Багатофункціональний тепловий насос з кавітаторами

Реферат: UA 117700 U UA 117700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплоенергетики і може бути використана при теплопостачанні споживачів і в системах кондиціонування повітря і теплого водопостачання. Принцип роботи теплового насоса відомий. Компресор вбирає холодоагент з випарника, стискає його, за рахунок чого температура холодоагенту робочого тіла газу різко підвищується і виштовхує в конденсатор теплообмінник. Крім цього, в конденсаторі, нагріте в результаті стиснення холодоагенту газ віддає тепло (температура близько 70-80 градусів Цельсія) опалювального контуру і не переходить в рідкий стан за рахунок низької температури конденсації близько -1 °C до -5 °C холодоагенту газу (фреону). Холодоагент під високим тиском через осушувальний фільтр і терморегулюючий вентиль ТРВ, вихровий струменевий кавітатор потрапляє у випарник-теплообмінник, де за рахунок різкого зменшення тиску відбувається процес випаровування. При цьому холодоагент відбирає тепло у внутрішніх стінок випарника теплообмінника, а випарник у свою чергу відбирає тепло у зовнішнього або водяного контуру, а також у контуру термічного відбору тепла з компресора, за рахунок чого він постійно підігрівається вище точки конденсації газу холодоагенту. Процес повторюється постійно. Коли температура в будинку досягає необхідного рівня, електричний ланцюг розривається системою управління, яка може включати системи управління з терморегулюючими клапанами чи комп'ютеризованою системою управляння з терморегуляторами-сенсорами і клапанами, яка має інтерфейс з системою розумний будинок (smart home). Коли температура в опалювальному контурі падає, система управління що включає комп'ютерний блок керування та терморегулятори-сенсори, знову запускає тепловий насос. Таким чином, холодоагент газ в тепловому насосі виконує зворотний цикл Карно. Його ефективність збільшується за рахунок відбору надлишкового тепла з компресора через термічну оболонку і передачу його через термічний провідник на випарник-теплообмінник. Також збільшується ефективність за рахунок застосування вихрових кавітаційних нагрівників, які стоять в контурі після компресора перед конденсатором-теплообмінником, і другий перед випарником-теплообмінником, що теж збільшують температуру робочого тіла газу холодоагенту (фреону). У заявленому універсальному кавітаційному тепловому насосі коефіцієнт COP (coefficient of performance) становить 4-12, що характеризує високу енергетичну ефективність. Як основний показник ефективності теплового насоса застосовується коефіцієнт перетворення або опалювальний коефіцієнт COP (coefficient of performance), рівний відношенню теплопродуктивності теплового насоса до потужності, споживаної компресором. У режимі охолодження для оцінки ефективності застосовується холодильний коефіцієнт EER (energy efficiency ratio), рівний відношенню холодопродуктивності теплового насоса до потужності, споживаної компресором. При зазначених температурах сумарний коефіцієнт перетворення може досягати 14, 7, що характеризує високу енергетичну ефективність теплового насоса. Реальні COP дещо нижчі і складають близько 5-12. Згідно з корисною моделлю, для нагрівання води в теплоносій схемою системи організують теплонасосний цикл, по наступній схемі - тепловий насос з використанням компресора стиснення газу нагріває потік стисненого газу, додатковий нагрів відбувається через кавітаційний нагрівник газів, газ що надходить через теплообмінник-конденсатор, обмінюється теплом з проточною водою або іншим теплоносієм. Тепло подається в теплову мережу, а газ через фільтр осушення газодерморегулюючий вентиль ТРВ, у циклі газ надходить через кавітатор газу де його температура підіймається, і він направляється в теплообмінник-випарник, який підвищує температуру робочого газу, газ, нагрітий вище точки кипіння, надходить через конденсатор в компресор. Цикл повторюється. Додатковий відбір теплової енергії відбувається з компресора за допомогою термічної оболонки компресора. Вхід води або іншої рідини здійснюється з контуру там, де теплоносій надходить на теплообмінник-конденсатор через трійник частина потоку спрямовується на термічну оболонку компресора, де підігрівається і направляється