RU2763637C1 - Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump - Google Patents

Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump Download PDF

Info

Publication number
RU2763637C1
RU2763637C1 RU2021114629A RU2021114629A RU2763637C1 RU 2763637 C1 RU2763637 C1 RU 2763637C1 RU 2021114629 A RU2021114629 A RU 2021114629A RU 2021114629 A RU2021114629 A RU 2021114629A RU 2763637 C1 RU2763637 C1 RU 2763637C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
valve
hot water
heat
pipeline
return
Prior art date
Application number
RU2021114629A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Павлович Левцев
Антон Александрович Голянин
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 RU2021114629A priority Critical patent/RU2763637C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763637C1 publication Critical patent/RU2763637C1/en

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
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0005—Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat
    • 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
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • 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
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/18—Domestic hot-water supply systems using recuperated or waste heat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

FIELD: heat power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of heat power engineering and can be used in the circuit design of an individual heating station for organizing hot water heating in it. The hot water heating system with a hydromechanical drive of the heat pump includes supply and return pipelines, two single-section membrane pumps, consisting of pumping and working chambers, two hot water heat exchangers, shock valves, check valves and safety valves. The system additionally contains a valve, a bellows regulator, a return heat carrier pipeline, an evaporator, a condenser, a heat pump circuit, a water supply system, a consumer, spiral parts, stops, springs, a valve, a control valve, a recirculation pipeline, an inlet valve, a hydraulic accumulator. The second heat exchanger for hot water supply on one side is connected to the supply pipeline through a valve, the opening and closing of which is controlled by a bellows regulator and a return pipeline through a safety valve, a return heat carrier pipeline, the first heat exchanger for hot water supply, the evaporator of the heat pump circuit. And on the other hand, the second hot water heat exchanger is connected to the water supply through the bellows regulator, the condenser of the heat pump circuit, the first hot water heat exchanger, and by the consumer through the safety valve, parallel connected shock valves. The single-section diaphragm pumps are connected to the corresponding shock valves and are fixed with stops in which the scroll parts are installed. And the springs are installed in the discharge chambers, respectively. A heat pump circuit with a valve, which includes a condenser and an evaporator between which a control valve is installed on one side, and on the other side the pump chambers of diaphragm pumps are connected in parallel between the check valves. A recirculation pipeline is connected in parallel to the water supply. An inlet valve is installed on the return coolant pipeline, and the consumer has a hydraulic accumulator.
EFFECT: invention makes it possible to provide heating of the heated medium with a decrease in the temperature of the heating medium to 20%, and in the usual mode to 20% reduces the consumption of the heating medium due to the transformation of the heat of the waste heat carrier.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относиться к области теплоэнергетики и может быть использовано в схемном решении индивидуального теплового пункта для организации в нем подогрева горячей воды.The invention relates to the field of thermal power engineering and can be used in the circuit design of an individual heat point for organizing hot water heating in it.

Известен преобразователь энергии потока, включающий вал, трубчатую спираль конической формы, имеющую канал входа и канал выхода. Вал запрессован в упорный подшипник, который жестко крепится к стойке. К валу жестко закреплено конусоидальное основание, к которому в свою очередь жестко крепят трубчатую спираль конической формы. Патрубки входа и выхода рабочей среды соединены через шарнирные соединения с валом. Вал имеет перегородку, а на патрубке выхода установлен ударный узел (RU 2659874, МПК F03B 3/08, F03B 7/00, опубл. 04.07.2018).Known energy flow converter, including a shaft, a tubular spiral of conical shape, having an input channel and an output channel. The shaft is pressed into a thrust bearing, which is rigidly attached to the rack. A cone-shaped base is rigidly fixed to the shaft, to which, in turn, a conical tubular spiral is rigidly attached. The inlet and outlet pipes of the working medium are connected to the shaft through swivel joints. The shaft has a partition, and a shock assembly is installed on the outlet pipe (RU 2659874, IPC F03B 3/08, F03B 7/00, publ. 04.07.2018).

