Термический насос

(19) 504 )04 В 170 Т СССРТКРЫТИЙ3Ч НИЯ ЗОБ СА ДЕТЕПЬСТВУ АВТОРСКО вные оими дра 2 2 ик 3 че- Клаями 4 ски тво СССР 08, 1983. СОС спользова ноиспользова ков. Цель из путем уменьш енса тапа- осто- вный для нием обре- ения М М С ) Сл СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ(71) Научно-производственное обьедиСолнце АН ТССР(57) Изобретение м, б. иперекачки текучих сред сэнергии тепловых источннтения - повышение КПД насоса. Рекуперат 16 подключены солостям 7 и 8 цилин е клапаны 21 и 2 9 и 10 цилиндра клапаны 23 и 24.4 связаны с поршн тами. Наличие дву испарителем, кондиком и системой к х поочередную однтуров, и рекуператипаром и холоднойбыстродействие и инертности раооты теплообменники 15, ветвями к теплым и через нагнетательнь холодным полостям рез нагнетательные паны 21, 22, 23 и 2 и 5 упругими элемен туров циркуляции с тором, теплообменн нов, обеспечивающи роннюю работу кон теплообмен между костью повышают насоса. 1 ил.1Изобретение относится к насосостроению, касается термических насосов и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства для перекачки текучих сред с использованием даровой энергии тепловых источников.Целью изобретения является повышение КПД путем уменьшения инертности работы насоса.На чертеже изображен предлагаемый термический насос.Насос содержит корпус 1, установленные в нем два цилиндра 2 и 3 различного диаметра, поршни 4 и 5, связанные штоком 6 и разделяющие каждый из цилиндров 2 и 3 на теплые полости 7 и 8 или холодные полости 9 и 10. Теплые полости 7 и 8 образованы в цилиндре 2 большего диаметра, а холодные полости 9 и 10 - в цилиндре 3 меньшего диаметра. Теплые полости 7 и 8 попарно соединены с холодными полостями 9 и 10 через испарители 11 и 12, конденсаторы 13 и 14 и рекуперативные теплообменники 15 и 16. При этом испарители 11 и 12 соединены последовательно с одной из ветвей теплообменников 15 и 16 со стороны теплых полостей 7 и 8 и подключены к последним через дополнительные всасывающие клапаны 17 и 18. Конденсаторы 13 и 14 подключены к холодным полостям 9 и 10 через дополнительные всасывающие клапаны 19 и 20 и соединены последовательно с вторыми ветвями основного 15 и дополнительного 16 теплообменников. Теплообменники подключены своими ветвями к теплым полостям 7 и 8 через дополнительные нагнетательные клапаны 21 и 22, а к холодным полостям 9 и 1 О - через дополнительные нагнетательные клапаны 23 и 24. Насос снабжен аккумуляторами энергии в виде пружин 25 и 26, соединенных с поршнем 5, и основными всасывающими и нагнетательными клапанами 27 - 30 соответственно, соединяющими холодные полости 9 и 10 с источником перекачиваемой среды и потребителем (не показаны). Дополнительные нагнетательные клапаны 21 - 24 связаны с поршнями 4 и 5 соответственно через упругие элементы 31 и 32. В поршне 4 выполнены сквозные каналы 33 и 34 с установленными в них с возможностью взаимодействия с днищами 35 и 36 цилиндра 2 в направлении в противоположные стороны перепускными клапанами 37 и 38. Шток 6 снабжен уплотнениями 39 и 40.Насос работает следующим образом.К испарителям 11 и 12 постоянно подводят тепло от теплового источника, например от солнечной радиации, и, таким образом, в теплых полостях 7 и 8 поддерживают температуру выше, чем температура кипения перекачиваемой жидкости при давлении нагие- тания. От конденсаторов 13 и 14 постоянно отводят тепло и поддерживают таким образом температуру в холодных полостях 9 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 и 10 ниже температуры конденсации перекачиваемой жидкости при давлении всасывания.