RU2814739C1 - Heat pump - Google Patents
Heat pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814739C1 RU2814739C1 RU2023119118A RU2023119118A RU2814739C1 RU 2814739 C1 RU2814739 C1 RU 2814739C1 RU 2023119118 A RU2023119118 A RU 2023119118A RU 2023119118 A RU2023119118 A RU 2023119118A RU 2814739 C1 RU2814739 C1 RU 2814739C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- freon
- liquid
- heat exchanger
- liquid separator
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 94
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 13
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к тепловым установкам, используемых для отопления и охлаждения помещений.The invention relates to thermal power engineering, in particular to thermal installations used for heating and cooling premises.
На рынке России присутствуют геотермальные тепловые насосы Danfoss модели DHP-S ECO (https://www.pea.ru/docs/equipment/heating/teplovye-nasosy/danfoss/dhp-s-eco/), содержащий спиральный компрессор, три теплообменника из нержавеющей стали (выполненные по микроканальной технологии), встроенные циркуляционные насосы с частотным преобразованием, электронный дросселирующий клапан холодильного контура, погодозависимый контроллер, графический дисплей, использующий хладагент R410A.On the Russian market there are Danfoss geothermal heat pumps model DHP-S ECO (https://www.pea.ru/docs/equipment/heating/teplovye-nasosy/danfoss/dhp-s-eco/), containing a scroll compressor, three heat exchangers made of stainless steel (made using microchannel technology), built-in circulation pumps with frequency conversion, electronic throttling valve of the refrigeration circuit, weather-compensated controller, graphic display using R410A refrigerant.
Недостатком указанного технического решения является сложность конструкции и эксплуатации.The disadvantage of this technical solution is the complexity of its design and operation.
На рынке России присутствуют тепловые насосы марки "Mitsubishi Electric" серии ZUBADAN Inverter (https://www.mitsubishi-aircon.ru/images/downloads/product_catalogue_2020/ME_ProductCatalogue2020_part08.pdf), в котором жидкий хладагент, выходит из конденсатора (теплообменник внутреннего блока), и через расширительный вентиль (LEV B) поступает в ресивер, где осуществляется обмен теплотой с газообразным хладагентом низкого давления, за счет чего температура жидкого хладагента понижается, и он поступает на выход ресивера. Далее некоторое количество жидкого хладагента ответвляется через другой расширительный вентиль (LEV С) в цепь инжекции - теплообменник, где часть жидкого хладагента испаряется, а температура образующейся парожидкостной смеси понижается, за счет этого охлаждается основной поток жидкого хладагента, проходящий через этот теплообменник. Далее основной поток жидкого хладагента через третий расширительный вентиль (LEV А) поступает в испаритель (теплообменник наружного блока), где за счет низкой температуры испарения тепло передается от наружного воздуха к хладагенту, и он полностью испаряется. В результате прохода через трубу низкого давления в ресивере, перегрев газообразного хладагента увеличивается, и он поступает в компрессор. Часть жидкого хладагента, ответвленная от основного потока в цепи инжекции, превращается в парожидкостную смесь среднего давления. При этом температура смеси понижается, и она подается через специальный штуцер инжекции в компрессор, осуществляя полное промежуточное охлаждение хладагента в процессе сжатия. Расширительный вентиль (LEV B) задает величину переохлаждения хладагента в конденсаторе. Вентиль (LEV A) определяет перегрев в испарителе, а (LEV C) поддерживает температуру перегретого пара на выходе компрессора около 90°С. Регулируя состав парожидкостной смеси, можно контролировать температуру нагнетания компрессора (температура на выходе из компрессора). On the Russian market there are heat pumps of the Mitsubishi Electric brand of the ZUBADAN Inverter series (https://www.mitsubishi-aircon.ru/images/downloads/product_catalogue_2020/ME_ProductCatalogue2020_part08.pdf), in which liquid refrigerant exits the condenser (heat exchanger of the indoor unit ), and through the expansion valve (LEV B) enters the receiver, where heat is exchanged with the low-pressure gaseous refrigerant, due to which the temperature of the liquid refrigerant decreases, and it enters the outlet of the receiver. Next, a certain amount of liquid refrigerant is branched through another expansion valve (LEV C) into the injection circuit - the heat exchanger, where part of the liquid refrigerant evaporates and the temperature of the resulting vapor-liquid mixture decreases, due to this the main flow of liquid refrigerant passing through this heat exchanger is cooled. Next, the main flow of liquid refrigerant through the third expansion valve (LEV A) enters the evaporator (heat exchanger of the outdoor unit), where, due to the low evaporation temperature, heat is transferred from the outside air to the refrigerant, and it completely evaporates. As a result of passing through the low pressure pipe in the receiver, the superheat of the refrigerant gas increases and it enters the compressor. Part of the liquid refrigerant, branched from the main flow in the injection circuit, turns into a vapor-liquid mixture of medium pressure. In this case, the temperature of the mixture decreases, and it is supplied through a special injection fitting into the compressor, carrying out complete intermediate cooling of the refrigerant during the compression process. The expansion valve (LEV B) sets the amount of subcooling of the refrigerant in the condenser. The valve (LEV A) detects overheating in the evaporator, and (LEV C) maintains the temperature of the superheated steam at the compressor outlet at about 90°C. By adjusting the composition of the vapor-liquid mixture, you can control the compressor discharge temperature (the temperature at the compressor outlet).
