Устройство для повышения эффективности теплового насоса при низких температурах наружного воздуха

Полезная модель направлена на удаление конденсата и наледи во внешнем блоке конденсатора ТН и обеспечение снижения затрат энергии на обогрев картера при низких температурах воздуха путем подогрева температуры нагнетаемого наружного воздуха рекуперативным теплообменником.

Это достигается тем, что устройство снабжено рекуперативным теплообменником, размещенным непосредственно в животноводческом помещении, не требует размещения дополнительных теплогенерирующих устройств, для подогрева картера внешнего блока конденсатора теплового насоса при низких температурах наружного воздуха, тем самым обеспечивает энергосбережение и повышает эффективность его работы.

Полезная модель может использоваться в сельском хозяйстве на объектах агропромышленного комплекса, жилищно-коммунального хозяйства и в других отраслях, где требуется утилизация выбросной теплоты с использованием тепловых насосов, например в животноводческих помещениях.

Полезная модель может использоваться в сельском хозяйстве на объектах агропромышленного комплекса, жилищно-коммунального хозяйства и в других отраслях, где требуется утилизация выбросной теплоты с использованием тепловых насосов, например, из помещений для содержания скота, птицы и т.п.

Наиболее близким к заявленному техническому решению, взятому в качестве прототипа, является устройство для повышения коэффициента преобразования [1], включающее узел подогрева картера внешнего блока конденсатора ТН с помощью интегрированного кондиционера с функцией подогрева воздуха, вследствие чего осуществляется таяние наледи и затем испарение конденсата на внешнем блоке. Названные выше подогреватели удорожают конструкцию устройства и требуют дополнительных затрат на электроэнергию.

Цель полезной модели: удаление конденсата и наледи во внешнем блоке конденсатора ТН и обеспечение снижения затрат энергии на обогрев картера при низких температурах воздуха путем подогрева температуры нагнетаемого наружного воздуха рекуперативным теплообменником.

На чертеже изображено предполагаемое устройство (Фиг.1).

Устройство состоит из конденсатора 1, направляющих клапанов 2 и 3, соответственно, для движения хладоагента при охлаждении и отопления помещения, четырехходового крана - переключателя 4, испарителя 5, регулирующего вентиля 6, компрессора 7, рекуперативного теплообменника 8 и регулирующего клапана 9. Теплообменник рекуперативного типа 8 с регулирующим клапаном 9 размещен непосредственно в помещении с находящимися в нем животными или птицей.

Устройство работает следующим образом. В исходном рабочем состоянии при температуре наружного воздуха выше минус 20°С утилизируемый воздух из помещения поступает во внешний кожух испарителя 5 и отдает тепло хладоагенту в замкнутом контуре теплового насоса, повышая его температуру. С помощью компрессора 7 через регулирующий вентиль 6 хладоагент поступает в конденсатор 1, где отдает тепло поступающему во внешний картер наружному чистому воздуху. При этом регулирующий клапан 9 закрывает теплообменник 8 и воздух, минуя теплообменник, поступает во внешний блок конденсатора 1, подогревается и направляется в помещение. Направляющий клапан движения хладагента 3 четырехходового крана-переключателя 4 открыт для отопления помещения, а клапан 2 закрыт.

При снижении температуры воздуха ниже минус 20°С клапан 9 автоматически перекрывает доступ воздуха напрямую в конденсатор и переводит его на режим работы через рекуперативный теплообменник 8. В результате холодный воздух, проходя через него, нагревается за счет теплого воздуха в помещении и поступает во внешний блок картера 1 конденсатора теплового насоса. Дополнительные затраты энергии для подогрева картера не требуются.

Длина воздуховода теплообменника примерно равна двойной длине помещения. Исследования показали, что рекуперативный теплообменник обеспечивает повышение температуры воздуха, проходящего через него, на 10-15°С, что вполне достаточно для эффективной работы ТН без образования конденсата и наледи.

При необходимости тепловой насос в теплое время года может работать в режиме охлаждения животноводческого помещения, как показано на рисунке 1. Для этого включается направляющий клапан движения хладагента 2 для охлаждения помещения, меняется направление движения хладоагента в замкнутом контуре теплового насоса.

Применение данного устройства позволяет снизить затраты на электроэнергию на подогрев картера конденсатора ТН при низких температурах наружного воздуха за счет подогрева его воздушным потоком, нагретым рекуперативным теплообменником.

Использованная литература

1. Суслов А.И Исследования тепловых насосов. \ Воздушные тепловые насосы, возможности и ошибки маркетинга. Журнал «АКВА-ТЕРМ» - отопление, водоснабжение, водоподготовка.htm.

Устройство для повышения эффективности теплового насоса при низких температурах наружного воздуха, отличающееся тем, что подогрев картера заменен рекуперативным теплообменником с регулирующим клапаном, размещенным непосредственно в помещении для содержания животных или птицы.