В крайНем верхнем положении поршней 4 и 5 перепускной клапан 37 взаимодействует с днищем 35 цилиндра 2 и открыт. При этом давление во всех полостях 7 - 10 насоса одинаковое. Поэтому под действием сжатой в это время пружины 25 поршни 4 и 5 начинают движение вниз. Перепускной клапан 37 выходит из взаимодействия с днищем 35 и закрывается под действием пружины (не показана), Жидкость из полости 10 через нагнетательный клапан 24, который за счет воздействия на него упругого элемента 32 откроется раньше, чем нагнетательный клаган 30, поступает в рекуперативный тепло. обменник 16 и далее в испаритель 12, где в результате подвода тепла она испаряется и в виде пара поступает в полость 7 через всасывающий клапан 18. Одновременно пар из полости 8 через нагнетательный клапан 22 поступает в теплообменник 16, где отдает свое тепло движущейся встречно жидкости, и далее в конденсатор 13, где отдает свое тепло внешнему охладителю и конденсиру ется. Конденсат из конденсатора 13 поступает через всасывающий клапан 19 в полость 9. В процессе испарения жидкости, перетекающей из полости 10, и конденсации пара, выходящего из полости 8, давление в полостях 7 и 10 повышается, а в полостях 8 и 9 - понижается. Когда давление в полости 10 поднимается до давления нагнетания, а давление в полости 9 падает до давления всасывания, перекачиваемая жидкость начинает поступать из источника в полость 9 через всасывающий клапан 27 и нагнетаться к потребителю из полости 10 через нагнетательный клапан 30.В конце хода поршней вниз клапан 38 взаимодействует с днищем 36 цилиндра 2 и открывает канал 34. Избыток пара перетекает через канал 34 из полости 7 в полость 8, давление во всех полостях выравнивается, При этом поршни 4 и 5 под действием усилия сжатой пружины 26 начинают движение вверх, Жидкость вытесняется из полости 9 через нагнетательный клапан 23, теплообменник 15, испаритель 11 и всасывающий клапан 17 в полость 8, по пути нагреваясь в теплообменнике 15 и испаряясь в испарителе 11. Из полости 7 через нагнетательный клапан 21, теплообменник 15, конденсатор 14 и всасывающий клапан 20 движется встречный поток пара, который по пути отдает в теплообменнике 15 свое тепло потоку жидкости, движущейся в полость 7, и конденсируется в конденсаторе 14. Когда давление в полости 9 поднимается до давления нагнетания, а в полости 10 падает до давления всасывания, перекачиваемая жидкость всасывается из источника через всасывающий клапан 28 в полость 10 и нагнетается1320502 Составитель В. ГрузиновРедактор А.Маковская Техред И. Верес Корректор М. ПожоЗаказ 2636/36 Тираж 574 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3к потребителю из полости 9 через нагнетательный клапан 29.В конце хода поршней 4 и 5 вверх клапан 37 взаимодействует с днищем 35 цилиндра 2, открывая канал 33, и давление в полостях 7 - 10 выравнивается. Далее цикл повторяется.Наличие двух контуров циркуляции с испарителем, конденсатором, теплообменником и системой клапанов, обеспечивающих поочередную одностороннюю работу контуров и рекуперативный теплообмен между паром и холодной жидкостью, повышает быстродействие и КПД насоса.формула изобретенияТермический насос, содержащий корпус, установленные в нем два цилиндра, поршни,жестко связанные штоком и разделяющие каждый цилиндр на теплые или холодные полости, попарно соединенные между собой через испарители, рекуперативный теплообменник и конденсаторы, всасывающие и нагнетательные клапаны, установленные в полостях, и аккумуляторы энергии в виде пру. жин, соединенных с поршнями, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения инертности работы, насос снаб жен дополнительным теплообменником идополнительными всасывающими и нагнетательными клапанами, установленными с возможностью сообщения теплообменников с полостями цилиндров, причем дополнительные нагнетательные клапаны связаны с поршнями упругими элементами.