в контур подачі нагрітої води, через проходження термічної мережі через низькотемпературну зону терморегулюючого вентиля, тепловий потік додатково підігрівається, охолоджений потік газу в терморегулюючому вентилі, потім тепловий потік направляється на контур подачі нагрітої води теплообмінника випарника. Корисна модель належить до теплотехніки, а саме до теплопостачання з використанням теплових насосів для нагріву води і кондиціювання, і може знайти застосування для гарячого водопостачання (ГВП) або теплопостачання житлових або виробничих приміщень і кондиціювання. Попередній рівень техніки. Відомі способи теплопостачання, що включають подачу води на нагрів у систему, нагрівання води за допомогою одного теплового насоса і доставку нагрітої води споживачам. Для підвищення ефективності трансформації теплової енергії використовують різні прийоми. 1 UA 117700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Наприклад, у способі досягання максимального опалювального коефіцієнта теплових насосів за патентом RL) 2083932, вибирають холодоагент теплового насоса таким, щоб його критична температура була близька або дорівнює температурі охолоджуваного середовища. Перед стисненням вибраний холодоагент призводять до критичного стану, а стиснення виробляють до стану, відповідного точці Бойля. У способі трансформації теплової енергії за патентом RU 2161759 енергетичну ефективність трансформації підвищують за рахунок зниження питомого споживання електроенергії, для чого робочу середу після компресора подають в струменевий апарат, де її змішують з рідким потоком, що надходить із сепаратора, встановленого після конденсатора. В конденсатор направляють робочу середу струменевого апарата, де вона охолоджується при передачі тепла високотемпературного приймача. Відомі способи дозволяють забезпечити коефіцієнти трансформації, максимально підвищені - призначені для систем з одним тепловим насосом, але не перевищують цей рівень. Це пояснюється роботою теплового насоса системи теплонасосному циклу, далекій від трикутного теплонасосного циклу Лоренца - найефективнішого з робочих циклів в холодильній та теплонасосній техніці. В результаті відомі способи не забезпечують значного зниження собівартості тепла, питомої витрати електроенергії та термінів окупності теплонасосних систем, що реалізують ці способи. Найбільш близьким до цієї корисної моделі є спосіб теплопостачання, який включає подачу води на нагрів в теплонасосну установку системи, нагрівання води за її допомогою і доставку нагрітої води споживачам. Теплонасосна установка складається з теплових насосів, кожен з яких використовують як ступінь послідовного нагріву води (Р. Хейнріх, X. Найрок, Ст. Нестлер. Теплонасосні установки для опалення і гарячого водопостачання. - М: Стройиздат, 1985, с.5356). Недоліком відомого способу є організація роботи зазначеної теплонасосної установки за теплонасосним циклом, наближеним до чотирикутового теплонасосного циклу Лоренца (там же, с. 54 рис. 2.19), який, хоча і забезпечує економію електроенергії, але знижує коефіцієнт трансформації і збільшує термін окупності до значення, більшого за строк економічної цілездатності, при підвищенні капітальних витрат. Таким чином, режим відомого способу теплопостачання зі ступінчастим нагріванням води не забезпечує при його реалізації позитивного технічного і економічного результату. Також відомий багатофункціональний тепловий насос за [патентом України №20778 на корисну модель, опублікований 15.02.2007 р.], що включає компресор для перекачування робочого тіла, три теплообмінники, конденсатор, випарник, два спонукачі витрати охолоджуваного середовища, пристрій керування, фільтри і трубопроводи, при цьому функціонально виділені конденсатор-підігрівник і випарник-охолоджувач робочого тіла. До недоліків описаної конструкції можна віднести: неможливість підвищення коефіцієнта перетворення теплового насоса, дублювання однієї операції різними пристроями, невиправдана складність пристрою. Температури, до якої нагрівається теплоносій, недостатньо для використання його для підігріву води у системі гарячого водопостачання. Залишкове тепло, яке має теплоносій контуру теплового насоса після передачі тепла контуру опалювання безповоротно втрачається під