Недостатками известного преобразователя является низкая частота вращения, а также значительные потери угловой скорости при вращении трубчатой спирали конической формы от ее вибрации.The disadvantages of the known Converter is the low frequency of rotation, as well as significant loss of angular velocity during the rotation of the tubular spiral of a conical shape from its vibration.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является система теплоснабжения, включающая отопительные приборы, подающий и обратный трубопроводы, электропривод, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосной и рабочей камер, соединенных жестким штоком и являющихся левой и правой секциями мембранного насоса, каждая секция мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором, входы отопительных приборов подключены к насосным камерам, соответственно правой или левой секции мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны, выходы отопительных приборов подключены одновременно к обратному трубопроводу и соответственно к насосным камерам правой или левой секциям мембранного насоса через всасывающие обратные клапаны правой или левой секции. Дополнительно содержит два теплообменника горячего водоснабжения, два регулятора расхода горячей воды и два импульсных распределителя потока с ударными клапанами во входном и выходном отверстиях и боковыми отводами, связанных с общим электроприводом и подключенных параллельно к подающему трубопроводу, рабочие камеры мембранного насоса соединены с боковыми отводами импульсных распределителей потока, к выходным отверстиям импульсных распределителей потока параллельно подключены входы отопительных приборов и теплообменников горячего водоснабжения через регуляторы расхода горячей воды, причем выходы отопительных приборов и теплообменников горячего водоснабжения соединены с обратным трубопроводом через предохранительные обратные клапаны (RU 2716545, МПК F24D 3/00, F24D 17/00, опубл. 12.03.2020).The closest in technical essence to the proposed technical solution is a heat supply system, including heating devices, supply and return pipelines, an electric drive, two single-section membrane pumps, consisting of a pumping and working chambers connected by a rigid rod and being the left and right sections of the membrane pump, each section of the diaphragm pump is connected only with its own heater, the inputs of the heaters are connected to the pump chambers, respectively, of the right or left section of the membrane pump through the discharge check valves, the outlets of the heaters are connected simultaneously to the return pipeline and, respectively, to the pump chambers of the right or left sections of the membrane pump through the suction check valves of the right or left section. Additionally, it contains two hot water heat exchangers, two hot water flow regulators and two impulse flow distributors with shock valves in the inlet and outlet openings and side outlets connected to a common electric drive and connected in parallel to the supply pipeline, the working chambers of the diaphragm pump are connected to the side outlets of the impulse distributors flow, the inputs of heaters and hot water heat exchangers are connected in parallel to the outlet openings of the impulse flow distributors through hot water flow regulators, and the outlets of the heaters and hot water heat exchangers are connected to the return pipeline through safety check valves (RU 2716545, IPC F24D 3/00, F24D 17/00, published 03/12/2020).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить относительно низкое использование температурного потенциала греющей среды и гидравлического потенциала нагреваемой среды. Among the disadvantages of this design, it should be noted the relatively low use of the temperature potential of the heating medium and the hydraulic potential of the heated medium.

Технический результат заключается в наиболее полном использовании потенциала теплоносителя, а также гидравлического потенциала нагреваемой среды, за счет трансформации тепла отработанного теплоносителя.The technical result consists in the most complete use of the potential of the coolant, as well as the hydraulic potential of the heated medium, due to the transformation of the heat of the waste coolant.

