Тепловой насос

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 17214 А 3)5 Р 25 В 29/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ССС 1986 к теплотехнике для выработки энергии. Цель энергетической льзования:приного давления. еет контур цир- асширителемК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Изобретение относитсяи может быть использованотепловой и электрическойизобретения - повышениеэффективности путем исйородной теплоты и атмосферДля этого тепловой насос имкуляции водяного пара с р испарителем 5. и контур циркуляции воды, включающий расширитель-испаритель 5, В насосе имеется эжектор 4 и контур циркуляции атмосферного воздуха, а также включенные в контур циркуляции воды три кожухотрубных теплообменника 6, 7, 8 и насосы 11-14, имеются по крайней мере две вакуумные камеры 9, 10 для создания и поддержания вакуума в расширителе-испарителе 5. За счет. расширения атмосферного воздуха обеспечивается выработка не только тепловой, но и электрической энергии, осуществляемая двумя воздушными турбинами 1 и 2, установленными на общем валу с электрическим генератором 3. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.5 10 15 30 35 40 55 Изобретение относится к тепловым насосам и может быть использовано для выработки электрической и тепловой энергии,Известен тепловой насос, содержащий контур циркуляции рабочего тела, в который последовательно включены компрессор, конденсатор, дроссель и испаритель. Недостатком насоса является необходимость больших затрат энергии на привод установки.Известен также тепловой насос, содержащий последовательно включенные в циркуляционный контур компрессор, водяной форконденсатор, воздушный конденсатор, ресивер, переохладитель хладагента, дроссель и испаритель,, Недостатком данного насоса также являются большие затраты энергии.Наиболее близким к предлагаемому является тепловой насос, содержащий контур циркуляции водяного пара с расширителемиспарителем, в котором вакуум создается компрессором, а сжатый газ после компрессора подается в конденсатор, Однако и известный насос имеет такой недостаток, как большой запас энергии, подводимой к компрессоруу.Целью изобретения является повышение энергетической эффективности,Тепловой насос, содержащий контур циркуляции водяного пара с расширителемиспарителем и контур циркуляции воды, включающий расширитель-испаритель, дополнительно содержит размещенный внутри расширителя-испарителя эжектор, подключенный к расширителю-испарителю контур циркуляции атмосферного воздуха,включенный в контур циркуляции водяного пара перед расширителем-испарителем и после него регенеративный теплообменник, а также два теплообменника, включенных последовательно как в контур циркуляции воды, так и в контур циркуляции водяного пара после регенеративного теплообменника, Кроме того, к контуру циркуляции атмосферного воздуха подключены параллельно одна другой по крайней мере две вакуумные камеры. На входе и выходе контура циркуляции водяного пара размещены турбины и связанный с ними генератор,На чертеже изображена принципиальная схема теплового насоса,Тепловой насос состоит из двух турбин 1 и 2 с электрическим генератором 3, эжектора 4, размещенного в расширителе-испарителе 5, регенеративного кожухотрубного теплообменника 6, кожухотрубных теплообменников 7 и 8, вакуумных камер 9 и 10,водяных насосов 11-14, вентилей 15-27. а также клапанов 28-31, Трубопроводы насоса составляют контур 32 циркуляции водяного пара, контур 33 циркуляции воды, и контур 34 циркуляции атмосферного воздуха,Тепловой насос работает следующим образом,Перед пуском в работу расширитель-испаритель 5, теплообменники 7 и 8, а также вакуумная камера 9 заполняются водой насосом 12. Затем насосом 14 при закрытом вентиле 25 и открытых вентилях 24 и 23 вода из камеры 9 перекачивается в камеру 10, При этом в камере 9 клапан 31 автоматически закрывается воздухом, клапан 30 открывается, а в расширителе-испарителе 5 создается вакуум. Вентили 16-22 открыты.При открытии вентиля 15 атмосферный воздух силой атмосферного давления Р= =1 ата проталкивается через проточную часть воздушной турбины 1, где, расширяясь до давления Р=0,2 ата, совершает механическую работу генератора 3, и через трубную часть теплообменника 6 устремляется в сопла Лаваля эжектора 4, в котором воздух расширяется до конечного давления Р=0,025 ата. При входе в камеру смешения эжектора 4 струя расширенного воздуха захватывает водяные пары кипящей в разреженном объеме воды, а смесь пара с воздухом при торможении в диффузоре эжектора 4 сжимается и через вентиль 18 выбрасывается в межтрубное пространство теплообменника 6, где паровоздушная смесь производит нагрев поступающего из турбины 1 холодного воздуха. Из теплообменника 6 паровоздушная смесь направляется в межтрубное . пространство теплообменников 7 и 8, где в теплообменнике 7 происходит полная конденсация водяных паров, а в теплообменнике 8 - охлаждение отделенного от водяных паров воздуха до начального исходного состояния.При этом конденсация водяных паров в теплообменнике 7 и охлаждение воздуха в теплообменнике 8 производятся частично охлажденной водой из расширителя-испарителя 5, которая циркуляционным насосом 11 через вентиль 21 направляется в трубное пространство теплообменников 7 и 8, из которых она через вентиль 17 в подогретом виде возвращается в расширитель-испаритель 5, и цикл повторяется снова. Формула изобретения1, Тепловой насос, содержащий контур циркуляции водяного пара с расширителемиспарителем и контур циркуляции воды, включающий в себя расширитель-испари1721415 вательно как в контур циркуляции воды, таки после регенеративного теплообменника вконтур циркуляции водяного пара. Составитель Ю, Суков Редактор И. Шулла Техред М.Моргентал КоРРектоР С, ШевкунЗаказ 944 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 тель, отл ич а ющийся тем, что.с целью повышения энергетической эффективности путем использования природной теплоты и атмосферного давления, тепловой насос дополнительно содержит размещенный внутри расширителя-испарителя эжектор подключенный к расширителю-испарителю контур циркуляции атмосферного воздуха, включенный в контур водяного пара перед расширителем-испарителем и после него регенеративный теплообменник, а также два теплоббменника, включенных последо 5 2, Насоспоп 1,отличающийсятем что к контуру циркуляции атмосферного воздуха подключены параллельно одна другой по крайней мере две вакуумные камеры,3, Насос по пп.1 и 2, отл ича ю щи й с я тем, что на входе и выходе контурациркуляции водяного пара Размещены турбины и связанный с ними генератор,