SU1478000A1

SU1478000A1 - Cascade heat pump

Info

Publication number: SU1478000A1
Application number: SU874305958A
Authority: SU
Inventors: Лев Николаевич Стронский; Александр Васильевич Супрун; Валерий Николаевич Шевченко
Priority date: 1987-09-15
Filing date: 1987-09-15
Publication date: 1989-05-07

Abstract

Изобретение может быть использовано при отоплении и кондиционировании зданий. Цель изобретени - повышение экономичности работы установки. Установка содержит верхний и нижний каскады. Камера 8 барометрического вскипани верхнего каскада имеет паровой объем. Отопительный контур соединен с нагревател ми 19 и 22 верхнего и нижнего каскадов через трехходовые двухпозиционные краны 20 и 21 с возможностью поочередного их включени к потребителю тепла этого контура. Теплообменник 25 подключен через запорный вентиль 26 к нижнему каскаду параллельно его конденсатору 3 и размещен в газовом объеме камеры 8. Конденсатор 3 нижнего каскада снабжен подогревателем 23 системы гор чего водоснабжени , установленным параллельно нагревателю 22 нижнего каскада. Конструкци установки обеспечивает покрытие нагрузки гор чего водоснабжени за счет нижнего каскада, а функционирование системы отоплени - за счет двухкаскадной установки в зимнее врем , а в переходные отопительные периоды позвол ет регулировать вырабатываемую дл отоплени тепловую мощность, снижа т-ру воды в отопительном контуре. 1 ил.The invention can be used for heating and air conditioning of buildings. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the installation. The installation contains upper and lower cascades. The chamber 8 of the barometric boiling of the upper cascade has a vapor volume. The heating circuit is connected to the heaters 19 and 22 of the upper and lower stages through three-way two-way valves 20 and 21 with the possibility of alternately switching them to the heat consumer of this circuit. The heat exchanger 25 is connected via a shut-off valve 26 to the lower cascade parallel to its condenser 3 and placed in the gas volume of chamber 8. The condenser 3 of the lower cascade is equipped with a heater 23 for a hot water system installed parallel to the heater 22 of the lower cascade. The design of the installation provides coverage for the hot water supply through the lower stage, and the heating system functions through a two-stage installation in winter, and during transitional heating periods it allows to regulate the thermal power generated for heating, reducing the water flow in the heating circuit. 1 il.

Description

реключени на нагреватель 22 нижнего отопительный контур, конденсиру сьSwitching to the heater 22 of the lower heating circuit, the condenser is smiling

каскада с Дл этого краны 20 и 21 снабжены устройством синхронного переключени . В конденсаторе 3 нижнего каскада установлен подогреватель 23, гидравлически св занный с подающей линией 24 системы гор чего водоснабжени о При отом конденсатор 3 изготовлен так, что теплоноситель нижнего каскада (хладон) циркулирует в межтрубном пространстве, омыва подогреватель 23 и нагреватель 22 В качестве источника низкопотенциального тепла может быть использована морска вода, вода из скважины илиcascade with For this valves 20 and 21 are equipped with a synchronous switching device. A heater 23 is installed in the condenser 3 of the lower cascade. It is hydraulically connected to the flow line 24 of the hot water supply system. When the condenser is removed, the condenser 3 is made so that the heat transfer medium of the lower cascade (freon) circulates in the annular space, washing the heater 23 and the heater 22 heat can be used seawater, well water or

5050

5555

при этомо Неиспаривша с в камере 8 вода насосом 15 подаетс в контур верхнего каскада, в котором смешива етс с конденсатом из конденсатора Образовавша с смесь, пройд через вентиль 16, поступает на вход камер 8 и разбрызгиваетс внутри камеры 8 Тепло, расходуемое на испарение вод отбираетс у нижнего каскада посред ством теплообменника 25 за счет фаз вых превращений как теплоносител нижнего, так и теплоносител верхне го каскадов Циркулирующа в отопительном контуре вода отбирает высоотопительный контур, конденсиру сьin this case, the non-evaporating water in chamber 8 is pumped into the circuit of the upper cascade, in which it mixes with condensate from the condenser. The mixture formed through the valve 16 enters the inlet of chambers 8 and is sprayed inside the chamber 8. Heat consumed for the evaporation of water is taken at the lower cascade through the heat exchanger 25 due to the phase transformations of both the heat carrier of the lower and heat carrier of the upper cascades Circulating water in the heating circuit selects a high-heating circuit that condenses

при этомо Неиспаривша с в камере 8 вода насосом 15 подаетс в контур верхнего каскада, в котором смешиваетс с конденсатом из конденсатора 7. Образовавша с смесь, пройд через вентиль 16, поступает на вход камеры 8 и разбрызгиваетс внутри камеры 8. Тепло, расходуемое на испарение воды, отбираетс у нижнего каскада посредством теплообменника 25 за счет фазовых превращений как теплоносител нижнего, так и теплоносител верхнего каскадов Циркулирующа в отопительном контуре вода отбирает высокопотенциальное тепло от нагревател 19 верхнего каскада и подаетс к потребител м тепла в систему отоплени , содержащую радиаторы 27. При этом в подогревателе 23 вода подающей линии 24 системы гор чего водоснабжени отбирает тепло от конденсирующегос в конденсаторе 3 теплоносител нижнего каскада,, Конденсат теплоносител после теплообменника 25 и конденса- тора 3 смешиваетс и поступает в дроссель 4„in this case, the non-evaporating camera in chamber 8 is pumped by pump 15 to the circuit of the upper stage, in which it mixes with condensate from condenser 7. The resulting mixture, having passed through valve 16, enters the inlet of chamber 8 and is sprayed inside chamber 8. Heat consumed for evaporation water is taken from the lower cascade by means of the heat exchanger 25 due to phase transformations of both the heat carrier of the lower and the heat carrier of the upper cascades. The water circulating in the heating circuit takes high-grade heat from the heater 19 About the cascade and is supplied to the heat consumers in the heating system containing radiators 27. At the same time, in the preheater 23, the water of the flow line 24 of the hot water supply system takes heat from the heat carrier of the lower cascade, after the heat exchanger 25 and the condenser in the condenser 3 3 is mixed and fed to the choke 4 "