Сущность изобретения заключается в том, что система подогрева горячей воды с гидромеханическим приводом теплового насоса включает подающий и обратный трубопроводы, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосных и рабочих камер, два теплообменника горячего водоснабжения (ГВС), ударные клапана, обратные клапана и предохранительные клапана. Система дополнительно содержит клапан, сильфонный регулятор, трубопровод обратного теплоносителя, испаритель, конденсатор, контур теплового насоса, водопровод, потребителя, спиральные части, упоры, пружины, вентиль, регулировочный вентиль, рециркуляционный трубопровод, входной вентиль, гидроаккумулятор. Второй теплообменник ГВС с одной стороны соединен с подающим трубопроводом через клапан, открытие и закрытие которого управляется сильфонным регулятором и обратным трубопроводом через предохранительный клапан, трубопровод обратного теплоносителя, первый теплообменник ГВС, испаритель контура теплового насоса. А с другой стороны второй теплообменник ГВС соединен с водопроводом через сильфонный регулятор, конденсатор контура теплового насоса, первый теплообменник ГВС, и потребителем через предохранительный клапан, параллельно соединенные ударные клапана. Односекционные мембранные насосы соединены с соответствующими ударными клапанами и закреплены с упорами, в которые установлены спиральные части. А в нагнетальные камеры установлены соответственно пружины. Контур теплового насоса с вентилем, включающий в себя конденсатор и испаритель между которыми с одной стороны установлен регулировочный вентиль, а с другой стороны насосные камеры мембранных насосов, включенные параллельно между обратными клапанами. Параллельно водопроводу подключен рециркуляционный трубопровод. На трубопроводе обратного теплоносителя установлен входной вентиль, а потребитель имеет гидроаккумулятор. The essence of the invention lies in the fact that the hot water heating system with a hydromechanical drive of the heat pump includes supply and return pipelines, two single-section membrane pumps consisting of pumping and working chambers, two hot water heat exchangers (DHW), shock valves, check valves and safety valves . The system additionally contains a valve, a bellows regulator, a return heat carrier pipeline, an evaporator, a condenser, a heat pump circuit, a water supply system, a consumer, spiral parts, stops, springs, a valve, an adjusting valve, a recirculation pipeline, an inlet valve, a hydraulic accumulator. The second DHW heat exchanger is connected on one side to the supply pipeline through a valve, the opening and closing of which is controlled by a bellows regulator and the return pipeline through a safety valve, return heat carrier pipeline, first DHW heat exchanger, heat pump circuit evaporator. And on the other hand, the second DHW heat exchanger is connected to the water supply through a bellows regulator, the heat pump circuit condenser, the first DHW heat exchanger, and the consumer through a safety valve, shock valves connected in parallel. The single-section diaphragm pumps are connected to the corresponding percussion valves and fixed with stops, in which the scroll parts are installed. And springs are installed in the injection chambers, respectively. A heat pump circuit with a valve, which includes a condenser and an evaporator between which, on one side, a control valve is installed, and on the other side, the pumping chambers of membrane pumps connected in parallel between the check valves. A recirculation pipeline is connected in parallel to the water supply. An inlet valve is installed on the return heat carrier pipeline, and the consumer has a hydraulic accumulator.

На чертеже изображена схема системы подогрева горячей воды с гидромеханическим приводом теплового насоса.The drawing shows a diagram of a hot water heating system with a hydromechanical drive of a heat pump.

