Технология отопления и горячего водоснабжения для здания с помощью теплового насоса

Основное преимущество изобретения заключается в том, что за счет регулируемого перегрева рабочего тела после испарителя его температура останется постоянной вне зависимости от температуры на выходе из испарителя. По сравнению с предшествующим уровнем техники значительно улучшаются характеристики эффективности работы системы в целом без значительного увеличения расходов и увеличения энергопотребления системы.

Приложение 4. Патент RU № 2152568

Дата подачи заявки: 21.09.1995

Дата публикации: 10.07.2000

Автор(ы): Горшков В.Г.; Деменева В.С.; Засимов М.В.; Зубков В.А.; Петин Ю.М.

Патентообладатель(и): Закрытое акционерное общество "Энергия"

Тепловой насос

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к установкам с винтовыми компрессорами, и касается тепловых насосов с использованием маслозаполненных винтовых компрессоров.

Задача изобретения - создание высокоэффективных систем циркуляции хладагента и масла, обеспечивающих эксплуатационную надежность и экономичность теплового насоса.

Решение - в тепловом насосе, содержащем последовательно соединенные по хладагенту винтовой маслозаполненный компрессор, маслоотделитель, конденсатор, переохладитель, дросселирующий орган, испаритель и контур циркуляции масла, содержащий две магистрали, одна из которых, в частности, соединенная с линией подвода масла в полость сжатия компрессора на стороне нагнетания, включает маслоотделитель, дополнительный маслоохладитель, масляный насос, маслоохладитель, соединенный с компрессором, а также линии подвода и отвода теплоносителя в конденсатор, дополнительный маслоохладитель, соединенные с контуром теплофикационной воды, и переохладитель, испаритель, соединенные с источником низкопотенциального тепла, согласно изобретению в насосе дополнительно установлены дросселирующий орган и последовательно размещенный за переохладителем теплообменник-испаритель, межтрубное пространство которого соединено трубопроводами с межтрубным пространством маслоохладителя, которое, в свою очередь, соединено через дополнительный трубопровод с компрессором.

Включение в схему теплового насоса дополнительного теплообменника-испарителя позволяет снизить температуру жидкого хладагента, поступающего на основной испаритель теплового насоса, а также снизить температуру масла, поступающего в компрессор за счет паров, поступающих из межтрубного пространства теплообменника-испарителя в компрессор, и одновременно осушить этот пар, что, в конечном счете, позволит создать условия работы теплового насоса в оптимальном режиме за счет улучшения режимов работы компрессора, а значит, повысить надежность работы теплового насоса и его теплопроизводительность.

Рис. Схема теплового насоса: 1 - испаритель, 2 - компрессор, 3 - маслоотделитель, 4 - конденсатор, 5 - переохладитель, 6 - первый дросселирующий орган, 7 - теплообменник-испаритель, 8 - второй дросселирующий орган и контур циркуляции масла в виде двух магистралей, одна из которых, в частности, подключенная к линии подвода масла в полость сжатия компрессора на стороне нагнетания для смазки подшипников, содержит маслоотделитель, 9 - дополнительный маслоохладитель, 10 - масляный насос, 11 - маслоохладитель, 12 - контур циркуляции теплофикационной воды, 13 - регулирующий орган, 14 - температурный датчик

Маслоохладитель выполнен в виде кожухотрубного теплообменника, по трубам которого циркулирует масло, а межтрубное пространство соединено трубопроводами с дополнительным теплообменником-испарителем и компрессором. По теплоносителю конденсатор соединен с контуром циркуляции теплофикационной воды, а дополнительный маслоохладитель подключен к нему параллельно, при этом утилизируется тепло, выделяющееся из этого узла. На линии циркуляции воды в дополнительном маслоохладителе установлен регулирующий орган, связанный с температурным датчиком.

Испаритель и переохладитель по теплоносителю связаны с источниками низкопотенциального тепла.

Принцип действия:

Пары хладагента от испарителя 1 вместе с впрыскиваемым в компрессор 2 маслом и маслом, поступающим из подшипниковых камер компрессора 2, сжимаются в нем и затем подаются в маслоотделитель 3, где происходит отделение сконденсированного масла от паров хладагента, которые после этого поступают в конденсатор 4. В конденсаторе 4 хладагент конденсируется, а затем жидкий хладагент поступает в переохладитель 5. После переохладителя 5 жидкий хладагент делится на два потока: меньшая его часть дросселируется в дополнительном дросселирующем органе 6 и поступает в межтрубное пространство теплообменника-испарителя 7, а большая его часть идет по трубам теплообменника-испарителя 7 и охлаждается в результате теплообмена с кипящим в межтрубном пространстве хладагентом. Охлажденный жидкий хладагент дросселируется в основном дросселирующем органе 8 и поступает в испаритель 1. Горячее масло, выходя из маслоотделителя 3, поступает в дополнительный маслоохладитель 9 и насосом 10 нагнетается в маслоохладитель 11 и далее в компрессор 2. Межтрубное пространство маслоохладителя 11 соединено с межтрубным пространством теплообменника-испарителя 7, в котором образуется пар от кипения в нем хладагента после дросселирования его в дополнительном дросселирующем органе 6. Пар при прохождении межтрубного пространства маслоохладителя 11 охлаждает в результате теплообмена проходящее по трубам масло, одновременно осушается и становится перегретым, а затем поступает в компрессор 2. При этом исключается необходимость в установке теплообменника для осушения паров хладагента.

Данное изобретение позволяет применять винтовые маслозаполненные компрессоры в высокотемпературных тепловых насосах, используемых в системах отопления и горячего водоснабжения, при высокой их теплопроизводительности и надежности в работе.

Размещено на Allbest.ru