Недостатком указанного технического решения является сложность конструкции и эксплуатации.The disadvantage of this technical solution is the complexity of its design and operation.
Тепловой насос "Mitsubishi Electric" серии ZUBADAN Inverter (https://www.mitsubishi-aircon.ru/images/downloads/product_catalogue_2020/ME_ProductCatalogue2020_part08.pdf), выбран в качестве прототипа.The heat pump "Mitsubishi Electric" ZUBADAN Inverter series (https://www.mitsubishi-aircon.ru/images/downloads/product_catalogue_2020/ME_ProductCatalogue2020_part08.pdf) was selected as a prototype.
Технический результат, достигаемый изобретением – обеспечение стабильной производительности теплового насоса, снижение риска возникновения аварийных ситуаций, упрощение конструкции.The technical result achieved by the invention is to ensure stable performance of the heat pump, reduce the risk of emergency situations, and simplify the design.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в тепловом насосе, содержащем размещенные и закрепленные в корпусе компрессор, теплообменник-конденсатор, отделитель жидкости, циркуляционный насос и контроллер, отделитель жидкости снабжен окошком для контроля уровня жидкого фреона, компрессор с одной стороны сообщен со входом теплообменника-конденсатора, а с другой сторонысообщен с отделителем жидкости, выполненным с возможностью сообщения с другойстороны с выходами геотермальных зондов, первый выход теплообменника-конденсатора
сообщен со входом циркуляционного насоса, который, в свою очередь, выполнен свозможностью сообщения с контуром теплоносителя системы отопления, теплообменник-конденсатор содержит второй выход, предназначенный для сообщения со входамигеотермальных зондов через нерегулируемые расширительные клапаны, кроме того, теплообменник-конденсатор содержит второй вход, предназначенный для сообщенияпосредством обратного трубопровода с контуром теплоносителя системы отопления, контроллер соединен с компрессором и циркуляционным насосом, причем контроллер выполнен с возможностью в случае, если при изменении давления на выходе компрессорасохраняется допустимый уровень жидкого фреона в отделителе жидкости, изменять скорость циркуляционного насоса, а в случае, если при изменении давления также повышается уровень фреона, останавливать циркуляционный насос.The claimed technical result is achieved due to the fact that in a heat pump containing a compressor, a heat exchanger-condenser, a liquid separator, a circulation pump and a controller placed and fixed in the housing, the liquid separator is equipped with a window for monitoring the level of liquid freon, the compressor is connected on one side to the inlet heat exchanger-condenser, and on the other hand is connected with a liquid separator, configured to communicate on the other side with the outputs of geothermal probes, the first output of the heat exchanger-condenser
communicates with the input of the circulation pump, which, in turn, is configured to communicate with the coolant circuit of the heating system, the heat exchanger-condenser contains a second output intended for communication with the inputs of geothermal probes through unregulated expansion valves, in addition, the heat exchanger-condenser contains a second input intended for communication through the return pipeline with the coolant circuit of the heating system, the controller is connected to the compressor and the circulation pump, and the controller is configured to change the speed of the circulation pump, and in the event that the permissible level of liquid freon in the liquid separator is maintained when the pressure at the compressor outlet changes, If, when the pressure changes, the freon level also increases, stop the circulation pump.