Система подогрева горячей воды с гидромеханическим приводом теплового насоса включает подающий 1 и обратный трубопроводы 2, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосных 3, 4 и рабочих 5, 6 камер, два теплообменника ГВС 7, 8, ударные клапана 9, 10, обратные клапана 11, 12, 13, 14 и предохранительные клапана 15,16. Система дополнительно содержит клапан 17, сильфонный регулятор 18, трубопровод обратного теплоносителя 19, испаритель 20, конденсатор 21, контур теплового насоса 22, водопровод 23, потребителя 24, спиральные части 25, 26, упоры 27, 28, пружины 29, 30, вентиль 31, регулировочный вентиль 32, рециркуляционный трубопровод 33, входной вентиль 34, гидроаккумулятор 35. Второй теплообменник ГВС 8 с одной стороны соединен с подающим трубопроводом 1 через клапан 17, открытие и закрытие которого управляется сильфонным регулятором 18 и обратным трубопроводом 2 через предохранительный клапан 15, трубопровод обратного теплоносителя 19, первый теплообменник ГВС 7, испаритель 20 контура теплового насоса 22. А с другой стороны второй теплообменник ГВС 8 соединен с водопроводом 23 через сильфонный регулятор 18, конденсатор 21 контура теплового насоса 22, первый теплообменник ГВС 7 и потребителем 24 через предохранительный клапан 16, параллельно соединенные ударные клапана 9, 10. Также односекционные мембранные насосы соединены с соответствующими ударными клапанами 9, 10 и закреплены с упорами 27, 28, в которые установлены спиральные части 25, 26. В нагнетальные камеры 3,4 установлены соответственно пружины 29, 30. Контур теплового насоса 22 с вентилем 31 включает в себя конденсатор 21 и испаритель 20, между которыми с одной стороны установлен регулировочный вентиль 32, а с другой стороны насосные камеры 3,4 мембранных насосов, включенные параллельно между обратными клапанами 11, 12, 13, 14. Параллельно водопроводу 23 подключен рециркуляционный трубопровод 33. На трубопроводе обратного теплоносителя 19 установлен входной вентиль 34, а потребитель 24 имеет гидроаккумулятор 35. The hot water heating system with a hydromechanical drive of the heat pump includes supply 1 and return pipelines 2, two single-section membrane pumps consisting of pump 3, 4 and working 5, 6 chambers, two DHW heat exchangers 7, 8, impact valves 9, 10, check valves 11, 12, 13, 14 and safety valves 15.16. The system additionally comprises a valve 17, a bellows regulator 18, a return heat carrier pipeline 19, an evaporator 20, a condenser 21, a heat pump circuit 22, a water pipe 23, a consumer 24, spiral parts 25, 26, stops 27, 28, springs 29, 30, a valve 31 , control valve 32, recirculation pipeline 33, inlet valve 34, hydraulic accumulator 35. The second DHW heat exchanger 8 is connected on the one hand to the supply pipeline 1 through valve 17, the opening and closing of which is controlled by the bellows regulator 18 and the return pipeline 2 through the safety valve 15, pipeline return heat carrier 19, the first DHW heat exchanger 7, the evaporator 20 of the heat pump circuit 22. And on the other hand, the second DHW heat exchanger 8 is connected to the water supply 23 through the bellows regulator 18, the condenser 21 of the heat pump circuit 22, the first DHW heat exchanger 7 and the consumer 24 through the safety valve 16, parallel connected percussion valves 9, 10. Also single-section meme The piston pumps are connected to the corresponding impact valves 9, 10 and fixed with stops 27, 28, in which the spiral parts 25, 26 are installed. Springs 29, 30 are installed in the discharge chambers 3,4, respectively. the condenser 21 and the evaporator 20, between which, on the one hand, a control valve 32 is installed, and on the other hand, the pumping chambers 3,4 of the membrane pumps connected in parallel between the check valves 11, 12, 13, 14. A recirculation pipeline 33 is connected in parallel to the water supply 23. On In the return coolant pipeline 19, an inlet valve 34 is installed, and the consumer 24 has a hydraulic accumulator 35.

