragm 11 is installed, dividing it into two separate cavities 12, 13 and check valves of the inlet 14 and the outlet 15 of the injected medium, which e are connected in series with the first cavity 12. The second cavity 13 of the pulse blower 9 is connected to the external pipe 16. A return spring 17 is installed between the elastic diaphragm 11 and the hollow body 1. The pulse blower 9 is provided with check valves for the inlet 14 and outlet 15 of the pumped medium into the heat pump circuit 1 between the condenser 3 and the evaporator 5, and the external pipe 16 is connected to the feed pipe 6 of the hydraulic ram 2. The external circuit of the evaporator 5 of the heat pump 1 is connected in series to the feed pipe 6 2 hydraulic ram.

Источник теплоты работает следующим образом. Поскольку он содержит в себе две системы – тепловой насос 1 и элементы гидравлического тарана 2, которые работают совместно, то для обеспечения работоспособности гидравлического тарана 2 его питательную трубу 6 подключают к источнику подачи рабочей среды, содержащей в себе низкопотенциальное тепло (на чертеже не обозначен). Например, это может быть водоем или река. Внутренний контур теплового насоса 1 заполняется хладагентом (на чертеже не указан). Внешний контур его конденсатора 3 подключают к системе отопления (на чертеже не указана), а внешний контур испарителя 5 включают последовательно с питательной трубой 6 гидравлического тарана 2.The heat source works as follows. Since it contains two systems - the heat pump 1 and the hydraulic ram 2 elements, which work together, to ensure the hydraulic ram 2 is operational, its feeding pipe 6 is connected to a medium supply containing low potential heat (not indicated in the drawing) . For example, it may be a body of water or a river. The internal circuit of the heat pump 1 is filled with refrigerant (not shown in the drawing). The external circuit of its condenser 3 is connected to the heating system (not shown in the drawing), and the external circuit of the evaporator 5 is connected in series with the feed pipe 6 of the hydraulic ram 2.

При истечении рабочей среды через открытый ударный клапан 7, установленный на выходе питательной трубы 6, он автоматически закроется и возникнет гидравлический удар. Положительная волна распространения этого удара будет направлена от закрытого ударного узла 7 к входу питательной трубы 6 через внешний контур испарителя 5 теплового насоса 1. При этом часть избыточного давления будет потеряна в воздушном колпаке 8 от сжатия содержащегося в нем воздуха, а часть – в импульсном нагнетателе 9 в результате того, что его эластичная диафрагма 11 сместится в первую полость, преодолевая силу противодействия возвратной пружины 17. В результате увеличения объема второй полости 13 импульсного нагнетателя 9 от наполнения ее рабочей средой из внешнего трубопровода 16 при положительной волне гидравлического удара, объем первой полости 12 будет уменьшаться при вытеснении содержащегося в ней хладагента через обратный клапан выхода 15 нагнетаемой среды в конденсатор 3.When the fluid expires through an open shock valve 7 installed at the outlet of the feed pipe 6, it will automatically close and a water hammer will occur. A positive propagation wave of this shock will be directed from the closed shock assembly 7 to the inlet of the feed pipe 6 through the external circuit of the evaporator 5 of the heat pump 1. In this case, part of the excess pressure will be lost in the air cap 8 from the compression of the air contained in it, and part in the pulse supercharger 9 as a result of the fact that its elastic diaphragm 11 moves into the first cavity, overcoming the reaction force of the return spring 17. As a result of the increase in the volume of the second cavity 13 of the pulse supercharger 9 from filling its external working environment of the pipeline 16 at a positive hydraulic shock wave, the volume of the first cavity 12 will be reduced when the displacement of the refrigerant contained therein through the check valve 15 is output medium injected into the condenser 3.

Когда положительная волна гидравлического удара в питательной трубе 6 сменится на отрицательную, то ударный клапан 7 автоматически откроется, движение рабочей среды в ней, а равно и во внешнем контуре испарителя 5, возобновится. Вместе с этим за счет возвратной пружины 17 эластичная диафрагма 11 вернется в исходное состояние относительно полого корпуса 10 импульсного нагнетателя 9. Одновременно с этим будет происходить вытеснение рабочей среды из второй полости 13 импульсного нагнетателя 9 через внешний трубопровод 16 в питательную трубу 6 гидравлического тарана 2 на слив через открытый ударный клапан 7. Попутно также будет обеспечено всасывание порции газообразного хладагента от испарителя 5 через обратный клапан входа 14 нагнетаемой среды в первую полость 12 импульсного нагнетателя 9.When the positive wave of hydraulic shock in the feed pipe 6 is replaced by a negative one, the shock valve 7 will automatically open, the movement of the working medium in it, as well as in the external circuit of the evaporator 5, will resume. At the same time, due to the return spring 17, the elastic diaphragm 11 will return to its original state relative to the hollow body 10 of the pulse blower 9. At the same time, the working medium will be displaced from the second cavity 13 of the pulse blower 9 through the external pipe 16 into the feed pipe 6 of the hydraulic ram 2 on drain through the open shock valve 7. Along the way, a portion of the gaseous refrigerant from the evaporator 5 will also be provided through the check valve of the inlet 14 of the injected medium into the first cavity 12 pulse th pump 9.