Допустимый уровень жидкого фреона в отделителе жидкости может составлять не более 10% от высоты внутреннего объема отделителя жидкости.The permissible level of liquid freon in the liquid separator can be no more than 10% of the height of the internal volume of the liquid separator.
Заявляемое изобретение поясняется фигурой.The claimed invention is illustrated by the figure.
Позиции на фигуре:Positions on the figure:
1 - геотермальные зонды;1 - geothermal probes;
2 - компрессор;2 - compressor;
3 - теплообменник-конденсатор;3 - heat exchanger-condenser;
4 - отделитель жидкости;4 - liquid separator;
4.1 – окошко в отделителе жидкости;4.1 – window in the liquid separator;
5 - циркуляционный насос;5 - circulation pump;
6 - нерегулируемые расширительные клапаны;6 - unregulated expansion valves;
7 - контроллер;7 - controller;
8 – система отопления.8 – heating system.
Заявляемый тепловой насос содержит размещенные и закрепленные в корпусе компрессор 2, теплообменник-конденсатор 3, отделитель 4 жидкости, циркуляционный насос 5 и контроллер 7; отделитель 4 жидкости снабжен окошком 4.1 для контроля уровня жидкого фреона; компрессор 2 с одной стороны сообщен со входом теплообменника-конденсатора 3, а с другой стороны сообщен с отделителем 4 жидкости, выполненным с возможностью сообщения с другой стороны с выходами геотермальных зондов 1; первый выход теплообменника-конденсатора 3 сообщен со входом циркуляционного насоса 5, который, в свою очередь, выполнен с возможностью сообщения с контуром теплоносителя системы 8 отопления; теплообменник-конденсатор 3 содержит второй выход, предназначенный для сообщения со входами геотермальных зондов 1 через нерегулируемые расширительные клапаны 6; кроме того, теплообменник-конденсатор 3 содержит второй вход, предназначенный для сообщения посредством обратного трубопровода с контуром теплоносителя системы 8 отопления; контроллер 7 соединен с компрессором 2 и циркуляционным насосом 5; причем контроллер 7 выполнен с возможностью в случае, если при изменении давления на выходе компрессора 2 сохраняется допустимый уровень жидкого фреона в отделителе 4 жидкости, изменять скорость циркуляционного насоса 5, а в случае, если при изменении давления также повышается уровень фреона, останавливать циркуляционный насос 5.The inventive heat pump contains a compressor 2, a heat exchanger-condenser 3, a liquid separator 4, a circulation pump 5 and a controller 7 located and fixed in a housing; the liquid separator 4 is equipped with a window 4.1 for monitoring the level of liquid freon; the compressor 2 on one side is connected to the input of the heat exchanger-condenser 3, and on the other side is connected to the liquid separator 4, which is configured to communicate on the other side with the outputs of geothermal probes 1; the first output of the heat exchanger-condenser 3 is connected to the input of the circulation pump 5, which, in turn, is configured to communicate with the coolant circuit of the heating system 8; heat exchanger-condenser 3 contains a second output intended for communication with the inputs of geothermal probes 1 through unregulated expansion valves 6; in addition, the heat exchanger-condenser 3 contains a second input intended for communication via a return pipeline with the coolant circuit of the heating system 8; controller 7 is connected to compressor 2 and circulation pump 5; wherein the controller 7 is configured to change the speed of the circulation pump 5, and if the pressure change also increases the freon level, stop the circulation pump 5 .
Допустимый уровень жидкого фреона в отделителе жидкости составляет не более 10% от высоты внутреннего объема отделителя жидкости и определяется количеством фреона в холодильном контуре теплового насоса, и температурой (давлением) конденсации при стабильной работе теплового насоса. The permissible level of liquid freon in the liquid separator is no more than 10% of the height of the internal volume of the liquid separator and is determined by the amount of freon in the refrigeration circuit of the heat pump, and the condensation temperature (pressure) during stable operation of the heat pump.
