RU2080529C1 - Heat pump installation - Google Patents
Heat pump installation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2080529C1 RU2080529C1 RU9494018863A RU94018863A RU2080529C1 RU 2080529 C1 RU2080529 C1 RU 2080529C1 RU 9494018863 A RU9494018863 A RU 9494018863A RU 94018863 A RU94018863 A RU 94018863A RU 2080529 C1 RU2080529 C1 RU 2080529C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- coolant
- heat
- absorber
- injector
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims abstract description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 45
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 5
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 19
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 4
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010754 BS 2869 Class F Substances 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 2
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 2
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 2
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- 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]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплонасосным установкам, базирующимся на абсорбционных агрегатах, в частности к установкам для отопления и охлаждения помещений с постоянно действующей вентиляцией. The invention relates to heat pump installations based on absorption units, in particular to installations for heating and cooling rooms with permanent ventilation.
В основу работы всех тепловых насосов заложены термодинамическое состояние и параметры, определяющие это состояние: температура, давление, удельный объем, энтальпия и энтропия. The work of all heat pumps is based on the thermodynamic state and the parameters that determine this state: temperature, pressure, specific volume, enthalpy and entropy.
Работа всех тепловых насосов заключается в том, что тепло изотермически подводится при низкой температуре и изометрически отводится при высокой температуре. Сжатие и расширение производится при постоянной энтропии, а работа производится от внешнего двигателя. The work of all heat pumps is that heat is isothermally supplied at low temperature and isometrically removed at high temperature. Compression and expansion is carried out at constant entropy, and work is done from an external engine.
Тепловой насос можно охарактеризовать как умножитель тепла, использующий низкопотенциальное тепло различных тепловыделяющих сред, таких как окружающий воздух, грунт, грунтовые и сточные воды и т.п. A heat pump can be described as a heat multiplier that uses low-grade heat from various heat-generating media, such as ambient air, soil, ground and waste water, etc.
В настоящее время известно множество различных тепловых насосов с различными рабочими телами. Такое разнообразие вызвано существующими ограничениями использования того или иного вида теплового насоса, которые накладываются не только техническими проблемами, но также законами природы. Currently, there are many different heat pumps with different working fluids. Such a variety is caused by the existing restrictions on the use of one or another type of heat pump, which are imposed not only by technical problems, but also by the laws of nature.
Наиболее распространенными являются насосы с механической компрессией пара, затем насосы с абсорбционным циклом и двойным циклом Ренкина. The most common are pumps with mechanical vapor compression, then pumps with an absorption cycle and a double Rankine cycle.
Насосы с механической компрессией не находят широкого использования в виду необходимости наличия сухого пара, что вызвано особенностями механики большинства компрессоров. Попадание жидкости вместе с паром на вход компрессора может повредить его клапаны, а поступление большого количества жидкости в компрессор может вообще вывести его из строя. Pumps with mechanical compression do not find widespread use in view of the need for dry steam, which is caused by the mechanical features of most compressors. If liquid enters the compressor inlet, along with steam, it can damage its valves, and the flow of large amounts of liquid into the compressor can damage it altogether.
Наиболее широко используются насосы абсорбционного типа. Процесс работы абсорбционных установок основан на последовательном осуществлении термохимических реакций поглощения рабочего агента абсорбентом, а затем освобождения (десорбции) абсорбента от рабочего агента. The most widely used are absorption type pumps. The process of absorption plants is based on the sequential implementation of thermochemical reactions of absorption of the working agent by the absorbent, and then the release (desorption) of the absorbent from the working agent.