час дроселювання. Неможливість відновлювати та підтримувати у робочому стані джерело низькопотенційного тепла. Як найближчий аналог універсального теплового насоса вибрано тепловий насос [за України №31653 на корисну модель, опублікований 10.04.2008 р.], що включає компресор, теплообмінник, конденсатор, випарник, дросель, пристрій управління, при цьому у корпусі теплового насоса з утворенням контуру теплового насоса розміщені теплообмінник-випарник, компресор, теплообмінник-конденсатор, теплообмінник-підігрівник, дросель, циркуляційний насос, який прокачує теплоносій із джерела низькопотенційного тепла та пристрій управління, контур теплового насоса функціонально пов'язаний із зовнішнім контуром, контуром опалювання та контуром охолодження, теплообмінник-підігрівник розміщений перед дроселем підігріває залишковим теплом теплоносій, що циркулює у зовнішньому контурі, контур охолоджування містить теплообмінник-охолоджувач, пристрій управління забезпечує функціонування теплового насоса принаймні у двох режимах. Основним недоліком даної корисної моделі є те, що залишається невикористаною енергія теплоносія, який виходить з компресора (температура теплоносія складає приблизно 80 °C). Тобто, діюча схема теплового насоса не передбачає використання енергії теплоносія для застосування у системі гарячого водопостачання. Зазначених вище недоліків позбавлений багатофункціональний тепловий насос за корисною моделлю, що пропонується. Задачею корисної моделі є створення нового універсального теплового насоса з підвищеним коефіцієнтом перетворення теплового насоса, підвищеною функціональністю та 2 UA 117700 U 5 10 15 20 економічністю, який функціонує у декількох режимах, використовує залишкове тепло для відновлення джерела низькопотенційного тепла та також підвищити температуру теплоносія до рівня, що забезпечує використання його для підігріву води у системі гарячого водопостачання. Поставлена задача вирішується тим, що пропонується універсальний тепловий насос, який містить компресор, стиснення газу нагріває потік стисненого газу, додатковий нагрів відбувається через кавітаційний нагрівач газів, що надходить через теплообмінник-конденсатор, обмінюється теплом з проточною водою або іншим теплоносієм. Газ надходить через фільтросушувач газу, ТРВ терморегулюючий вентиль зменшує температуру газу і він направляється в теплообмінник-випарник, який підвищує температуру робочого газу, газ, нагрітий вище точки кипіння, надходить через конденсатор в компресор. Цикл повторюється. Заявлений тепловий насос компенсує витрати енергії за циклом Карно. У заявленому тепловому насосі коефіцієнт перетворення теплової енергії 1 кіловат електроенергії перетворюється в 4-8 кіловат теплової енергії. Як основний показник ефективності теплового насоса застосовується коефіцієнт перетворення або опалювальний коефіцієнт COP (coefficient of performance), рівний відношенню теплопродуктивності теплового насоса до потужності, споживаної компресором. У режимі охолодження для оцінки ефективності застосовується холодильний коефіцієнт EER (energy efficiency ratio), рівний відношенню холодопродуктивності теплового насоса до потужності, споживаної компресором. Q Q N T0 COP  R  C  EER  1  1 N N TK  T0 EER  25 30 QC N , де QR - енергія, що віддається ПВТ; QC - теплова енергія, що відбирається у ІНТ; N - витрачена електроенергія; TK і T0 - температурі конденсації кипіння у тепловому насосі. Температура TK T0 визначається тиском TK конденсації холодоагенту в ΤΗ, T0 температурою ІНТ. Так, якщо прийняти = 281,16 До (8 °C) і = 323,16 До (50 °C), то COP буде дорівнювати 7,7. Якщо тепло відводиться водою, то різні холодоагенти дозволяють досягти наступних температур: R717, R502, R22 - близько +50 °C, R134a - +70 °C, R142 - +100 °C. Коли в теплових насосах одночасно використовується тепло і холод (наприклад, охолодження чилерів і нагрівання офісних приміщень), Q  QC COP  EER  R N . При рівнопотенціальному циклі QR  QC 2Q C  1  2EER  1 N . При зазначених температурах сумарний коефіцієнт перетворення може досягати 12, 7, що характеризує високу енергетичну ефективність теплового насоса. Реальні СОР дещо нижчі і складають близько 4-12. Отже включення, у контур гарячого водопостачання бойлера непрямого нагрівання