Тепловой насос

) (И 5 В 13 0 5 В 27 00 ЕНИЯ 1 1 пд у 0н Д 1,ССР3/00,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт строительной физики ГосстрояСССР(56) 1. Авторское свидетельство Спо заявке Р 3429160, кл. Р 25 В 11982.(54)(57) ТЕПЛОВОЙ НАСОС, содержащийэлектрохимические компрессор и детандер, имеющие полости низкого и высокого давления, отделенные одна отдругой посредством пористых электродов с электролитом между ними и включенные в газовый циркуляционный контур, в котором также установлен двухполостной теплообменник-регенератор, причем обе полости компрессора заполнены сетчатым материалом, а полость высокого давления детандера подключена к источнику тепла низкого потенциала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения экономичности путем обеспечения возможности использования подземной воды в качестве источника тепла низкого потенциала, детандер размещен в грунтовой скважине и его полости и электроды выполнены в виде коаксйально расположенных с зазором цилиндров, а теплообменник-регенератор выполнен двухтрубным с оребренной снаружи внутренней трубой, причем обе полости детандератак же, как и компрессора заполнены сетчатым материалом.Изобретение относится к теплотех-нике, а точнее к электрохимическимтепловым насосам.Известны тепловые насосы, содержащие электрохимические компрессор идетандер, имеющие полости низкого и 5высокого давления, отделенные однаот другой посредством пористых электродов с электролитом между ними ивключенные в газовый циркуляционныйконтур, в котором также установлены 10двухполостной теплообменник-регенератор, причем обе полости компрессоразаполнены сетчатым материалом, а полость высокого давления детандераподключена к источнику тепла низкогопотенциала 1 3.Недостатком известных тепловых насосов является их низкая экономичность вследствие невозможности использования подземной воды в качестве источника тепла низкого потенциала,Цель изобретения - повышение экономичности путем обеспечения возможности использования подземной воды вкачестве источника тепла низкого потенциала.Указанная цель достигается тем,что в тепловом насосе, содержащемэлектрохимические компрессор и детандер, имеющие полости низкого и высокого давления, отделенные одна отдругой посредством пористых электродов с электролитом между ними и включенные в газовый циркуляционный контур, в котором также установлен двух полостной теплообменник-регенератор,причем обе полости компрессора заполнены сетчатым материалом, а полостьвысокого давления детандера подключена к источнику тепла низкого потенци ала, детанцер размещен в грунтовойскважине и его полости и электродывыполнены в виде коаксиально расположенных с зазором цилиндров, а теплообменник-регенератор выполнен двухтрубным с оребренной снаружи внутренней трубой, причем обе полости детандера так же как и компрессора заполнены сетчатым материалом.На чертеже схематично представленописываемый тепловой насос.Он содержит электрохимические компрессор 1 и детандер 2, имеющие вкомпрессоре 1 полость 3 высокого давления и полость 4 низкого давленияи в детандере 2 полость 5 высокого 55давления и полость б низкого давления. В компрессоре 1 размещены междуполостями 3 и 4 электроды 7 и 8 сэлектролитом 9 между ними, а в детандере 2 между полостями 5 и б - элект роды 10 и 11 с электролитом 12 междуними, Тепловой насос имеет сетчатыйматериал 13 в полостях 3 и 4 компрес,сора 1, грунтовую скважину 14, в которую помещен детандер 2, наружную трубу 15 теплообменника-регенерато-ра 16, внутреннюю трубу 17 с ребрами 18 на ней этого теплообменника-регенератора 16, сетчатый материал 19, помещенный в полости 5 и 6 детандера 2, корпус 20 компрессора 1 с ребрами 21 и корпус 22 детандера 2, Кроме того, на чертеже показаны источник 23 постоянного тока, электропроводка 24, реостат 25, включенный в электропроводку 24, вода 26, заполняющая скважину 14, и продольные ребра 27 на корпусе 22 детандера 2.Работа теплового насоса осуществляется следующим образом. Подземная вода 26 в скважине 14 омывает корпус 22 детандера 2 и находящиеся на корпусе продольные ребра 27. Тепло от воды 26 через ребра 27, корпус 22 и сетчатый материал 19 воспринимается электродами 10 и 11 и электролитом 12. При этом в детандере 2 под действием градиента электростатического поля происходит переток ионов газа через слой электролита 12 с одновременным расширением газа и восприятием им тепла, переходящего от подземной воды 26. Из полости 6 низкого давления детандера 2 газ перетекает по внутренней трубе 17 теплообменника-регенератора 16 в полость 4 низкого давления компрессора 1. Здесь ионизированный газ поддействием градиента электростатического поля перетекает через электроды 7 и 8 и электролит 9 в полость 5 высокого давления компрессора 1,при этом происходит сжатие газа с одновременным его нагревом до высокойтемпературы, а выделяющееся тепло передается воздуху помещения, в которомрасполагается компрессор, При этом тепло в помещение от газа переходит через корпус 20 и ребра 21 компрессора 1. Регенерация тепла между теплым и холодным газом осуществляется в теплообменнике-регенераторе 16, при протекании теплого газа из полости высокого давления компрессора 1 в полость высокого давления детандера 2. Для более эффективной регенерации тепла внутренняя труба 17 теплообменника-регенератора 16 снабженаребрами 18, Для осуществления процессов сжатия газа в компрессоре 1 и егорасширения в детандере 2 через электроды 8 и 7, электролит 9 и электроды 10 и 11 и электролит 12 пропускается электрический ток от источника 23 постоянного тока. При этом указанные электроды и электролиты последовательно включены в электропроводку 24, в которую для регулирования напряжения тока также включен реостат 25. Таким образом осуществляется передача тепла от подземной воды к воздуху нагреваемого помещения.1108305 Зкономическая эффективность изобретения выражается в использовании низкопотенциального тепла подземной воды для отопительных нужд, вместоприменения для этой цели дорогостоящего топлива нли электроэнергии. Составитель Р.ДаниловДылын ТехредЖ,КастелевичКорректор Л .Тяск Реда 4 венного коми етений и откр 35, Раушская ППП "Патент", г,Ужгород, ул.Проектная, 4 каэ 5847/28 ВНИИПИ по д 113035 у