Как правило, рабочим агентом в абсорбционных установках служит вода либо иные растворы, способные поглощаться абсорбентом, в качестве абсорбентов могут быть использованы соединения и растворы, легко поглощающие рабочее тело: аммиак (NH3), серный ангидрит (SO2), двуокись углерода (CO2), едкий натр (NaOH), едкий калий (KOH), хлористый кальций (CACl2) и т.д.As a rule, water or other solutions that can be absorbed by the absorbent serve as a working agent in absorption plants; compounds and solutions that easily absorb the working medium can be used as absorbents: ammonia (NH 3 ), sulfuric anhydrite (SO 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), sodium hydroxide (NaOH), potassium hydroxide (KOH), calcium chloride (CACl 2 ), etc.
Известна, например, теплонасосная установка (авт. св. СССР N 1270499, кл. F 25 B 15/02, 29/00, 1986), содержащая абсорбционный холодильный агрегат с контуром хладагента, конденсатор, переохлодитель, испаритель, дефлегматор и регенеративный теплообменник, а также контур отопительной воды, проходящей через конденсатор, линию вентиляционного воздуха, проходящую последовательно через абсорбер и переохладитель, контур отопительной воды выполнен замкнутым и в него дополнительно включен дефлегматор. Установка дополнительно содержит двухполостной теплообменник -переохладитель, который одной полостью включен в контур хладагента между переохладителем и испарителем, а другой- в линию вентиляционного воздуха перед абсорбером. A heat pump installation (ed. St. USSR N 1270499, class F 25
Описанная установка громоздка и металлоемка, так как имеет узлы и системы, работающие при повышенном давлении. Кроме того, достижения высоких энергетических показателей в известной установке используют в качестве теплоносителя аммиак и его водные растворы, которые являются ядовитыми и коррозионно агрессивными. The described installation is cumbersome and metal-consuming, as it has components and systems operating at elevated pressure. In addition, the achievement of high energy performance in the known installation use ammonia and its aqueous solutions, which are poisonous and corrosive, as a heat carrier.
Наиболее эффективны теплонасосные установки абсорбционно-инжекторного типа. The most efficient heat pump units are of the absorption-injection type.
Известна тепловая установка (авт. св. СССР N 87623, кл. F 25 B 15/04, 1949), включающая генератор аммиачного пара (испаритель), заполненного высококонцентрированным водоаммиачным раствором, с расположенным внутри него змеевиком из стальных труб, в который подается пар низкого давления, служащий для испарения аммиака, абсорберы высокого давления (инжекторы), насосы, трубчатую систему тепла, генератор высокого пара, подогреватель конденсата пара низкого давления, охладитель, служащий одновременно подогревателем. Known thermal installation (ed. St. USSR N 87623, class F 25 B 15/04, 1949), including an ammonia steam generator (evaporator) filled with a highly concentrated water-ammonia solution, with a coil of steel pipes located inside it, into which steam is supplied low pressure, used for the evaporation of ammonia, high pressure absorbers (injectors), pumps, a tubular heat system, a high steam generator, a low pressure steam condensate heater, a cooler serving as a heater at the same time.
Описанная установка позволяет повысить давление пара при высоком значении термического коэффициента полезного действия за счет того, что абсорбер установки имеет инжекторы, служащие для повышения давления, полученного в генераторе аммиачного пара, с помощью подаваемого насосом из генератора обедненного раствора. The described installation allows you to increase the vapor pressure at a high value of the thermal efficiency due to the fact that the absorber of the installation has injectors that serve to increase the pressure obtained in the ammonia steam generator using the depleted solution supplied by the pump from the generator.
Однако в описанной установке используют агрессивные среды, что требует использования специальных материалов высокой коррозионной стойкости. Это значительно удорожает установку. However, the described installation uses aggressive media, which requires the use of special materials with high corrosion resistance. This greatly increases the cost of installation.
Целью изобретения является создание упрощенной, экологически безвредной, экономичной установки, имеющей высокие энергетические характеристики. The aim of the invention is to create a simplified, environmentally friendly, economical installation with high energy characteristics.