Таким образом, обеспечиваетс покрытие нагрузки гор чего водоснабже- ни за счет нижнего каскада, а функционирование системы отоплени - за счет двухкаскадной установки, благодар чему повышаетс эффективность и экономичность работы установки в зимнее врем года.In this way, the load of the hot water supply is covered by the lower cascade, and the heating system is operated by a two-stage installation, thereby increasing the efficiency and economy of the installation during the winter season.

В переходные отопительные периоды нагрузки системы отоплени снижаютс вследствие повышени наружной температуры воздуха В св зи с этим необ- ходимо регулировать вырабатываемую дл отоплени тепловую мощность. Это можно осуществл ть снижением температуры воды в отопительном контуре до 50-70°С, Дл этого достаточно ис- пользовать только нижний каскад установки В этом случае краны 20 и 21 устанавливаютс во второе положение, а вентиль 26 закрываетс . Таким образом , пары теплоносител нижнего кас- када после компрессора 2 попадают только в конденсатор 30 Потребители тепла при этом подключены к нагревателю 22 и подогревателю 23, расположенным в конденсаторе 3 нижнего кас- када„ Тепло нижнего каскада, отобранное в конденсаторе 3, поступает в линию 24 гор чего водоснабжени и к радиаторам 27 системы отоплени .During the transitional heating periods, the load on the heating system decreases due to an increase in the outdoor air temperature. Therefore, it is necessary to regulate the heat output generated for heating. This can be done by lowering the temperature of the water in the heating circuit to 50-70 ° C. To do this, it is enough to use only the lower stage of the installation. In this case, the taps 20 and 21 are set to the second position, and the valve 26 is closed. Thus, lower-stage heat carrier vapors after compressor 2 fall only into condenser 30. Heat consumers are connected to heater 22 and heater 23, located in condenser 3 of lower cascade. “Lower-stage heat selected in condenser 3 enters the line 24 hot water and radiators for the heating system 27.

Исходна вода, в качестве которой может использоватьс морска , засоленна или загр зненна вода, предварительно нагрева сь в регенеративных теплообменниках 11 и 12, по линии 10 проходит в камеру 8 барометрического вскипани , В камере 8 происходит вы- паривание воды за счет уменьшени давлени , создаваемого компрессоромThe initial water, which can be used as marine, saline or polluted water, is preheated in regenerative heat exchangers 11 and 12, passes through line 10 to barometric boiling chamber 8, water evaporating in chamber 8 due to reduction in pressure compressor

6. Пройд через конденсатор 7, который в данном случае не работает, и кран 13, пары воды поступают в регенеративный теплообменник 12, где конденсируютс , нагрева исходную воду. Рассол через жидкостный выход камеры 8 поступает к насосу 15 и затем через вентиль 18 и регенеративный теплообменник 1 по линии 17 выводитс из установки, при этом в теплообменнике 11 рассол охлаждаетс .нагрева исходную воду.6. Pass through the condenser 7, which in this case does not work, and the valve 13, water vapor enters the regenerative heat exchanger 12, where the source water is condensed. The brine through the liquid outlet of the chamber 8 enters the pump 15 and then through the valve 18 and the regenerative heat exchanger 1 through line 17 is removed from the installation, while in the heat exchanger 11 the brine cools the initial water.

В летний период вентиль 28 закрыт. Таким образом, в летний период потребителем тепла вл етс только система гор чего водоснабжени , В. качестве низкопотенцнального источника тепла в испарителе 1 нижнего каскада используетс избыточное тепло системы кондиционировани здани Остальное оборудование работает так же как в переходный отопительный период.In the summer, the valve 28 is closed. Thus, in the summer period, the heat consumer is only a hot water supply system, B. as a low potential heat source in the evaporator 1 of the lower cascade, the excess heat of the building air conditioning system is used. The rest of the equipment works in the same way as during the transitional heating period.

Claims

Invention Formula

A heat pump cascade installation comprising a lower cascade with an evaporator, a choke, a compressor, a condenser and a heater, an upper cascade with a barometric boiling chamber having a steam volume, its own compressor and heater, a condenser, and a heating circuit connected to the heaters of both cascades through three-way two positions cranes with the possibility of alternately connecting them to the heat consumer of this circuit, characterized in that, in order to increase the efficiency of operation by reducing energy consumption Punch on the compressor drive of the upper stage, the installation additionally contains a heat exchanger connected through a shut-off valve to the lower stage parallel to its condenser and placed in the steam volume of the chamber barometric. the bottom of the cascade is additionally equipped with a heater for the hot water supply system installed parallel to the heater of the lower cascade