На вход отделителя 4 жидкости фреон поступает из геотермальных зондов 1 в виде смеси жидкого и газообразного фреона. При нормальной работе теплового насоса уровень жидкого фреона в отделителе жидкости должен составлять не более 10% от высоты внутреннего объема отделителя 4 жидкости. В этом случае на вход компрессора 2 поступает только газообразный фреон. Измеряют давление на входе и выходе компрессора 2, которое для конкретного теплового насоса, работающего в конкретных условиях, всегда должно быть постоянно. При постоянстве давлений на входе и выходе компрессора 2 обеспечивается постоянная производительность теплового насоса в целом, а также стабильность работы циркуляционного насоса. При этом обеспечивается адекватное регулирование скорости циркуляционного насоса 5 в зависимости от требуемой температуры теплоносителя для потребителя.At the input of liquid separator 4, freon comes from geothermal probes 1 in the form of a mixture of liquid and gaseous freon. During normal operation of the heat pump, the level of liquid freon in the liquid separator should be no more than 10% of the height of the internal volume of the liquid separator 4. In this case, only gaseous freon is supplied to the input of compressor 2. The pressure at the inlet and outlet of compressor 2 is measured, which for a specific heat pump operating under specific conditions must always be constant. With constant pressure at the inlet and outlet of compressor 2, constant performance of the heat pump as a whole is ensured, as well as stable operation of the circulation pump. This ensures adequate regulation of the speed of the circulation pump 5 depending on the required coolant temperature for the consumer.
При понижении температуры теплоносителя при неизменной скорости циркуляционного насоса 5 падает температура (давление) конденсации или давление на выходе из компрессора 2. При падении давления на выходе компрессора 2, возрастает его производительность, поскольку давление на входе компрессора 2 определяется постоянной температурой кипения фреона в геотермальном контуре, повышается уровень жидкого фреона в отделителе 4 жидкости. Для исключения попадания жидкого фреона на вход компрессора 2 контроллер 7, в зависимости от величины давления на выходе из компрессора 2, уменьшает скорость циркуляционного насоса 5, тем самым увеличивая температуру конденсации или давление на выходе из компрессора 2. When the temperature of the coolant decreases at a constant speed of the circulation pump 5, the condensation temperature (pressure) or pressure at the outlet of compressor 2 drops. When the pressure at the outlet of compressor 2 drops, its productivity increases, since the pressure at the inlet of compressor 2 is determined by the constant boiling point of freon in the geothermal circuit , the level of liquid freon in the liquid separator 4 increases. To prevent liquid freon from entering the inlet of compressor 2, controller 7, depending on the pressure at the outlet of compressor 2, reduces the speed of circulation pump 5, thereby increasing the condensation temperature or pressure at the outlet of compressor 2.
Изменение давления на выходе компрессора 2 свидетельствует о том, что в него попал жидкий фреон, или свидетельствует о том, что такое попадание жидкого фреона в компрессор возможно, что недопустимо, т.к. при превышении в компрессоре 2 критического количества жидкого фреона возможно возникновение аварийной ситуации вследствие гидравлического удара в компрессоре 2. Кроме того, при наличии жидкого фреона в компрессоре 2 нарушается производительная работа теплового насоса в целом, а также нарушается возможность адекватного регулирования скорости циркуляционного насоса 5 в зависимости от требуемой температуры теплоносителя.A change in pressure at the outlet of compressor 2 indicates that liquid freon has entered it, or indicates that such entry of liquid freon into the compressor is possible, which is unacceptable, because if the critical amount of liquid freon in the compressor 2 is exceeded, an emergency situation may occur due to a hydraulic shock in the compressor 2. In addition, if there is liquid freon in the compressor 2, the productive operation of the heat pump as a whole is disrupted, and the ability to adequately regulate the speed of the circulation pump 5 depending on on the required coolant temperature.
Для исключения попадания жидкого фреона в компрессор 2 контролируют (например, визуально) уровень жидкого фреона в отделителе 4 жидкости и посредством контроллера 7 контролируют давление на его выходе. Как только уровень жидкого фреона в отделителе 4 жидкости превысил допустимый уровень (более 10% от высоты внутреннего объема отделителя 4 жидкости), давление на выходе компрессора 2 изменилось, с выхода контроллера на циркуляционный насос 5 поступает команда на изменение его скорости с тем, чтобы изменить давление на выходе компрессора 2 до требуемого уровня. Гидравлический удар в этом случае можно избежать за счет того, что работа компрессора 2 регулируется до того, как жидкий фреон поступил в компрессор 2. Такая регулировка работы компрессора обеспечивается контроллером 7, который дает команду циркуляционному насосу 5 на изменение скорости его работы с тем, чтобы давление на выходе компрессора 2 вернулось к требуемому значению. To prevent liquid freon from entering the compressor 2, the level of liquid freon in the liquid separator 4 is monitored (for example, visually) and the pressure at its outlet is controlled by means of a controller 7. As soon as the level of liquid freon in the liquid separator 4 exceeded the permissible level (more than 10% of the height of the internal volume of the liquid separator 4), the pressure at the outlet of the compressor 2 changed, and a command was sent from the controller output to the circulation pump 5 to change its speed in order to change the pressure at the outlet of compressor 2 to the required level. Water hammer in this case can be avoided due to the fact that the operation of the compressor 2 is regulated before the liquid freon enters the compressor 2. Such adjustment of the compressor operation is provided by the controller 7, which commands the circulation pump 5 to change the speed of its operation so that the pressure at the outlet of compressor 2 has returned to the required value.