Эта задача решается тем, что теплонасосная установка, содержащая теплообменник, испаритель, инжектор-абсорбер, жидкостной насос, напорно-разделительный бачок, испаритель и инжектор-абсорбер, которые согласно изобретению, соединены между собой по меньшей мере одним капилляром, а испаритель выполнен трехполостным, одна полость которого соединена с теплообменником линией вентиляционного воздуха, другая заполнена теплоносителем, разделенные полостью вакуума, подключенной к инжектору-абсорберу, причем испаритель содержит пористое тело, размещенное одновременно во всех указанных полостях. This problem is solved in that the heat pump installation comprising a heat exchanger, an evaporator, an injector-absorber, a liquid pump, a pressure separation tank, an evaporator and an injector-absorber, which according to the invention are interconnected by at least one capillary, and the evaporator is made of a three-cavity, one cavity of which is connected to the heat exchanger by a line of ventilation air, the other is filled with coolant, separated by a vacuum cavity connected to the absorber injector, the evaporator containing a porous body, p Placed simultaneously in all of the indicated cavities.
Исполнение в установке связи между испарителем и инжектором-абсорбером в виде термодинамически прерывной системы, соединенной по меньшей мере одним капилляром, позволяет вести процесс получения тепла в области, далекой от термодинамического равновесия, что значительно интенсифицирует тепломассообмен в рассматриваемой системе. Execution of the connection between the evaporator and the injector-absorber in the form of a thermodynamically discontinuous system connected by at least one capillary allows the process of heat generation to be carried out in a region far from thermodynamic equilibrium, which significantly intensifies heat and mass transfer in the system under consideration.
Можно соединить испаритель и инжектор-абсорбер несколькими капиллярами. You can connect the evaporator and injector-absorber with several capillaries.
Это усилит эффект тепломассообмена в рассматриваемой системе. This will enhance the effect of heat and mass transfer in the system under consideration.
Исполнение испарителя с тремя независимыми, разделенными полостями и с пористым телом, размещенным одновременно во всех трех полостях, позволяет образовывать развитую поверхность массообмена между теплоносителем и воздухом (примерно 100-10000 см2 в 1 см3), за счет чего внутри пористого тела происходит интенсивное испарение теплоносителя и насыщение им воздуха, сопровождающееся большим поглощением тепла, поступающего из тепловыделяющей среды.The design of the evaporator with three independent, separated cavities and with a porous body located simultaneously in all three cavities allows the formation of a developed mass transfer surface between the coolant and air (approximately 100-10000 cm 2 in 1 cm 3 ), due to which intense the evaporation of the coolant and its saturation of air, accompanied by a large absorption of heat coming from the heat-generating medium.
Целесообразно, чтобы капилляр имел диаметр, равный длине свободного пробега молекул теплоносителя в паровой фазе при остаточном давлении, создаваемым инжектором-абсорбером, и температуре, равной температуре жидкого теплоносителя, и длину, равную 10-105 диаметров капилляра.It is advisable that the capillary has a diameter equal to the mean free path of the coolant molecules in the vapor phase at the residual pressure created by the injector-absorber, and a temperature equal to the temperature of the coolant, and a length equal to 10-10 5 capillary diameters.
Это обеспечивает интенсивный массоперенос теплоносителя в направлении только от испарителя к инжектору-абсорберу. This provides intensive mass transfer of the coolant in the direction only from the evaporator to the injector-absorber.
Пористое тело целесообразно выполнить из пор двух видов, поверхность одних из которых смачивается, а других не смачивается теплоносителем. It is advisable that the porous body be made of pores of two types, the surface of some of which is wetted, while the other is not wetted by the coolant.
В этом случае пористое тело проницаемо одновременно для жидкости и воздуха и позволит образовывать более развитую поверхность массообмена между теплоносителем и воздухом внутри пористого тела. Это значительно интенсифицирует процесс испарения. Скорость испарения в испарителе описанной выше конструкции с пористым телом достигает величины, приближенной к скорости испарения в абсолютном вакууме. In this case, the porous body is permeable simultaneously to liquid and air and will allow the formation of a more developed mass transfer surface between the coolant and the air inside the porous body. This greatly intensifies the evaporation process. The evaporation rate in the evaporator of the above-described construction with a porous body reaches a value close to the evaporation rate in absolute vacuum.