є обов'язковим. Саме за його допомогою температуру води для споживачів підвищують до 7580 °C, що згубно діє на мікроби. За рахунок того, що вода для системи гарячого водопостачання частково нагрівається за допомогою контуру гарячого водопостачання, знижуються витрати енергії на роботу бойлера непрямого нагрівання та дозволяє використовувати бойлер непрямого нагрівання меншої ємності. Для примусової циркуляції теплоносіїв контур охолодження, контур опалювання та контур гарячого водопостачання додатково обладнані циркуляційними насосами. Зовнішній контур функціонально є контуром низькопотенційного тепла. Низькопотенційним джерелом тепла може бути як тепло зі свердловини з водою, так і рекупероване тепле повітря чи вода. Теплообмінник береться наприклад пластинчатий з коефіцієнтом потужності на 5-10 % вище, ніж теплова потужність компресора, для більш ефективного теплообміну. COP  EER  35 40 45 50 3 UA 117700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Доцільно, але не обов'язково, як теплоносій у зовнішньому контурі використовувати рідини із низькою температурою замерзання, наприклад гліколі, температура замерзання яких змінюється від -4,3 °C для триетиленгліколю до -77 °C для 1,3-бутиленгліколю. Доцільно як теплоносій у зовнішньому контурі використовувати рідини із низькою температурою замерзання, наприклад, гліколі, температура замерзання яких змінюється від -4,3 °C для триетиленгліколю до -77 °C для 1,3-бутиленгліколю. Доцільно для примусового обдування теплообмінника-охолоджувача використовувати у контурі охолоджування додатковий вентилятор, який сприяє спрямуванню охолодженого повітря до помешкання. Усередині контуру теплового насоса циркулює холодоагент, який вибрано з групи, що включає аміак або хладони, у тому числі R22, R32, R125, R134A, R407C, R410A тощо. Енергетичну ефективність трансформації підвищують ще за рахунок зниження питомого споживання електроенергії, для чого робочу середу після компресора подають у кавітаційний струменевий вихровий апарат, де відбуваються кавітаційні процеси, які призводять до додатково нагрівання робочого тіла газу. З компресора холодоагент надходить до конденсатора, в якому за рахунок конденсації пара виділяє тепло, яке передається споживачу. Охолоджений в конденсаторі холодоагент, надходить через дросель, у якому він розширюється та охолоджується нижче температури навколишнього середовища, у випарник. Кавітація характеризується виникненням у потоці газів так званих кавітаційних каверн, заповнених парою, газом або повітрям. Вони виникають у випадку, коли тиск у потоці рідини стає меншим, ніж тиск насиченої пари для даної температури, тобто p  pнп . При подальшому русі утворені пухирці потрапляють у зону підвищеного тиску і відбувається нагрівання, потім його запускають на теплообмінник, де в противотоці води по контуру теплообміника №1 охолоджується при передачі тепла високотемпературного приймача. В конденсатор направляють робоче середовище струменевого апарата, де вона охолоджується при передачі тепла високотемпературного приймача. Між суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, і досягненого за їхньою допомогою технічним результатом існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Дійсно, досягнення зазначеного вище технічного результату - підвищення функціональності, економічності і збільшення ресурсів основних елементів - можливо тільки при реалізації всіх суттєвих ознак корисної моделі, при відсутності кожної з них досягнення технічного результату важко. Наприклад, підвищення функціональності досягається за рахунок того, що пристрій, що заявляється, ефективно працює в різних режимах - "зима" і "літо", "літо-зима". Підвищення економічності досягається за рахунок того, що в системі, у якій працює пристрій, що заявляється, максимально використовуються всі енергетичні ресурси, що знаходяться в системі, у т.