Система подогрева горячей воды с гидромеханическим приводом теплового насоса работает следующим образом. Перед началом работы систему заполняют со стороны трубопровода отработанного теплоносителя 19, путем открытия входного вентиля 34, а контур теплового насоса 22, заполняют фреоном, через вентиль 31. После заполнения контуров и удаления из них воздуха включают подачу подогреваемой среды, которая представляет смесь холодной воды из водопровода 23 с возвращаемой горячей водой из рециркуляционного трубопровода 33. Подогреваемая среда последовательно проходит теплообменник ГВС 7, где она предварительно подогревается теплом отработанного теплоносителя из трубопровода 19, далее проходит конденсатор 21, сильфонный регулятор 18, теплообменник ГВС 8, предохранительный клапан 16, раздваивается, проходит через ударные узлы 9 и 10 и направляется потребителю 24. Подогреваемая среда, проходя через сильфонный регулятор 18, открывает его клапан 17 и через теплообменник ГВС 8 из подающего трубопровода 1 проходит греющая среда, а далее через предохранительный клапан 15 отводится в трубопровод отработанного теплоносителя 19 через открытый входной вентиль 34. Греющая среда из подающего трубопровода 1, проходя теплообменник ГВС 8, передает тепло подогреваемой среде. Смешанная после предохранительного клапана 15 и входного вентиля 34 отработанная греющая среда последовательно проходит теплообменник ГВС 7, испаритель 20 частично передает тепло и отводится в обратный трубопровод 2. В испарителе 20 под действием тепла смешанного отработанного теплоносителя фреон будет превращаться в пар. После того как расход подогреваемой среды достигнет расчетного значения сработает один из ударных узлов 9 или 10, у которого меньшее гидравлическое сопротивление. При резком срабатывании ударного узла, например, 9 образуется гидравлический удар, обратная волна которого будет создавать импульс обратного потока нагреваемой среды за счет разности давлений, который будет воздействовать на диафрагму рабочей камеры 5 одноконтурного мембранного насоса. Импульс обратного потока нагреваемой среды, проходя через спиральную часть 25 односекционного мембранного насоса, будет закручивать спиральную часть 25 в упорах 27, которая будет воздействовать на нежесткий корпус рабочей камеры 5, изменяя ее объем. Изменение объема рабочей камеры 5 даст дополнительный ход ее диафрагме, которая, двигаясь вниз, будет вытеснять пары фреона из насосной камеры 3 через обратный клапан 11, в конденсатор 21, где они, конденсируясь, будут отдавать тепло подогреваемой среде. После прекращения действия импульса и открытия ударного узла 9 диафрагма односекционного мембранного насоса под действием пружины 29 возвращается в исходное состояние, всасывая пары фреона из испарителя 20 через обратный клапан 12. Сконденсированные пары фреона из конденсатора будут проходить через регулировочный вентиль 32, на котором будет снижаться давление за счет дросселирования и поступать в испаритель 20. Открытие ударного узла 9 приведет к резкому закрытию ударного узла 10, при этом процессы будут аналогично повторяться. При резком закрытии ударного узла 10 образуется гидравлический удар, обратная волна которого будет создавать импульс обратного потока нагреваемой среды за счет разности давлений, который будет воздействовать на диафрагму рабочей камеры 6 односекционного мембранного насоса. Импульс обратного потока нагреваемой среды, проходя через спиральную часть 26 односекционного мембранного насоса, будет закручивать спиральную часть 26 в упорах 28, которая будет воздействовать на не жесткий корпус рабочей камеры 6, изменяя ее объем. Изменение объема рабочей камеры 6 даст дополнительный ход ее диафрагме, которая, двигаясь вниз, будет вытеснять пары фреона из насосной камеры 4 через обратный клапан 13, в конденсатор 21, где они, конденсируясь, будут отдавать тепло подогреваемой среде. После прекращения действия импульса и открытия ударного узла 10 диафрагма односекционного мембранного насоса под действием пружины 30 возвращается в исходное состояние, всасывая пары фреона из испарителя 20 через обратный клапан 14. Сконденсированные пары фреона из конденсатора будут проходить через регулировочный вентиль 32, на котором будет снижаться давление за счет дросселирования и поступать в испаритель 20.The hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump operates as follows. Before starting work, the system is filled from the side of the exhaust coolant pipeline 19 by opening the inlet valve 34, and the heat pump circuit 22 is filled with freon through valve 31. After filling the circuits and removing air from them, the supply of a heated medium is turned on, which is a mixture of cold water from water pipe 23 with hot water returned from the recirculation pipeline 33. The heated medium sequentially passes the DHW heat exchanger 7, where it is preheated by the heat of the waste heat carrier from the pipeline 19, then the condenser 21, the bellows regulator 18, the DHW heat exchanger 8, the safety valve 16, bifurcates, passes through the impact nodes 9 and 10 and is sent to the consumer 24. The heated medium, passing through the bellows regulator 18, opens its valve 17 and the heating medium passes through the DHW heat exchanger 8 from the supply pipeline 1, and then through the safety valve 15 is discharged into the exhaust gas pipeline about the coolant 19 through the open inlet valve 34. The heating medium from the supply pipeline 1, passing through the DHW heat exchanger 8, transfers heat to the heated medium. The exhaust heating medium mixed after the safety valve 15 and the inlet valve 34 sequentially passes the DHW heat exchanger 7, the evaporator 20 partially transfers heat and is discharged to the return pipeline 2. In the evaporator 20, under the action of the heat of the mixed waste heat carrier, freon will turn into steam. After the flow rate of the heated medium reaches the calculated value, one of the impact nodes 9 or 10, which has a lower hydraulic resistance, will work. With a sharp actuation of the shock assembly, for example, 9, a hydraulic shock is formed, the reverse wave of which will create an impulse for the reverse flow of the heated medium due to the pressure difference, which will act on the diaphragm of the working chamber 5 of the single-circuit membrane pump. The pulse of the reverse flow of the heated medium, passing through the spiral part 25 of a single-section membrane pump, will twist the spiral part 25 in the stops 27, which will act on the non-rigid body of the working chamber 5, changing its volume. Changing the volume of the working chamber 5 will give an additional stroke to its diaphragm, which, moving down, will displace freon vapors from the pumping chamber 3 through the check valve 11, into the condenser 21, where they, condensing, will give off heat to the heated medium. After the pulse stops and the impact node 9 opens, the diaphragm of the single-section membrane pump returns to its original state under the action of the spring 29, sucking the freon vapor from the evaporator 20 through the check valve 12. The condensed freon vapor from the condenser will pass through the control valve 32, on which the pressure will decrease due to throttling and enter the evaporator 20. The opening of the shock node 9 will lead to a sharp closure of the shock node 10, while the processes will be similarly repeated. When the shock assembly 10 is abruptly closed, a hydraulic shock is formed, the reverse wave of which will create an impulse for the reverse flow of the heated medium due to the pressure difference, which will act on the diaphragm of the working chamber 6 of the single-section membrane pump. The pulse of the reverse flow of the heated medium, passing through the spiral part 26 of a single-section membrane pump, will twist the spiral part 26 in the stops 28, which will act on the non-rigid body of the working chamber 6, changing its volume. Changing the volume of the working chamber 6 will give an additional stroke to its diaphragm, which, moving down, will displace freon vapors from the pumping chamber 4 through the check valve 13, into the condenser 21, where they, condensing, will give off heat to the heated medium. After the pulse stops and the shock assembly 10 opens, the diaphragm of the single-section membrane pump returns to its original state under the action of the spring 30, sucking freon vapor from the evaporator 20 through the check valve 14. The condensed freon vapor from the condenser will pass through the control valve 32, on which the pressure will decrease due to throttling and enter the evaporator 20.