Если же жидкий фреон в каком-то количестве все-таки поступил в компрессор 2, посредством контроллера 7 мгновенно корректируется скорость циркуляционного насоса 5 до момента возникновения гидравлического удара. Тепловой насос в этом случае может быть остановлен до удаления жидкого фреона из компрессора 2.If liquid freon does enter compressor 2 in some quantity, controller 7 instantly adjusts the speed of circulation pump 5 until a water hammer occurs. In this case, the heat pump can be stopped until liquid freon is removed from compressor 2.
Заявляемый тепловой насос работает следующим образом.The inventive heat pump operates as follows.
На вход отделителя 4 жидкости из геотермальных зондов 1 фреон поступает в виде смеси газообразного фреона и не до конца выкипевшего фреона. За счет резкого увеличения объема (объем отделителя жидкости больше, чем объем труб геотермальных зондов 1) в отделителе 4 жидкости происходит докипание жидкого фреона. В самом лучшем случае в отделителе 4 жидкости вообще не должно остаться жидкого фреона, но в любом случае, его количество не должно превышать уровень 10% от высоты внутреннего объема отделителя 4 жидкости. At the input of liquid separator 4 from geothermal probes 1, freon arrives in the form of a mixture of gaseous freon and not completely boiled off freon. Due to a sharp increase in volume (the volume of the liquid separator is greater than the volume of the geothermal probe pipes 1), the liquid freon boils to a boiling point in the liquid separator 4. In the best case, there should be no liquid freon left in the liquid separator 4 at all, but in any case, its amount should not exceed 10% of the height of the internal volume of the liquid separator 4.
С выхода отделителя 4 жидкости газообразный фреон поступает на вход компрессора 2. Давление на входе компрессора измеряют, при нормальной работе теплового насоса это давление всегда должно быть постоянным. В компрессоре 2 газообразный фреон сжимается и через нагнетающий трубопровод поступает в теплообменник-конденсатор 3. При нормальной работе теплового насоса давление на выходе компрессора 2 всегда должно быть постоянным. Постоянство давлений на входе и выходе компрессора 2 обеспечивает постоянную производительность теплового насоса, стабильность работы циркуляционного насоса 5, а также адекватность регулирования посредством циркуляционного насоса 5 температуры теплоносителя для потребителя (системы отопления 8).From the output of liquid separator 4, gaseous freon enters the inlet of compressor 2. The pressure at the compressor inlet is measured; during normal operation of the heat pump, this pressure should always be constant. In compressor 2, gaseous freon is compressed and through the discharge pipeline enters the heat exchanger-condenser 3. During normal operation of the heat pump, the pressure at the outlet of compressor 2 should always be constant. The constant pressure at the inlet and outlet of the compressor 2 ensures constant performance of the heat pump, stable operation of the circulation pump 5, as well as adequate regulation of the coolant temperature for the consumer (heating system 8) through the circulation pump 5.
В теплообменнике-конденсаторе 3 происходит теплообмен между газообразным фреоном и теплоносителем из обратного трубопровода системы отопления 8, при котором газообразный фреон отдает свое тепло теплоносителю системы отопления 8, в результате происходит конденсация (охлаждение) газообразного фреона и он переходит в жидкое состояние, а нагретый теплоноситель посредством циркуляционного насоса 5 перемещается из теплообменника-конденсатора 3 на линию подачи системы отопления 8.In the heat exchanger-condenser 3, heat exchange occurs between the gaseous freon and the coolant from the return pipeline of the heating system 8, in which the gaseous freon gives up its heat to the coolant of the heating system 8, as a result, condensation (cooling) of the gaseous freon occurs and it turns into a liquid state, and the heated coolant through the circulation pump 5 it moves from the heat exchanger-condenser 3 to the supply line of the heating system 8.
