Теплонасосная каскадная установка

(19 (11 ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР СА ИЗОБРЕТЕНДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВИ(71) Конструкторское бюроКиевском политехническомим. 50-летия Великой Октяциалистической революции"Шторм" пр институте рьской соупрун во ССС 1984СТАНОВ(57) Изобретение при отоплении и к ний. Цель изобрет комичности работы 9 барометрическог.б. исполь ндициониро ан нии зда ние эко я - по вьпп С: америмеет ста ки. ния вскип(54) ТЕПЛОНАСОСНАЯ КАСКА 11 4 Р 25 В 29/00, 7/00 паровой объем и подключена к линии подачи исходной воды, Отопительный контур соединен с нагревателями 20 и 25нижнего и верхнего каскада соответственно, В объеме камеры 9 размещен конденсатор 8, подключенный к выходукомпрессора 10 через трехходовыйдвухпозиционный кран, через которыйвыход компрессора О соединен с нагревателем 25 верхнего каскада. Нагреватель 25 выполнен барботажного смешивающего типа. В линии подачи исходной воды установлен двухпозиционныйкран и через него выход отопительного контура подключен к входу камеры9. Конструкция установки позволяетснизить энергоупотребление за счетрегулирования вырабатываемой для отопления тепловой мощности. 1 нл.3 1506243Изобретеггие относится к холодильнойтехнике, в частности к теплонасоснымустановкам, предназначенным для отопления и кондиционирования зданий,Целью изобретения является повьше -ние экономичности работы установкипутем снижения энергопотребления.На чертеже представлена принципиальная схема теплонасосной каскадной 1 Оустановки,тактный теплообменник смепивающеготипа, Другая линия через трехходовой двухпозиционный кран 17 соединена с входом камеры 9 барометрического вскипанля. Через конденсатор 3нижнего каскада проходит подающаялиния 26 системы горячего водоснабжения, имеющая в нем подогреватель27, Выход компрессора 10 верхнегокаскада через трехходовой двухпозиционный кран 28 соединен с конденсатором 8 камеры 9 барометрическоговскипания и паровым входом нагревателя 25 с возможностью их поочередного подключения,В качестве источника низкопотенциального тепла может быть использована морская вода, вода из скважиныили теплоноситель из системы кондиционирования зданий, В качестве рабочего вещества нижнего каскада используется хладон, а в верхнем каскаде - вода,Теплонасосная каскадная установка работает следующим образом, Зимой, когда отопительные нагрузки максимальггы,для нужд отопления работают оба каскада установки. Для этого вода от источника низкопотенциального тепла по линии 5 поступает к испарителю 1 нижнего каскада, Рабочее вещество в испарителе 1 нагревается, испаряется и поступает в компрессор 2, где сжимается, повьшая свой потенциал, и конденсируется затем в конденсаторе 3 и теплообменнике 6, после чего через дроссель 4 снова поступает в испаритель 1В зимнее время вентили 7, 23 и 24 открыты, а вентили 13 и 18 закрыты, Краны 17, 21, 22, и 28 установлены в положение, указанное на чертеже стрелками, Вода системы горячего водоснабжения проходит по подающей линии 26 и поступает в подогреватель 27, где нагревается, отбирая тепло у части рабочего вещества нижнего каскада, проходящего через конденсатор 3, Циркулирующая в верхнем каскаде вода отбирает тепло от теплообменника 6. Вода при этом вскипает за счет разрежения, создаваемого в камере 9 компрессором 10 верхнего каскада, Вода из отопительного контура через кран 22 и вентили 23 и 24 поступает на вход камеры 9 барометрического вскипания и нагрекого вскипания, Образовавшийся послеконденсации дистиллят по линии 14направляется в регенеративный теплообменник 15, где охлаждается, нагревая исходную воду, Рассол через жидкостный выход камеры 9 откачиваетсянасосом 12 в линию 11 слива рассола и затем подается в теплообменник15 для предварительного подогреваисходной воды или на рециркуляциюдля повышения концентрации раствора.Степень рециркуляции рассола регулируется с помощью вентилей 13 и 18Ь летний период потребителем тепла является только система горячеговодоснабжения, В качестве низкопотенциального тепла в испарителе 1нижнего каскада используется избыточное тепло системы кондиционированияздания, Остальное оборудование работает так же, как в переходной отопи-.тельный период.Ф о р м у л а изобретенияТеплонасосная каскадная установка, содержащая нижний каскад с нагревателем, верхний каскаг. с камерой барометрического вскипания, имеющей паровой объем, которая подключена к линии подачи исходной поды,с компрессором, конденсатором и своим нагревателем, а также отопительный контур, соединенный с нагревателями обок каскадов через трехходовые двухпозиционные краны с возможностью поочередного их подключения к потребителю тепла этого контура, и два дополнительных трехходовых двухпозиционных крана, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения экономичности работы путем снижения энергопотребления, конденсатор размещен в паровом объеме камеры барометрического вскипания и подключен к выходу компрессора через один из дополнительных трехходовых двухпозиционных кранов, через который выход компрессора дополнительно соединен с, нагревателем верхнего ка"када, который выполнен барботажного смешивающего типа, а второй дополнительный трехходовой двухпозиционный кран установлен в линии подачи исходной воды на входе в камеру барометрического вскипания и через него выход отопительного контура дополнительно подключен к входу в упомянутую камеру,5 1506243 6 вателя 25 верхнего каскада соответственно, Пары воды, вскипающей в камере 9, сжимаются в компрессоре 10,повышая свой потенциал, и через кран28 поступают на паровой вход нагревателя 25. Пары воды путем барботирования сквозь слой воды смешиваютсяс разделенным ранее потоком воды изотопительного контура, нагревая еепри этом. Образовавшаяся смесь черезкран 21 проходит в прямую линию отопительного контура, Высокопотенциальное тепло поступает к потребителючерез радиаторы 19 отопления. Температуру на выходе из нагревателя 25регулируют при помощи вентилей 23 и24, изменяя соотношение пара и водыв нем.В переходные отопительные перноды нагрузки снижаются вследствиеповышения наружной температуры воздуха, В связи с этим необходимо регулировать вырабатываемую для отопления тепловую мощность. Это можно 25осуществлять снижением температурыводы в прямой линии отопительногоконтура до 50-70 С. Для этого достаточно испольэовать только нижнийкаскад установки, В этом случае краны 21, 22, 17 и 28 устанавливаютсяво второе положение, а вентиль 7 закрыт. Потребители тепла подключенынепосредственно к нижнему каскадучерез нагреватель 20, который в зимнее время не работает, Тепло нижнего каскада, отобранное от конденсатора 3 через подогреватель 27 и нагреватель 20 поступает к потребителям в системы отопления и горячего 4 Оводоснабжения. Освободившийсяверхний каскад теперь может работать в качестве опреснителя. Исходная вода, в качестве которой можетиспользоваться морская засоленнаяили загрязненная вода, предварительнонагреваясь в регенеративном теплообменнике 15, по линии 16 проходит ккрану 17 и далее - к входу камеры 9барометрического вскипания. В камере9 происходит выпаривание воды засчет уменьшения давления, создаваемого компрессором 10, Пары воды сжимаются в компрессоре 10 и через кран28 поступают в конденсатор 8, где кон денсируются, подогревая при этом зону испарения камеры 9 барометричес