При последующем автоматическом закрытии ударного клапана 7 процесс работы гидравлического тарана 2 повторится в описанной выше последовательности и будет продолжаться до тех пор, пока будет присутствовать подача рабочей среды по питательной трубе 6. With the subsequent automatic closing of the shock valve 7, the operation of the hydraulic ram 2 will be repeated in the sequence described above and will continue until there is a supply of working medium through the feed pipe 6.

Работа теплового насоса 1 от действия гидравлического тарана 2 будет осуществляться следующим образом. Периодическое всасывание газообразного хладагента от испарителя 5 теплового насоса 1 через обратный клапан входа 14 нагнетаемой среды, а затем последующее его сжатие при гидравлическом ударе рабочей среды и вытеснение сжатого газообразного хладагента через обратный клапан входа 15 нагнетаемой среды в конденсатор 3, обеспечивается импульсным нагнетателем 9. Хладагент от сжатия в импульсном нагнетателе 9 будет нагреваться, а его последующее движение через конденсатор 3 будет сопровождаться отдачей тепла в систему отопления (на чертеже не указана) и конденсацией. После конденсатора 5 жидкий хладагент поступает в дроссель 4, где происходит его распыление в жидкой фазе при соответствующей смене давления. Далее жидкий хладагент устремляется в испаритель 5, где при пониженном давлении от всасывания импульсным нагнетателем 9 происходит его вскипание (испарение), которое сопровождается отбором тепла от рабочей среды, которая импульсно циркулирует через внешний контур испарителя 5. На выходе испарителя 5 хладагент поступит в импульсный нагнетатель 9. Таким образом, процесс работы предлагаемого источника теплоты повторится в описанной выше последовательности и будет продолжаться до тех пор, пока будет происходить работа гидравлического тарана 2.The operation of the heat pump 1 from the action of the hydraulic ram 2 will be as follows. Periodic absorption of gaseous refrigerant from the evaporator 5 of the heat pump 1 through the check valve of the inlet 14 of the injected medium, and then its subsequent compression with a hydraulic shock of the working medium and the displacement of the compressed gaseous refrigerant through the check valve of the inlet 15 of the injected medium into the condenser 3, is provided by a pulse supercharger 9. The refrigerant from compression in the pulse supercharger 9 will be heated, and its subsequent movement through the condenser 3 will be accompanied by heat transfer to the heating system (not shown in azan) and condensation. After the condenser 5, the liquid refrigerant enters the throttle 4, where it is sprayed in the liquid phase with a corresponding change in pressure. Next, the liquid refrigerant flows to the evaporator 5, where at reduced pressure from the suction by the pulse supercharger 9 it boils up (evaporation), which is accompanied by heat removal from the working medium, which is pulsed through the external circuit of the evaporator 5. At the outlet of the evaporator 5, the refrigerant enters the pulse supercharger 9. Thus, the process of the proposed heat source will be repeated in the sequence described above and will continue until the operation of the hydraulic ram a 2.

Поскольку внешний контур испарителя 5 теплового насоса 1 включен в питательную трубу 6 гидравлического тарана 2 с импульсным движением рабочей среды, то в испарителе 5 будет наблюдаться дополнительная интенсификация теплообмена между хладагентом и рабочей средой. Установлено, что при определенных частотах колебаний теплоносителя коэффициент теплообмена может быть увеличен до нескольких раз [1-3] Регулирование работы предлагаемого источника теплоты осуществляется за счет регулирования производительности и параметров работы импульсного нагнетателя 9, что обеспечивается:Since the external circuit of the evaporator 5 of the heat pump 1 is included in the feed pipe 6 of the hydraulic ram 2 with the pulsed movement of the working medium, an additional intensification of heat transfer between the refrigerant and the working medium will be observed in the evaporator 5. It was found that at certain frequencies of oscillations of the coolant, the heat transfer coefficient can be increased up to several times [1-3] Regulation of the proposed heat source is carried out by regulating the performance and operation parameters of the pulse supercharger 9, which is provided by:

– изменением полезного объема воздушного колпака 8 и/или давления содержащегося в нем воздуха, которые определяют демпфирующие свойства системы; большая податливость и энергоемкость воздушного колпака 8 будут соответствовать меньшей производительности импульсного нагнетателя 9 и наоборот;- a change in the useful volume of the air cap 8 and / or the pressure of the air contained in it, which determine the damping properties of the system; greater flexibility and energy intensity of the air cap 8 will correspond to lower performance of the pulse supercharger 9 and vice versa;

– за счет изменения частоты и амплитуды хода ударного узла 7, а также путем изменения длины питательной трубы 6, которые определяют частоту и амплитуду хода эластичной диафрагмы 11 импульсного нагнетателя 9.- by changing the frequency and amplitude of the stroke of the shock assembly 7, as well as by changing the length of the feed pipe 6, which determine the frequency and amplitude of the stroke of the elastic diaphragm 11 of the pulse blower 9.

Вместо воздушного колпака 8 может быть использован гидравлический аккумулятор (на чертеже не указан), который позволит повысить надежность работы источника теплоты за счет устранения факта неконтролируемого растворения воздуха в рабочей среде.Instead of the air cap 8, a hydraulic accumulator (not shown) can be used, which will improve the reliability of the heat source by eliminating the fact of uncontrolled dissolution of air in the working environment.

Использование приведенного схемного решения источника теплоты на основе теплового насоса и гидравлического тарана полностью исключает необходимость потребления электрической энергии, что в совокупности с интенсификацией теплообмена в испарителе теплового насоса повышает его общую энергетическую эффективность.Using the above schematic solution of a heat source based on a heat pump and a hydraulic ram completely eliminates the need for electric energy consumption, which, combined with the intensification of heat transfer in a heat pump evaporator, increases its overall energy efficiency.

Источники информацииSources of information

1. Галицейский Б.М., Тепловые и гидродинамические процессы в колеблющихся потоках / Б.М. Галицейский, Ю.А. Рыжов, Е.В. Якуш. – М.: Машиностроение, 1977. – 256 с.1. Galitseysky BM, Thermal and hydrodynamic processes in oscillating flows / B.M. Galician, Yu.A. Ryzhov, E.V. Yakush. - M.: Mechanical Engineering, 1977 .-- 256 p.

2. Dushin N.S., Kinematics of pulsating flow in the entry region of the channel with discrete roughness elements / N.S. Dushin, N.I. Mikheev, A.A. Paereliy, I.M. Gazizov, R.R. Shakirov // Journal of Physics: Conference Series. – 2017. Vol. 891. Issue 1. Article # 012147. DOI:10.1088/1742-6596/891/1/012147.2. Dushin N.S., Kinematics of pulsating flow in the entry region of the channel with discrete roughness elements / N.S. Dushin, N.I. Mikheev, A.A. Paereliy, I.M. Gazizov, R.R. Shakirov // Journal of Physics: Conference Series. - 2017. Vol. 891. Issue 1. Article # 012147. DOI: 10.1088 / 1742-6596 / 891/1/012147.

3. Levtzev A.P., Pulsating heat transfer enhancement in the liquid cooling system of power semiconductor converter / A.P. Levtzev, A.N. Makeev, S.F. Kudashev // Indian Journal of Science and Technology. – 2016 March. Vol. 9 (11). Article # 89419. DOI: 10.17485/ijst/2016/v9i11/89420.3. Levtzev A.P., Pulsating heat transfer enhancement in the liquid cooling system of power semiconductor converter / A.P. Levtzev, A.N. Makeev, S.F. Kudashev // Indian Journal of Science and Technology. - 2016 March. Vol. 9 (11). Article # 89419. DOI: 10.17485 / ijst / 2016 / v9i11 / 89420.