Из теплообменника-конденсатора 3 жидкий фреон по линии трубопровода поступает в геотермальные зонды 1 через расширительные клапаны 6 (например, капиллярные трубки). From the heat exchanger-condenser 3, liquid freon flows through the pipeline into the geothermal probes 1 through expansion valves 6 (for example, capillary tubes).
Жидкий фреон через нерегулируемые расширительные клапаны 6, расширяясь на выходе из них, поступает в геотермальные зонды 1, которые выполняют функцию испарителя. Концы геотермальных зондов 1 объединяются в коллекторе 9, который может находиться внутри корпуса теплового насоса, что позволяет сократить занимаемое пространство при соединении заявляемого теплового насоса с геотермальными зондами и подключении к системе отопления 8. В геотермальных зондах 1 происходит закипание жидкого фреона, в результате которого образуется парожидкостная смесь (то есть жидкий фреон и газообразный фреон, образующийся при кипении), которая через коллектор 9 подается в расположенный перед входом в компрессор 2 отделитель 4 жидкости, где происходит докипание жидкого фреона и его переход в газообразное состояние, после чего газообразный фреон поступает на вход в компрессор 2. Liquid freon through unregulated expansion valves 6, expanding at their outlet, enters geothermal probes 1, which serve as an evaporator. The ends of the geothermal probes 1 are combined in a collector 9, which can be located inside the body of the heat pump, which makes it possible to reduce the occupied space when connecting the inventive heat pump with geothermal probes and connecting to the heating system 8. In the geothermal probes 1, liquid freon boils, resulting in the formation a vapor-liquid mixture (that is, liquid freon and gaseous freon formed during boiling), which is supplied through the collector 9 to the liquid separator 4 located in front of the entrance to the compressor 2, where the liquid freon boils to a boiling point and passes into a gaseous state, after which the gaseous freon enters the compressor inlet 2.
В процессе работы теплового насоса осуществляют визуальный контроль уровня жидкого фреона в отделителе 4 жидкости, с тем чтобы оценить возможность попадания жидкого фреона в компрессор 2), а также посредством контроллера 7 контролируют давление на выходе компрессора 2 и при изменении указанного давления (при сохранении количества жидкого фреона в отделителе 4 жидкости на допустимом уровне), с контроллера 7 на циркуляционный насос 5 поступает команда на изменение скорости насоса 5 с тем, чтобы вернуть давление на выходе компрессора 2 до требуемого уровня.During the operation of the heat pump, visual monitoring of the level of liquid freon in the liquid separator 4 is carried out in order to assess the possibility of liquid freon entering the compressor 2), and also, through the controller 7, the pressure at the outlet of the compressor 2 is monitored and when the specified pressure changes (while maintaining the amount of liquid freon in the liquid separator 4 is at an acceptable level), a command is sent from the controller 7 to the circulation pump 5 to change the speed of the pump 5 in order to return the pressure at the outlet of the compressor 2 to the required level.
Если одновременно имеет место повышение количества жидкого фреона в отделителе 4 жидкости и изменение давления на выходе компрессора 2, то это может свидетельствовать о попадании жидкого фреона в компрессор 2. В этом случае с выхода контроллера 7 поступает команда на остановку работы теплового насоса (остановку циркуляционного насоса 5), т.к. давление на выходе компрессора 2 в такой ситуации изменится критически, на большее значение, чем при отсутствии жидкого фреона в компрессоре 2. Таким образом предотвращается аварийная ситуация, связанная с возможным гидравлическим ударом и повреждением компрессора 2.If at the same time there is an increase in the amount of liquid freon in the liquid separator 4 and a change in pressure at the outlet of the compressor 2, then this may indicate liquid freon entering the compressor 2. In this case, a command is received from the output of the controller 7 to stop the operation of the heat pump (stop the circulation pump 5), because the pressure at the outlet of compressor 2 in such a situation will change critically, to a greater value than in the absence of liquid freon in compressor 2. This prevents an emergency situation associated with possible water hammer and damage to compressor 2.