ч. і утилізована енергія нагрівання й охолодження робочого тіла від компресора а також кавітаційний додатковий нагрів робочого тіла Суть корисної моделі що заявляються, показана на кресленні повна функціональна схема пристрою. Креслення - загальний схематичний вигляд теплового насоса та функціонально пов'язаних з ним зовнішнього контуру, контуру гарячого водопостачання, опалювання та контуру охолоджування. Універсальний тепловий насос 1, який містить компресор 2, теплообмінник (3, 5, 6, 13), конденсатор теплообмінник 3, випарник теплообмінник 13, дросель 10, пристрій управління (не показаний), при цьому, у корпусі теплового насоса з утворенням контуру теплового насоса розміщені теплообмінник 2, компресор 2, теплообмінник-підігрівник 2, теплообмінникконденсатор 3, теплообмінник-підігрівник 5, дросель 10, циркуляційний насос 4, який прокачує теплоносій із джерела низькопотенційного тепла 5 та пристрій управління (не показаний), контур теплового насоса функціонально пов'язаний із зовнішнім контуром, контуром гарячого водопостачання, контуром опалювання та контуром охолодження, теплообмінник-підігрівник 5 підігріває залишковим теплом теплоносій, що циркулює у зовнішньому контурі, контур охолоджування містить теплообмінник-охолоджувач 6 та може бути додатково обладнаний вентилятором 17, який може сприяти спрямуванню охолодженого повітря, пристрій управління забезпечує функціонування теплового насоса принаймні у чотирьох режимах. Контур опалювання також обладнаний циркуляційним насосом 4 та стандартним обладнанням системи опалювання та гарячого водопостачання. Контур охолоджування додатково обладнаний циркуляційним насосом 11, який забезпечує циркуляцію теплоносія зовнішнього контуру крізь теплообмінник-охолоджувач 6. Контур гарячого водопостачання також обладнаний циркуляційним насосом 4 та бойлером непрямого нагрівання 5. 4 UA 117700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Надалі розглянемо роботу універсального теплового насоса у різних режимах, а саме: режимі«зима", "літо" та комбінованому режимі "зима-літо". На кресленні показана повна функціональна схема пристрою, що заявляється; Багатофункціональний тепловий насос, що заявляється, (далі по тексту - БТН) складається з наступних основних апаратів: - компресора 1; - конденсатора теплообмінника 3; - випарника теплообмінника 13; - двопозиційного соленоїдного вентиля 10; - кавітатори 9, 14. - програмно комп'ютеризованого-перемикаючого керуючого пристрою сумісним із системою smarthome не показано на кресленні.; - програмно комп'ютеризованого-перемикаючого керуючого пристрою сумісним із системою smarthome не показано на ф. 1.; - ємкісного бойлера непрямого нагріву 5; - конденсуючої ємності непрямого охолодженням 6; Особливістю БТН, що складається з компресора 1, який перекачує робоче тіло, теплообмінників 5, конденсатора 3, випарника 13, збудника витрати охолоджуваного середовища вентилятора 17, арматури керування, двопозиційного соленоїдного вентиля 10 є: - установка після компресора 1 першого теплообмінника-конденсатора 5, який забезпечує через нагріте робоче тіло газ і теплообмінник-конденсатор обмін тепла прокачуємо через контур теплообмінника конденсатора води і забезпечує передачу тепла бойлеру непрямого нагріву 5 нагрівання внутрішнього середовища для передачі тепла в систему теплопостачання. - установка після багатопозиційного клапана перемикача режимів 10 другого теплообмінника 13, що забезпечує нагрівання/охолодження середовища і виконуючого функцію акумулювання з пасивним чи активним теплозйомом; - установка перед компресором 1 (на вході робочого тіла) третього теплообмінника 6, що забезпечує охолодження середовища; - утилізація (накопичування, перетворення) енергії нагрівання й охолодження основного (робочого) циклу виробляється автоматично, у залежності від режимів роботи споживачів. Корисна модель, що заявляється, забезпечує: - підвищення функціональності й економічності роботи БТН; - збільшення ресурсу основних ланок БТН; - збільшення теплозйому від робочого тіла й утилізація цього тепла за рахунок уведення додаткового теплообмінника 3; - забезпечення додаткової утилізації тепла за - забезпечення додаткової утилізації тепла за рахунок з'єднання між собою конденсатора 2 і випарника 8 через багатопозиційний клапан перемикач режимів 10, що, у свою чергу, дозволяє: а) одержати додатковий корисний обігрів за рахунок використання газо-водяного теплообмінника 3 і теплообмінника інерційного непрямого нагріву 5; б) одержати додатковий корисний обігрів від додаткового теплообмінника 2 у режимі "зима"; в) утилізувати додаткове тепло із системи, наприклад, з каналізації (наприклад, після користування душем, ванною чи витяжною вентиляцією); г) забезпечить додаткове охолодження при нагріванні води в першому теплообміннику 5; - поліпшити роботу компресора 1 за рахунок зниження температури робочого тіла на вході в компресор 1 шляхом установки додаткового теплообмінника 2, при цьому в компресорі 1 виключається утворення крапель робочого тіла, що, у свою чергу, виключає гідравлічні удари в компресорі 1 і оптимізує режим його роботи; - побудники витрати - вентилятори 17, установлені біля конденсатора б - зменшують витрату середовища при тих же межах підтримки параметрів мікроклімату. 