Целесообразно к испарителю подвести по меньшей мере одну тепловую трубу, один конец которой разместить в пористом теле, а другой в тепловыделяющей среде, например в грунте. It is advisable to bring at least one heat pipe to the evaporator, one end of which is placed in a porous body, and the other in a heat-generating medium, for example, in soil.
Это позволит интенсифицировать теплообмен между испарителем и тепловыделяющей средой. This will intensify the heat transfer between the evaporator and the heat-generating medium.
Патрубок отвода газо-паровой смеси напорно-разделительного бачка можно соединить с теплообменником, который является одновременно в описанной установке и конденсатором. The outlet pipe of the gas-vapor mixture in the pressure-separating tank can be connected to a heat exchanger, which is both in the described installation and a condenser.
Это обеспечит подогрев, а следовательно, и понижение влажности вентиляционного воздуха, засасываемого в испаритель из окружающей среды, тем самым интенсифицируя процесс испарения теплоносителя в испарителе. This will provide heating and, consequently, a decrease in the humidity of the ventilation air drawn into the evaporator from the environment, thereby intensifying the process of evaporation of the coolant in the evaporator.
Напорно-разделительный бачок целесообразно соединить с теплообменником, который является одновременно в описанной установке и конденсатором. It is advisable to connect the pressure-separating tank with a heat exchanger, which is both in the described installation and a condenser.
Это обеспечит подогрев, а следовательно, и понижение влажности вентиляционного воздуха, засасываемого в испаритель из окружающей среды, тем самым интенсифицируя процесс испарителя теплоносителя в испарителе. This will provide heating and, consequently, a decrease in the humidity of the ventilation air sucked into the evaporator from the environment, thereby intensifying the process of the coolant evaporator in the evaporator.
Полость испарителя, заполненную теплоносителем, можно соединить с теплообменником линией конденсата теплоносителя. The evaporator cavity filled with the coolant can be connected to the heat exchanger by the condensate line of the coolant.
Это позволит избежать потерь теплоносителя с парогазовой смесью, отделенной в напорно-разделительном бачке, и обеспечит постоянное восполнение теплоносителя в испарителе. This will allow to avoid losses of the coolant with the vapor-gas mixture separated in the pressure-separation tank, and will provide constant replenishment of the coolant in the evaporator.
На фиг.1 изображена схема предлагаемой теплонососной установки; на фиг.2 испаритель с размещенным в нем пористым телом и тепловой трубой. Figure 1 shows a diagram of the proposed heat pump installation; in Fig.2 an evaporator with a porous body and a heat pipe placed therein.
Заявляемая теплонасосная установка содержит теплообменник 1 (фиг.1) с патрубками 2, 3 соответственно подачи вентиляционного воздуха и воздушно-паровой смеси, испаритель 4, соединенный с теплообменником 1 газожидкостной линией 5, представляющей собой две раздельные трубы, и с инжектором-абсорбером с капилляром 7, подключенным к всасывающей линии инжектора-абсорбера. Капилляр должен иметь диаметр, равный длине свободного пробега молекул теплоносителя в паровой фазе при остаточном давлении, созданном в инжекторе-абсорбере 6, и температуре, равной температуре жидкого теплоносителя. Длина капиллярной линии должна иметь 10-105 диаметра капилляра. Инжектор-абсорбер 6 установлен на напорной линии жидкостного насоса 8 и соединен с напорно-разделительным бачком 9, заполненным на 2/3 его объема жидким теплоносителем. Напорно-разделительный бачок соединен линией 10 с теплообменником 1 через патрубок 3 и линией 2, предназначенной для отвода жидкого теплоносителя, с нагревательными приборами 12, которые подключены к всасывающей линии жидкостного насоса 7.The inventive heat pump installation comprises a heat exchanger 1 (Fig. 1) with nozzles 2, 3, respectively, for supplying ventilation air and an air-steam mixture, an evaporator 4 connected to heat exchanger 1 by a gas-liquid line 5, which is two separate pipes, and with an injector-absorber with a capillary 7 connected to the suction line of the injector-absorber. The capillary should have a diameter equal to the mean free path of the coolant molecules in the vapor phase at the residual pressure created in the injector-absorber 6, and a temperature equal to the temperature of the liquid coolant. The length of the capillary line should have 10-10 5 diameter of the capillary. The injector-absorber 6 is installed on the pressure line of the liquid pump 8 and is connected to the pressure-separating tank 9, filled to 2/3 of its volume with a liquid coolant. The pressure separation tank is connected by a line 10 to a heat exchanger 1 through a pipe 3 and a line 2, designed to drain the heat-transfer fluid, with heating devices 12, which are connected to the suction line of the liquid pump 7.