Таким образом, контроль давления на выходе компрессора 2 осуществляется с целью исключения попадания жидкого фреона в компрессор 2 или же для остановки работы теплового насоса в случае, если жидкий фреон все-таки попал в компрессор 2.Thus, the pressure at the outlet of compressor 2 is controlled in order to prevent liquid freon from entering compressor 2 or to stop the operation of the heat pump if liquid freon does enter compressor 2.
Как правило, при попадании жидкого фреона в компрессор 2 (или же при возникновении ситуации, при которой жидкий фреон может попасть в компрессор 2), давление на выходе компрессора 2 падает. Посредством корректировки скорости циркуляционного насоса 5 (снижения его скорости), давление на выходе компрессора 2 поднимают. As a rule, when liquid freon enters compressor 2 (or if a situation arises in which liquid freon can enter compressor 2), the pressure at the outlet of compressor 2 drops. By adjusting the speed of the circulation pump 5 (lowering its speed), the pressure at the outlet of the compressor 2 is increased.
Однако могут быть ситуации, когда давление на выходе компрессора повышается (например, при гидравлическом ударе или же при отсутствии жидкого фреона в компрессоре 2 только за счет повышения давления газообразного фреона), в этом случае, с контроллера 7 поступает команда на циркуляционный насос на увеличение скорости его работы. В результате давление на выходе компрессора 2 снизится до требуемого уровня.However, there may be situations when the pressure at the compressor outlet increases (for example, during a water hammer or in the absence of liquid freon in compressor 2 only due to an increase in the pressure of gaseous freon), in this case, a command is received from the controller 7 to the circulation pump to increase the speed his works. As a result, the pressure at the outlet of compressor 2 will decrease to the required level.
В известных аналогах поддержание необходимого режима работы компрессора обеспечивается за счет регулируемых клапанов, которые либо открываются, либо закрываются в зависимости от температуры и давления на входе в компрессор. При этом работа регулируемых клапанов также контролируется посредством контроллеров.In known analogues, maintaining the required operating mode of the compressor is ensured by adjustable valves, which either open or close depending on the temperature and pressure at the inlet to the compressor. At the same time, the operation of adjustable valves is also controlled by controllers.
В заявленном изобретении нет необходимости в использовании специальных регулируемых клапанов. Возможность регулировки режима работы компрессора 2 в заявляемом тепловом насосе обеспечивается непосредственно циркуляционным насосом, присутствующим во всех тепловых насосах. Команда на изменение скорости его работы поступает от контроллера (также присутствующим во всех тепловых насосах). Только в заявляемом тепловом насосе контроллер управляет не работой регулируемых клапанов, а управляет скоростью циркуляционного насоса в зависимости от контролируемого параметра – давления на выходе компрессора 2.In the claimed invention there is no need to use special adjustable valves. The ability to adjust the operating mode of compressor 2 in the inventive heat pump is provided directly by the circulation pump present in all heat pumps. The command to change the speed of its operation comes from the controller (also present in all heat pumps). Only in the claimed heat pump, the controller does not control the operation of adjustable valves, but controls the speed of the circulation pump depending on the controlled parameter - the pressure at the outlet of compressor 2.
Таким образом, в результате осуществления заявленного изобретения, упрощается конструкция и эксплуатация теплового насоса, а также повышается надежность в работе теплового насоса. Стабильная производительность заявляемого насоса также способствует повышению его надежности, безаварийности. Указанные надежность и стабильность обеспечиваются простыми средствами. При этом обеспечивается стабильная безаварийная работа теплового насоса без необходимости использования дополнительных регулируемых клапанов. Thus, as a result of the implementation of the claimed invention, the design and operation of the heat pump is simplified, and the reliability of the heat pump operation is also increased. The stable performance of the inventive pump also helps to increase its reliability and trouble-free operation. The specified reliability and stability are ensured by simple means. This ensures stable, trouble-free operation of the heat pump without the need to use additional adjustable valves.