1. Режим "зима" призначений для забезпечення опалювання та гарячого водопостачання або функції "тепла підлога". Холодоагент у газоподібному стані подається до компресора 1, де за рахунок стискання його температура підвищується приблизно до 80 °C і він подається до входу теплообмінникаконденсатора 3. У теплообміннику конденсаторі 3 нагрітий холодоагент віддає частину свого тепла теплоносію, який циркулює за допомогою циркуляційного насоса 4 у контурі опалювання. Нагрітий теплоносій через теплообмінник передає тепло газу, нагрітого до 60-75 С, контуру опалювання через теплообмінник 3, надалі надходить до системи через контур пасивного ємкісного теплообмінника 5 до системи опалювання та гарячого водопостачання та знову 5 UA 117700 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 повертається до теплообмінника-конденсатора 5. На виході теплообмінника-конденсатора 5 температура холодоагенту знижується приблизно до 20°-30 °C. Потім він через фільтр-осушувач, ТРВ, та кавітатор 9 надходить на теплообмінник-випарник 13. Особливістю даної корисної моделі є також те що холодоагент підібраний з низькою температурою кипіння приблизно -5 С, тому він не перетворюється у рідкий стан, підібраний тип холодоагентам (фреону) який має точку перетворення в рідину на рівні -5 С, а при використанні даного типу фреону не потрібно постійно прокачувати теплу воду через теплообмінник випарник 13, достатньо, що суттєво для цієї корисної моделі, використання внутрішнього тепла, який є у внутрішньому просторі і який утилізується теплообмінником 12 і передає додаткову температуру холодоагенту, який потім через кавітатор 14, додатково нагріваючись, надходить в компресор. Цикл повторюється. 2. Режим "літо" призначений для створення холодного повітря, наприклад, з метою кондиціювання, та охолодження, наприклад, води для споживання або господарських цілей. Теплоносій з джерела низькопотенційного тепла 6 з температурою приблизно 16 °C за допомогою циркуляційного насоса 11 подається на вхід теплообмінника 13, який відбирає тепло у теплоносія та на виході зменшує його температуру приблизно до 12-8 °C, двопозиційний соленоїдний вентиль 10 закритий. Відібраним у теплоносія холодом охолоджується повітря, яке за допомогою чилера чи вентилятора спрямовується до помешкання, призначеного для охолодження. Надалі нагрітий теплоносій повертається до джерела низькопотенційного тепла 6. Підвищена температура теплоносія сприяє відновленню (регенерації) джерела низькопотенційного тепла 6 та є додатковим захистом джерела 6 від замерзання. Якщо режим "літо" використовують для кондиціювання повітря у помешканні, то витрати електроенергії будуть у декілька разів менше у порівнянні із витратами на кондиціювання із застосуванням кондиціонерів. Наприклад, витрати електричної енергії на роботу насоса та 2 вентилятора у контурі охолоджування складає приблизно 600 Вт на 100 м , у той час, як 2 споживана потужність кондиціонера для помешкання площею 100 м складає приблизно 5300Вт. Також, при використанні системи кондиціювання з вулиці відбирають тільки до 15 % 20 % свіжого повітря (дуже дорого охолоджувати усі 100 % повітря), у той час, як при охолодженні повітря із застосуванням джерела низькопотенційного тепла можливим є 100 %-й відбір повітря з вулиці. 3. Комбінований режим "зима-літо" призначений для забезпечення опалювання та гарячого водопостачання або функції "тепла підлога" та для створення холодного повітря та охолодження помешкань. У цьому режимі тепловий насос одночасно працює як у режимі "зима", так й у режимі "літо", тобто для нього характерні усі переваги, які спостерігаються для режимів "зима" та "літо". 