Испаритель 4 выполнен из трех независимых полостей 13, 14 и 15 (фиг.2). Полость 13 соединена с трубой подачи воздуха из теплообменника. Полость 15 заполнена жидким теплоносителем и соединена с трубой подачи конденсата теплоносителя из теплообменника 1, являющегося и конденсатором пара теплоносителя. Это позволяет избежать потерь теплоносителя с газо-паровой смесью, которая отделяется от жидкого теплоносителя в напорно-разделительном бачке 9. Полость 14 соединена посредством капиллярной линии 7 с всасывающей линией инжектора-абсорбера 6, внутри испарителя 4 размещено пористое тело 16, выполненное в виде толстостенного цилиндра, содержащего два вида пор - поверхность одного вида пор хорошо смачивается теплоносителем, поверхность другого вида пор не смачивается теплоносителем, но является проницаемой для воздуха. Материал для пористого тела подбирают в зависимости от теплоносителя, которым может быть любая неагрессивная жидкость с температурой кипения при давлении 1 атм не выше 150oC, например вода, спирты, эфиры, углеводороды и их смеси, состоящие из двух, трех и более компонентов, взаимно растворимых. Теплоноситель выбирают в зависимости от того, какое помещение требуется обогревать установкой, от климатических условий и других факторов.The evaporator 4 is made of three
Пористое тело 16 размещено внутри испарителя таким образом, что его поверхности соприкасаются со всеми тремя указанными полостями. The
К испарителю 4 подведена тепловая труба 17, один конец которой размещен в пористом теле 16, а другой в тепловыделяющей среде, например грунте. Тепловых труб может быть несколько, что усилит подвод тепла из теплосодержащей среды к испарителю и усилит тем самым процесс испарения теплоносителя. A
Теплонасосная установка работает следующим образом. Heat pump installation operates as follows.
Воздух из атмосферы через патрубок 3 подачи воздуха за счет разрежения, созданного инжектором-абсорбером в испарителе 4, засасывает в теплообменник 1 и посредством газожидкостной линии 5 по трубе воздуха поступает в камеру 13 испарителя 4. Внутри пористого тела 16 происходит интенсивное испарение теплоносителя и насыщение его парами воздуха. При этом поглощается тепло тепловыделяющей среды, например грунта, которое подводится в испаритель посредством тепловых труб 17. Скорость испарения теплоносителя внутри пористого тела достигает величины, сравнимой со скоростью испарения в абсолютном вакууме 0,3 г/см3•c, что соответствует тепловому потоку 0,75 Вт/см2 пористого тела.Air from the atmosphere through the air supply pipe 3 due to the vacuum created by the injector-absorber in the evaporator 4, is sucked into the heat exchanger 1 and enters the
Воздух, насыщенный парами теплоносителя, по капилляру 7 засасывается в инжектор-абсорбер 6, сюда же жидкостным насосом 8 из нагревательных приборов 12 под напором подается теплоноситель и смешивается с паро-воздушной смесью, образуя эмульсию, представляющую собой пузырьки воздуха и теплоносителя. При этом происходит поглощение парообразной влаги жидкостью с выделением тепла, эквивалентного поглощенному в испарителе теплу. Выделенное тепло расходуется на нагрев теплоносителя. The air saturated with coolant vapors is sucked through the capillary 7 into the injector-absorber 6, and the coolant is supplied with a liquid pump 8 from the heating devices 12 under pressure and mixed with the vapor-air mixture, forming an emulsion, which is air and coolant bubbles. In this case, the vaporous moisture is absorbed by the liquid with the release of heat equivalent to the heat absorbed in the evaporator. The generated heat is spent on heating the coolant.