Периодическая работа ударных клапанов приведет к пульсациям давления нагреваемой среды передаваемой потребителю 24, которые будут сглаживаться в гидроаккумуляторе 35.The periodic operation of the shock valves will lead to pressure pulsations of the heated medium transmitted to the consumer 24, which will be smoothed out in the hydraulic accumulator 35.

Эффективность работы системы подогрева горячей воды с гидромеханическим приводом теплового насоса будет зависеть от расхода подогреваемой среды и частоты срабатывания ударных клапанов. При достижении определенного расхода нагреваемой среды конденсатор 21 будет обеспечивать ее расчетную температуру, и тогда сильфонный регулятор 18 будет полностью закрывать клапан 17, и греющая среда из трубопровода 1 не будет использоваться. Рабочая частота ударных узлов 9 и 10 должна составлять около 1 Гц.The efficiency of the hot water heating system with a hydromechanical drive of the heat pump will depend on the flow rate of the heated medium and the frequency of operation of the shock valves. When a certain flow rate of the heated medium is reached, the condenser 21 will provide its design temperature, and then the bellows regulator 18 will completely close the valve 17, and the heating medium from the pipeline 1 will not be used. The operating frequency of impact nodes 9 and 10 should be about 1 Hz.

Система подогрева горячей воды с гидромеханическим приводом теплового насоса обеспечивает подогрев нагреваемой среды при снижении температуры греющей среды до 20%, а в обычном режиме до 20% снижает расход греющей среды за счет трансформации тепла отработанного теплоносителя.The hot water heating system with a hydromechanical drive of the heat pump provides heating of the heated medium when the temperature of the heating medium drops to 20%, and in normal mode it reduces the consumption of the heating medium by up to 20% due to the transformation of the heat of the waste heat carrier.

Claims (1)

Система подогрева горячей воды с гидромеханическим приводом теплового насоса, включающая подающий и обратный трубопроводы, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосных и рабочих камер, два теплообменника горячего водоснабжения, ударные клапана, обратные клапана и предохранительные клапана, отличающаяся тем, что система дополнительно содержит клапан, сильфонный регулятор, трубопровод обратного теплоносителя, испаритель, конденсатор, контур теплового насоса, водопровод, потребителя, спиральные части, упоры, пружины, вентиль, регулировочный вентиль, рециркуляционный трубопровод, входной вентиль, гидроаккумулятор, причем второй теплообменник горячего водоснабжения с одной стороны соединен с подающим трубопроводом через клапан, открытие и закрытие которого управляется сильфонным регулятором и обратным трубопроводом через предохранительный клапан, трубопровод обратного теплоносителя, первый теплообменник горячего водоснабжения, испаритель контура теплового насоса, а с другой стороны второй теплообменник горячего водоснабжения соединен с водопроводом через сильфонный регулятор, конденсатор контура теплового насоса, первый теплообменник горячего водоснабжения, и потребителем через предохранительный клапан, параллельно соединенные ударные клапана, также односекционные мембранные насосы соединены с соответствующими ударными клапанами и закреплены с упорами, в которые установлены спиральные части, а в нагнетальные камеры установлены соответственно пружины, при этом контур теплового насоса с вентилем, включающий в себя конденсатор и испаритель между которыми с одной стороны установлен регулировочный вентиль, а с другой стороны насосные камеры мембранных насосов, включенные параллельно между обратными клапанами, также параллельно водопроводу подключен рециркуляционный трубопровод, на трубопроводе обратного теплоносителя установлен входной вентиль, а потребитель имеет гидроаккумулятор.Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump, including supply and return pipelines, two single-section membrane pumps consisting of pumping and working chambers, two hot water heat exchangers, shock valves, check valves and safety valves, characterized in that the system additionally contains a valve , bellows regulator, return heat carrier pipeline, evaporator, condenser, heat pump circuit, plumbing, consumer, spiral parts, stops, springs, valve, control valve, recirculation pipeline, inlet valve, hydraulic accumulator, moreover, the second hot water heat exchanger is connected on one side to supply line through a valve, the opening and closing of which is controlled by a bellows regulator and a return line through a safety valve, the return heating line, the first hot water heat exchanger, the heat pump circuit evaporator, and on the other with On the other side, the second hot water heat exchanger is connected to the water supply through a bellows regulator, the heat pump circuit condenser, the first hot water heat exchanger, and by the consumer through a safety valve, shock valves connected in parallel, also single-section diaphragm pumps are connected to the corresponding shock valves and fixed with stops, in which spiral parts, and springs are installed in the discharge chambers, respectively, while the heat pump circuit with a valve, which includes a condenser and an evaporator between which a control valve is installed on one side, and on the other side, the pump chambers of membrane pumps connected in parallel between the check valves are also a recirculation pipeline is connected parallel to the water supply, an inlet valve is installed on the return coolant pipeline, and the consumer has a hydraulic accumulator.
RU2021114629A 2021-05-24 2021-05-24 Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump RU2763637C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114629A RU2763637C1 (en) 2021-05-24 2021-05-24 Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021114629A RU2763637C1 (en) 2021-05-24 2021-05-24 Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763637C1 true RU2763637C1 (en) 2021-12-30

