Тепловой насос
Использование: в области теплоснабжения, преимущественно в системах централизованного теплоснабжения. Сущность полезной модели: сжатый в компрессоре 1 пар рабочего тела в перегретом состоянии поступает в конденсатор 2, где охлаждается и конденсируется, отдавая теплоту при охлаждении и конденсации нагреваемой среде. После конденсатора 2 конденсат рабочего тела поступает в охладитель конденсата 3, где он охлаждается с дополнительной отдачей теплоты нагреваемой среде (линия7 потребителя нагреваемой среды). Далее конденсат рабочего тела в переохлажденном состоянии, поступает через дроссельный вентиль 4 в испаритель теплового насоса 5, одновременно являющимся конденсатором замкнутой испарительно-конденсациоыной системы 8. Вход линии 6 низкопотенциального источника теплоты соединен с испарителем замкнутой испарительно-конденсационной системы 8. Использование предлагаемого теплового насоса позволит использовать в качестве низкопотенциального источника теплоты сточные воды энергетических систем жизнеобеспечения, за счет того, что устраняется засорение испарителя теплового насоса.
Предлагаемое техническое решение относится к области теплоснабжения и может быть использовано в системах централизованного и автономного теплоснабжения.
Известен тепловой насос, содержащий компрессор, конденсатор, дроссельный вентиль, испаритель, две емкости для аккумулирования энергии в жидкой нагреваемой среде и дополнительный контур с теплообменным аппаратом, причем в одной из емкостей расположен теплообменник, служащий охладителем пара рабочего тела после компрессора, а во второй емкости размещен испаритель, (см. Dicnev S, Karte!ov G. Lechev D, Increasing the efiieny of compressor heat Pumps by obtaining multizone cjndensation. XVI - congress international du freidcommissions Br. 1983. p.39-43, /1/).
Описанный в /1/ тепловой насос служит для производства нагретой среды двух температурных уровней, за счет разделения потока пара рабочего тела на два потока, причем один проходит через охладитель пара, нагревая нагреваемую среду в емкости, а другой попадает непосредственно в конденсатор, при этом предусмотрено регулирование потоков рабочего тела, проходящих через охладитель пара и конденсатор.
Недостатком подобного теплового насоса является относительно малое снижение потерь энергии вследствие малого повышения температуры нагреваемой среды в охладителе пара из-за сохраняющейся большой неэквивалентности потоков рабочего тела и нагреваемой среды при разделении потока рабочего тела.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа, тепловой насос, описанный в патенте РФ №2044234, МПК 6 F 25 В 9/00, опубл. В 1995 г., /2/, содержащий циркуляционный контур рабочего тела, включающий последовательно соединенные компрессор, охладитель пара, конденсатор, охладитель конденсата, регенеративный теплообменник, который соединен через дроссельный вентиль с входом испарителя, выход которого через регенеративный теплообменник подключен к входу компрессора, причем вход охладителя конденсата по нагреваемой среде соединен с входом теплового насоса, выход конденсатора по нагреваемой среде подключен к линии первого потребителя, а выход охладителя
пара по нагреваемой среде подключен к линии второго потребителя,
Однако, описанное в /2/ техническое решение не позволяет эффективно использовать ресурс низкопотенциальных источников теплоты сточных и грунтовых вод, так как требует дополнительных затрат энергии для подвода теплоты от источника к испарителю теплового насоса.
Задачей на решение которой направлено предлагаемое техническое решение является сокращение потребления-энергии при использовании теплоты низкопотенциапьных источников для повышения степени энергосбережения в области теплоснабжения и горячего водоснабжения.
Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемого теплового насоса, заключается в том, что предлагаемое техническое решение позволяет снизить затраты на отопление и горячее водоснабжение за счет исключения: затрат энергии для подвода теплоты от источника к испарителю теплового насоса при использовании теплоты таких низкопотенциальных источников, как сточные и грунтовые воды, непосредственно грунта.
Указанный технический результат, достигается тем, что в тепловом насосе, содержащем циркуляционный контур рабочего тела. включающем последовательно соединенные компрессор, конденсатор, охладитель конденсата, который соединен через дроссельный вентиль с входом испарителя, выход которого подключен к входу компрессора, причем вход охладителя-конденсата по нагреваемой среде соединен с линией подачи воды на горячее водоснабжение, а испаритель подключен к низкопотенциальному источнику теплоты, при этом испаритель теплового насоса выполнен в виде замкнутой испарительно-конденсационной системы, конденсатором которой является испаритель теплового насоса, а испаритель замкнутой испарительно-конденсационной системы выполнен в виде пучка труб, размещенных в потоке среды низкопотенциального источника теплоты.
На чертеже Фиг.1 приведена схема предложенного теплового насоса. Тепловой; насос содержит компрессор 1, конденсатор 2, охладитель конденсата 3, дроссельный вентиль 4, испаритель 5, линию 6 низкопотенциального источника теплоты, линию 7 потребителя нагреваемой среды, замкнутую испарительно-конденсационную систему 8.
Тепловой насос работает следующим образом.
Сжатый в компрессоре 1 пар рабочего тела в перегретом состоянии поступает в конденсатор 2, где отдает теплоту конденсации нагреваемой среде. После кондексатора 2 конденсат рабочего тепла поступает в охладитель конденсатора 3
где он охлаждается с дополнительной отдачей теплоты нагреваемой среде (линия 7 потребителя нагреваемой среды). Далее конденсат рабочего тела в переохлажденном состоянии поступает через дроссельный вентиль 4 в испаритель теплового насоса 5, одновременно являющимся конденсатором замкнутой испарительно-конденсационной системы 8. Вход линии 6 низкопотенциального источника теплоты соединен с испарителем замкнутой испарительно-конденсационной система 8.
Применение предлагаемого теплового насоса позволит использовать теплоту таких низкопотенциальных источников как сточные и грунтовые воды, открытые водоемы, грунт земли и т.п., без дополнительных энергетических затрат при переносе теплоты от источника к испарителю рабочего тела теплового насоса.
Тепловой насос, содержащий циркуляционный контур рабочего тела, включающий последовательно соединенные компрессор, конденсатор, охладитель конденсата, который соединен через дроссельный вентиль с входом испарителя, выход которого подключен к входу компрессора, отличающийся тем, что испаритель теплового насоса выполнен в виде замкнутой испарительно-конденсационной системы, конденсатором которой является испаритель теплового насоса, а испаритель замкнутой испарительно-конденсационной системы выполнен в виде пучка труб, размещенных в потоке среды низкопотенциального источника теплоты.