Образованная в инжекторе-абсорбере 6 эмульсия поступает в напорно-разделительный бачок 9, где происходит разделение ее на воздухо-паровую смесь и жидкий теплоноситель. Из напорно-разделительного бачка 9 нагретый теплоноситель поступает самотеком в нагревательные приборы 12 и вновь на всасывающую линию жидкостного насоса 8, завершая таким образом цикл жидкого теплоносителя. The emulsion formed in the injector-absorber 6 enters the pressure separation tank 9, where it is separated into an air-steam mixture and a liquid coolant. From the pressure-separating tank 9, the heated coolant flows by gravity to the heating devices 12 and again to the suction line of the liquid pump 8, thus completing the liquid coolant cycle.
Воздухо-паровая смесь из напорно-разделительного бачка 9 по линии 10 за счет небольшого избыточного давления, созданного в напорно-разделительном бачке 9, поступает в теплообменник 1 через патрубок 3. В теплообменнике 1 происходит нагрев засасываемого атмосферного воздуха и конденсация паров теплоносителя, которые раздельно поступают в испаритель 4. The air-steam mixture from the pressure-separating tank 9 through line 10 due to the small excess pressure created in the pressure-separating tank 9, enters the heat exchanger 1 through the pipe 3. In the heat exchanger 1, the intake air is heated and the heat carrier vapor is condensed, which are separately enter the evaporator 4.
Таким образом, заявляемая теплонасосная установка отличается высокими энергетическими характеристиками, без использования агрессивных, экологически вредных теплоносителей, что делает ее безопасной в эксплуатации. Thus, the inventive heat pump installation is characterized by high energy characteristics, without the use of aggressive, environmentally harmful coolants, which makes it safe to operate.
В качестве теплоносителя может использоваться вода. Для обогрева помещений, зданий в суровых климатических условиях испаритель можно заполнять легкокипящим теплоносителем для более интенсивного испарения, а по отопительной системе можно пропускать воду. Для обогрева, например, гаражей, когда не требуется даже в зимнее время постоянного его обогрева, целесообразно использовать в качестве теплоносителя спирты или растворы, имеющие низкую температуру замерзания, что предотвратит размерзание системы во время отключения установки. Water can be used as a heat carrier. To heat rooms, buildings in harsh climatic conditions, the evaporator can be filled with low-boiling coolant for more intensive evaporation, and water can be passed through the heating system. For heating, for example, garages, when it is not required even in winter to constantly heat it, it is advisable to use alcohols or solutions having a low freezing temperature as a coolant, which will prevent the system from freezing during shutdown of the installation.
Использование неагрессивных нагревательных теплоносителей исключает необходимость применения специальных материалов и сплавов при изготовлении установки. Часть узлов установки, такие как напорно-разделительный бачок, соединительные трубопроводы можно выполнять из пластмасс, резины и других неметаллических материалов, что позволит значительно снизить металлоемкость. The use of non-aggressive heating fluids eliminates the need for special materials and alloys in the manufacture of the installation. Some units of the installation, such as a pressure separation tank, connecting pipelines can be made of plastics, rubber and other non-metallic materials, which will significantly reduce the metal consumption.