Family

ID=80039952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021114629A RU2763637C1 (en) 2021-05-24 2021-05-24 Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2763637C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155302C1 (en) * 1999-09-13 2000-08-27 Межотраслевой научно-исследовательский институт экологии топливно-энергетического комплекса Heating and hot water supply plant
KR20050119548A (en) * 2004-06-16 2005-12-21 윤명혁 Heat pump system for hot water supply
RU2561846C2 (en) * 2013-06-21 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") Hot water supply method
RU2716545C1 (en) * 2019-10-03 2020-03-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and method of its operation organization
CN111609459A (en) * 2020-06-03 2020-09-01 江苏恒信诺金科技股份有限公司 Heat recovery and reclaimed water dual-use method and system for building domestic wastewater

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2155302C1 (en) * 1999-09-13 2000-08-27 Межотраслевой научно-исследовательский институт экологии топливно-энергетического комплекса Heating and hot water supply plant
KR20050119548A (en) * 2004-06-16 2005-12-21 윤명혁 Heat pump system for hot water supply
RU2561846C2 (en) * 2013-06-21 2015-09-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Забайкальский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "ЗабГУ") Hot water supply method
RU2716545C1 (en) * 2019-10-03 2020-03-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Heat supply system and method of its operation organization
CN111609459A (en) * 2020-06-03 2020-09-01 江苏恒信诺金科技股份有限公司 Heat recovery and reclaimed water dual-use method and system for building domestic wastewater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chatzopoulou et al. Off-design optimisation of organic Rankine cycle (ORC) engines with piston expanders for medium-scale combined heat and power applications
US7003964B2 (en) Heat pump system
RU2731140C2 (en) Thermodynamic boiler with heat compressor
Sleiti et al. A combined thermo-mechanical refrigeration system with isobaric expander-compressor unit powered by low grade heat–Design and analysis
UA92229C2 (en) Method and system for generating power from a heat source
US11293666B2 (en) Superhigh temperature heat pump system and method capable of preparing boiling water not lower than 100° C
JP7311426B2 (en) Thermodynamic CO2 boiler and thermal compressor
RU2716545C1 (en) Heat supply system and method of its operation organization
RU2763637C1 (en) Hot water heating system with hydromechanical drive of the heat pump
CN108954821A (en) A kind of open type heat pump hot water preparation method of air circulation
CN103983014B (en) A kind of air source hot pump water heater with thermoacoustic heating and its heating means
CN104075489A (en) High-temperature steam heat pump unit
CN1888527A (en) Air thermal energy heat pump type steam boiler
RU2239704C1 (en) Steam power plant with piston steam machine
CN102012080A (en) Air conditioning water heater and control method thereof
CN207018041U (en) A kind of integrated heat pump and the thermal energy of generating function utilize system
RU2756654C1 (en) Hot water supply system with the organization in it of a pulsating mode of movement of the coolant and heated water
CN203857678U (en) Air source heat pump water heater with thermo-acoustic heating function
RU2717186C1 (en) Heat source
RU2754569C1 (en) System for heating an independently connected building with organisation of a pulsating mode of movement of the heat carrier therein
CN219433522U (en) Energy conversion equipment
EP4397923A1 (en) Heat pump and method for operating a heat pump
Zhang et al. Performance analysis of an air cycle heat pump with a turbocharger driven by a blower
CN108691519B (en) Heating system of natural gas well head
CN100381767C (en) Fuid evaporation condensation heat pump