Claims (1)

Источник теплоты, включающий тепловой насос и гидравлический таран, где тепловой насос содержит последовательно соединенные конденсатор, дроссель и испаритель, а гидравлический таран включает питательную трубу с установленным на ее выходе ударным клапаном и присоединенный к ней воздушный колпак, отличающийся тем, что содержит импульсный нагнетатель, включающий пустотелый корпус, в сечении которого установлена эластичная диафрагма, разделяющая его на две изолированные друг от друга полости и обратные клапаны входа и выхода нагнетаемой среды, которые последовательно включены с первой полостью, вторая полость подключена к внешнему трубопроводу, возвратная пружина установлена между эластичной диафрагмой и пустотелым корпусом, причем импульсный нагнетатель обратными клапанами входа и выхода нагнетаемой среды включен в контур теплового насоса между конденсатором и испарителем, а внешний трубопровод соединен с питательной трубой гидравлического тарана, при этом внешний контур испарителя теплового насоса включен последовательно в питательную трубу гидравлического тарана. A heat source, including a heat pump and a hydraulic ram, where the heat pump contains a series-connected condenser, choke and evaporator, and the hydraulic ram includes a feed pipe with a shock valve installed at its outlet and an air cap connected to it, characterized in that it contains a pulse supercharger, including a hollow body, in the cross section of which an elastic diaphragm is installed, dividing it into two cavities isolated from each other and inlet and outlet check valves medium, which are connected in series with the first cavity, the second cavity is connected to the external pipe, a return spring is installed between the elastic diaphragm and the hollow body, and the pulse blower by the check valves of the inlet and outlet of the pumped medium is connected to the heat pump circuit between the condenser and the evaporator, and the external pipe connected to the feed pipe of the hydraulic ram, while the external circuit of the heat pump evaporator is connected in series to the feed pipe of the hydraulic ram arana.
RU2019125185A 2019-08-08 2019-08-08 Heat source RU2717186C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125185A RU2717186C1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Heat source

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019125185A RU2717186C1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Heat source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717186C1 true RU2717186C1 (en) 2020-03-18

Family

ID=69898847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019125185A RU2717186C1 (en) 2019-08-08 2019-08-08 Heat source

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717186C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU87501U1 (en) * 2009-04-13 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" STAND-ALONE HEATING SYSTEM FOR INDIVIDUAL USE BUILDING
RU2374564C1 (en) * 2008-06-04 2009-11-27 ГОУ ВПО Военный инженерно-технический университет Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof
DE102008060598A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Thermea. Energiesysteme Gmbh Apparatus and method for compressing or compressing a gas
RU98060U1 (en) * 2010-05-31 2010-09-27 Негосударственное научно-образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (ННОУ "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") HEAT SUPPLY SYSTEM

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2374564C1 (en) * 2008-06-04 2009-11-27 ГОУ ВПО Военный инженерно-технический университет Heat generator operating method without using electric energy, and device for implementation thereof
DE102008060598A1 (en) * 2008-12-05 2010-06-10 Thermea. Energiesysteme Gmbh Apparatus and method for compressing or compressing a gas
RU87501U1 (en) * 2009-04-13 2009-10-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева" STAND-ALONE HEATING SYSTEM FOR INDIVIDUAL USE BUILDING
RU98060U1 (en) * 2010-05-31 2010-09-27 Негосударственное научно-образовательное учреждение "Саранский Дом науки и техники Российского Союза научных и инженерных общественных организаций" (ННОУ "Саранский Дом науки и техники РСНИИОО") HEAT SUPPLY SYSTEM

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110953747A (en) Second-class thermally-driven compression heat pump
US3015940A (en) Refrigerative compression system driven by fluid energy of an absorption system
US20120260673A1 (en) Cooling system utilizing a reciprocating piston
KR20100097148A (en) Vapor compression and expansion air conditioner
RU2717186C1 (en) Heat source
WO2024066841A1 (en) Sealed tail-vapor recovery vapor power system
SU566956A1 (en) Pump for drawing liquids
Yu et al. Investigation on the performance of the pump-free double heat source ejector refrigeration system with R1234yf
JP2012202665A (en) Heat-driven heat pump cycle device and refrigerant circulating pump used for the same
CN210035938U (en) Combined type heat pump system
CN110961538A (en) Cooling system of hot stamping die
RU2763637C1 (en) Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump
CN106050430A (en) Inlet air cooling control system for gas turbine
CN219733643U (en) Optimizing device for sealing water cooling mode of water ring type vacuum pump
RU2704380C1 (en) Solar power plant
KR102585120B1 (en) Heat-driven refrigeration unit
US4300540A (en) Refrigerant solar energy system and method
CN114017284B (en) Heat recovery system of air compressor
US3015221A (en) Pump in absorption refrigeration machine
JPS5563337A (en) Air conditioner by solar heat
El-Hadik Lifting of Water by Thermodynamic Pump.
JP3694906B2 (en) Pulse tube refrigerator
CN208458296U (en) A kind of double-stage compressive refrigerating system with expansion pressurization
RU2063520C1 (en) Steam-turbine power plant
CN101070866A (en) Hydraulic system heat-energy recovering and utilizing method and apparatus