Установка технически проста в исполнении и эксплуатации, не требует больших энергозатрат. Installation is technically simple in execution and operation, does not require large energy costs.
Тепловыделяющий узел компактен и может быть размещен на небольшой площади и может быть использована как для отопления больших помещений, зданий, так и небольших построек, а также гаражей, а при работе в холодильном цикле для охлаждения подвалов в летнее время. The fuel assembly is compact and can be placed on a small area and can be used both for heating large rooms, buildings, and small buildings, as well as garages, and when working in the refrigeration cycle to cool basements in the summer.
Возможность широкого выбора вида теплоносителя позволяет использование установки в любых климатических условиях. The possibility of a wide choice of the type of coolant allows the use of the installation in any climatic conditions.
Все это определяет дешевизну установки, безопасность ее эксплуатации и доступность для большого числа потребителей. All this determines the cheapness of the installation, the safety of its operation and availability for a large number of consumers.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9494018863A RU2080529C1 (en) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | Heat pump installation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU9494018863A RU2080529C1 (en) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | Heat pump installation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94018863A RU94018863A (en) | 1996-01-20 |
| RU2080529C1 true RU2080529C1 (en) | 1997-05-27 |
Family
ID=20156324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU9494018863A RU2080529C1 (en) | 1994-05-25 | 1994-05-25 | Heat pump installation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2080529C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2224958C2 (en) * | 1998-09-14 | 2004-02-27 | Гадельшин Марат Шавкатович | Method for separation of mixture (three modifications) and method for pumping of heat-transfer agent (for use in the third modification of the method for separation of mixture) |
-
1994
- 1994-05-25 RU RU9494018863A patent/RU2080529C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 87623, кл. F 25 В 15/04, 1949. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2224958C2 (en) * | 1998-09-14 | 2004-02-27 | Гадельшин Марат Шавкатович | Method for separation of mixture (three modifications) and method for pumping of heat-transfer agent (for use in the third modification of the method for separation of mixture) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114322354A (en) | Absorption type circulating refrigeration system and process thereof | |
| CN105202797B (en) | A kind of Minitype vehicle absorption type refrigerating unit of waste heat driving | |
| CN105674452B (en) | Air ejection humidification-membrane type combines desiccant cooling system with compression | |
| JPH0423185B2 (en) | ||
| CN102445098A (en) | Hot superconductor water source heat exchanger | |
| RU2080529C1 (en) | Heat pump installation | |
| CN201173639Y (en) | A refrigeration device that produces a cold source below the freezing point of the main refrigerant | |
| JP2013040726A (en) | Device with heater | |
| CN102213501B (en) | Mechanical work drive-free absorption type thermal converter | |
| JPS5835361A (en) | Hot-water supply device | |
| CN111895677A (en) | a refrigeration system | |
| JPH0113023B2 (en) | ||
| JPH08121911A (en) | Absorption refrigerating machine utilizing engine exhaust heat | |
| CN201463409U (en) | Carbon dioxide heat pump unit transcritical turbulent circulation system | |
| Wang et al. | Adsorption heat pump using an innovative coupling refrigeration cycle | |
| CN201402002Y (en) | On-board absorption cooling system | |
| CN2211050Y (en) | Waste-heat refrigrating circulation device | |
| RU2366821C1 (en) | Heat-pipe axial engine | |
| Takeshita et al. | Residential gas-fired absorption heat pump based on R22-DEGDME pair. Part 2 design, computer simulation and testing of a prototype | |
| CN106247664B (en) | A kind of carbon dioxide air source heat pump | |
| Özvarış et al. | Comparison of the Membrane-based Desorber and Plate Heat Exchanger Desorber for Solar Assisted Absorption Refrigeration Systems | |
| RU2371612C1 (en) | Heat-tube pump | |
| CN110220303A (en) | A kind of low * damage heat exchanger | |
| JP2013040725A (en) | Device using heater | |
| CN111895676A (en) | a refrigeration system |