4. Режим гарячого водопостачання призначений для забезпечення споживачів гарячою водою. Теплоносій, який циркулює у контурі теплового насоса після компресора і теплообмінника конденсатора 3 з температурою приблизно 70 °C-77 °C спрямовується у теплообмінник-підігрівник 5. Де частково тепло передається теплоносію, що за допомогою циркуляційного насоса 4 циркулює у контурі гарячого водопостачання. Нагрітий теплоносій надалі спрямовується до обладнання, що забезпечує гаряче водопостачання, наприклад бойлера непрямого нагрівання. За рахунок використання зазначеної схеми знижуються енергозатрати, які виникають при роботі обладнання, що забезпечує гаряче водопостачання. Таким чином, з огляду на усе вищевикладене, можна зробити висновок, що технічна задача, яка поставлена при створенні даного універсального теплового насоса, виконана з досягненням зазначеного технічного результату. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Багатофункціональний тепловий насос, що включає компресор для перекачування робочого тіла газу, кожух термічної оболонки компресора з термопроводами-передавачами, який з'єднаний теплопроводом з вихідним контуром підігріваючого теплообмінника конденсатора і контуром терморегулюючого вентиля (ТРВ), два теплообмінники, конденсатор, випарник, фільтр-осушувач робочого тіла газу, терморегулюючий вентиль (ТРВ), термічні провідні системи, струменеві вихрові кавітаційні нагрівники робочого тіла газу, пристрій керування, який також може бути комп'ютеризованим з сумісністю з системою розумний будинок (smarthome), фільтри і трубопроводи, при цьому функціонально виділені теплообмінники конденсатора і 6 UA 117700 U 5 10 15 20 25 30 випарник робочого тіла з додатковим підігріванням робочого тіла газу за допомогою струменевих вихрових кавітаційних нагрівачів. 2. Багатофункціональний тепловий насос за п. 1, який відрізняється тим, що холодоагент робоче тіло-газ, який циркулює у контурі теплового насоса, вибрано з групи газів фреон у тому числі R22, R32, R125, R134A, R404C, R410A, R507 тощо. 3. Багатофункціональний тепловий насос надалі БТН за п. 1, який відрізняється тим, що для додаткового збільшення температури робочого тіла газу в контурі застосовують принаймні один кавітатор. 4. Багатофункціональний тепловий насос за п. 1, який відрізняється тим, що конденсаторпідігрівник включає компресор для перекачування робочого тіла, теплообмінник та додаткову подачу тепла з термічної оболонки відбору тепла з компресора в контур виведення нагрітої води чи теплоносія для систем теплопостачання. 5. Багатофункціональний тепловий насос за п. 1, який відрізняється тим, що теплообмінник здійснює додаткову подачу тепла з термічної оболонки відбору тепла з компресора в контур ТРВ та в контур теплообмінника-випарника для збільшення температури підігріву робочого тіла газу. 6. Багатофункціональний тепловий насос за п. 1, який відрізняється тим, що теплообмінниквипарник робочого тіла включає теплообмінник, з'єднаний теплопроводом з оболонкою відбору тепла у компресорі. 7. Багатофункціональний тепловий насос за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій керування містить систему керування і захисту, з можливістю підключення до системи розумний будинок (smarthome), а також регулюючу сантехнічну арматуру. 8. Багатофункціональний тепловий насос за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що регулююча арматура містить багатопозиційний клапан-перемикач режимів, виконаний у вигляді триходового клапана-перемикача з системою управління. 9. Багатофункціональний тепловий насос за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що як основний показник ефективності теплового насоса застосовують коефіцієнт перетворення або опалювальний коефіцієнт COP (coefficientofperformance), рівний відношенню теплопродуктивності теплового насоса до потужності, споживаної компресором, який становить від 4 до 12, що характеризує високу енергетичну ефективність. 10. Багатофункціональний тепловий насос за п. 1, який відрізняється тим, що функціонує у режимі опалювання, охолодження або у комбінованому режимі і з можливістю одночасного забезпечення гарячого водопостачання. 7 UA 117700 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8