Патент на изобретение №2345295

(54) КОМПРЕССИОННЫЙ ТЕПЛОВОЙ НАСОС

(57) Реферат:

Изобретение относится к оборудованию для отопления жилых и производственных зданий. Компрессионный тепловой насос содержит испаритель, компрессор, конденсатор, дроссельный вентиль и отделитель жидкости. Испаритель и конденсатор выполнены в виде кожуховихревых теплообменников, содержащих патрубки подачи и отвода рабочего агента и патрубки подачи и отвода, соответственно низкопотенциального теплоносителя и высокопотенциального теплоносителя, улиткообразный коллектор с направляющим аппаратом и торцевыми стенками, на внутренней и внешней поверхности которых выполнены микроканалы, а со стороны внешней поверхности установлен кожух. Использование изобретения позволит разработать малогабаритный высокопроизводительный тепловой насос. 2 ил.

Изобретение относится к оборудованию для отопления жилых и производственных зданий.

Известны компрессионные тепловые насосы для отопления жилых и производственных зданий (1, 2), содержащие испаритель, компрессор, конденсатор, дроссельный вентиль, отделитель жидкости.

Известны также аммиачные и фреоновые кожухотрубные испарители, а также конденсаторы следующих типов: горизонтальные кожухотрубные, кожухозмеевиковые, элементные; вертикальные кожухотрубные и двухтрубные (3). Охлаждаются водой, воздухом при свободной конвекции или при побудительном движении, а также воздухом с одновременным орошением водой, испаряющейся на поверхности конденсатора. Поверхность теплообмена в этих испарителях и конденсаторах в зависимости от производительности составляет от 20 до 300 квадратных метров. Недостатком этих испарителей и конденсаторов является большая металлоемкость (от 1100 кг до 16 т).

Известны также разработки микроканалов (4), размеры которых составляют величину от нескольких десятков микрон до пятисот микрон и более. Благодаря этому реализуются экстремально высокие соотношения поверхность-объем порядка от 10 до 50 тысяч единиц на метр.

Известны также вихревые камеры (5), (6), позволяющие осуществлять интенсивный теплообмен.

Задача изобретения – разработать малогабаритный и в то же время высокопроизводительный тепловой насос.

Поставленная задача решается созданием компрессионного теплового насоса, содержащего испаритель, компрессор, конденсатор, дроссельный вентиль, отделитель жидкости, отличающегося тем, что испаритель и конденсатор выполнены в виде кожуховихревых теплообменников, содержащих патрубки подачи и отвода рабочего агента и патрубки подачи и отвода соответственно низкопотенциального и высокопотенциального теплоносителя; улиткообразный закручивающий коллектор с направляющим аппаратом и торцевыми стенками, на внутренней и внешней поверхности которых выполнены микроканалы, а со стороны внешней поверхности установлен кожух.

Компрессионный тепловой насос представлен на фиг.1 и 2, где

1 – испаритель; 2 – компрессор; 3 – конденсатор; 4 – дроссельный вентиль; 5 – отделитель жидкости; 6 – патрубок подачи рабочего агента; 7 – патрубок отвода рабочего агента; 8 – патрубок подачи низкопотенциального теплоносителя; 9 – патрубок отвода низкопотенциального теплоносителя; 10 – патрубок подачи высокопотенциального теплоносителя; 11 – патрубок отвода высокопотенциального теплоносителя; 12 – кожух; 13 – торцевая стенка; 14 – микроканалы на внутренней поверхности торцевой стенки; 15 – микроканалы на внешней поверхности торцевой стенки; 16 – улиткообразный закручивающий коллектор с направляющим аппаратом.

Компрессионный тепловой насос работает следующим образом. Низкопотенциальный теплоноситель (например, теплая вода из геотермального источника) по патрубку 8 подается в испаритель 1 с кожухом 12 через улиткообразный коллектор с направляющим аппаратом 16, закручивается и через торцевую стенку 13 с микроканалами 14 и 15 передает тепло рабочему агенту (например, фреону). Благодаря высокой скорости вращения и наличию микроканалов достигается высокий коэффициент тепломассообмена. Далее рабочий агент через патрубок 6 подается в компрессор 2, сжимается и через патрубок 7 и патрубок 6 поступает в конденсатор 3, где происходит передача тепла высокопотенциальному теплоносителю, который отводится через патрубок 9, далее рабочий агент поступает в дроссельный вентиль 4 и в отделитель жидкости 5 и затем в испаритель 1.

Источники информации

1. Промышленная теплоэнергетика и теплотехника. Справочник. / Под общей редакцией В.А.Григорьева и В.М.Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1983, с.367.

3. Теплотехнический справочник, т.1. / Под ред. В.Н.Юренева и П.Д.Лебедева. М.: энергия, 1978, 743 с., с.419, 421.

5. А.С. СССР №827921, F26B 17/10, B01J 8/14. Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена/В.И.Кислых, С.С.Кутателадзе, В.А.Кубышев, Е.П.Шелудяков, Г.Е.Чепурин, С.И.Чемоданов, Е.И.Синайко, Э.П.Волчков. Опубл. 07.05.81. Бюл. №17.

Формула изобретения

Компрессионный тепловой насос, содержащий испаритель, компрессор, конденсатор, дроссельный вентиль, отделитель жидкости, отличающийся тем, что испаритель и конденсатор выполнены в виде кожуховихревых теплообменников, содержащих патрубки подачи и отвода рабочего агента и патрубки подачи и отвода соответственно низкопотенциального теплоносителя и высокопотенциального теплоносителя, улиткообразный закручивающий коллектор с направляющим аппаратом и торцевыми стенками, на внутренней и внешней поверхности которых выполнены микроканалы, а со стороны внешней поверхности установлен кожух.

РИСУНКИ