Claims (2)
посредством обратного трубопровода с контуром теплоносителя системы отопления, контроллер соединен с компрессором и циркуляционным насосом, причем контроллер выполнен с возможностью в случае, если при изменении давления на выходе компрессора сохраняется допустимый уровень жидкого фреона в отделителе жидкости, изменять скорость циркуляционного насоса, а в случае, если при изменении давления также повышается уровень фреона, останавливать циркуляционный насос.1. A heat pump containing a compressor, a heat exchanger-condenser, a liquid separator, a circulation pump and a controller located and fixed in the housing; the liquid separator is equipped with a window for monitoring the level of liquid freon; the compressor is connected on one side to the input of the heat exchanger-condenser, and on the other side communicated with a liquid separator configured to communicate on the other side with the outputs of geothermal probes, the first output of the heat exchanger-condenser communicates with the input of the circulation pump, which, in turn, is configured to communicate with the coolant circuit of the heating system, the heat exchanger-condenser contains a second output , designed for communication with the inputs of geothermal probes through unregulated expansion valves; in addition, the heat exchanger-condenser contains a second input intended for communication
through a return pipeline with the coolant circuit of the heating system, the controller is connected to the compressor and the circulation pump, wherein the controller is configured to change the speed of the circulation pump if the pressure at the compressor outlet changes and the permissible level of liquid freon in the liquid separator is maintained, and in the case If, when the pressure changes, the freon level also increases, stop the circulation pump.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814739C1 true RU2814739C1 (en) | 2024-03-04 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU98929A1 (en) * | 1952-04-10 | 1953-11-30 | Д.А. Христодуло | Automatic device for protection against destruction of ammonia refrigeration compressors |
| US6993921B2 (en) * | 2004-03-04 | 2006-02-07 | Carrier Corporation | Multi-variable control of refrigerant systems |
| KR20070111930A (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | 엘지전자 주식회사 | Geothermal Air Conditioning System |
| RU2457409C1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Vapor compression refrigerator with coolant dozed feed and compressor protection against moist stroke |
| RU2731147C2 (en) * | 2015-12-02 | 2020-08-31 | Нуово Пиньоне Текнолоджи Срл | Device and method of control for pressure reduction systems |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU98929A1 (en) * | 1952-04-10 | 1953-11-30 | Д.А. Христодуло | Automatic device for protection against destruction of ammonia refrigeration compressors |
| US6993921B2 (en) * | 2004-03-04 | 2006-02-07 | Carrier Corporation | Multi-variable control of refrigerant systems |
| KR20070111930A (en) * | 2006-05-19 | 2007-11-22 | 엘지전자 주식회사 | Geothermal Air Conditioning System |
| RU2457409C1 (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Vapor compression refrigerator with coolant dozed feed and compressor protection against moist stroke |
| RU2731147C2 (en) * | 2015-12-02 | 2020-08-31 | Нуово Пиньоне Текнолоджи Срл | Device and method of control for pressure reduction systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3379178B1 (en) | Refrigerant control method | |
| EP2554926B1 (en) | Air conditioning apparatus | |
| CN102741624B (en) | Turbo refrigerator and refrigeration system and control method thereof | |
| CN107178833B (en) | Heat recovery external machine system and air conditioning system | |
| CA2488987C (en) | Water heating system | |
| US20140260380A1 (en) | Compressor control for heat transfer system | |
| US11293666B2 (en) | Superhigh temperature heat pump system and method capable of preparing boiling water not lower than 100° C | |
| EP1856458B1 (en) | Control of a refrigeration circuit with an internal heat exchanger | |
| CN107655164B (en) | Method for controlling opening degree of electronic expansion valve of indoor unit of air conditioner of water system | |
| EP1592931A2 (en) | Supercritical pressure regulation of vapor compression system | |
| US9341401B2 (en) | Heat source system and control method therefor | |
| US12313307B2 (en) | Reversible heat pump | |
| EP2597399B1 (en) | Air Conditioner and Operation Method | |
| RU2814739C1 (en) | Heat pump | |
| CN103294086A (en) | Constant-temperature liquid circulating device and temperature-controlling method | |
| US7665321B2 (en) | Evaporation process control used in refrigeration | |
| JP6978242B2 (en) | Refrigerant circuit equipment | |
| JPH02195162A (en) | Binary heat pump for simultaneously pumping cold water and vapor | |
| CN116390430A (en) | A multi-connected liquid cooling source | |
| CN214172556U (en) | Carbon dioxide heat pump water supply unit | |
| US12044451B2 (en) | System and method for superheat regulation and efficiency improvement | |
| CN101644502B (en) | Refrigerating circuit and method for operating same | |
| AU2019292493B2 (en) | Apparatus and method for transferring heat | |
| CN109579357A (en) | A kind of multi-connected machine heat pump system and control method with efficient recuperation of heat | |
| JPH11257778A (en) | Absorption type cold heat generator |