Багатофункціональний тепловий насос

1. Багатофункціональний тепловий насос, 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 конденсаторпідігрівник і випарник-охолоджувач робочого тіла. 2. Багатофункціональний тепловий насос за п. 1, який характеризується тим, що конденсаторпідігрівник включає компресор для перекачування робочого тіла, теплообмінник, спонукач витрати. 3 20778 4 Недоліком відомого пристрою є неможливість лоджувач підключені до циркуляційного контуру підвищення його функціональності, економічності і паралельно, а конденсатор теплового насоса з'єдзбільшення ресурсів основних елементів принаний за допомогою додаткового циркуляційного строю. контуру з підігрівником. Відомий «Тепловий пункт Г.С. Рузавіна для Недоліком відомого пристрою є неможливість системи теплопостачання» підвищення його функціональності, економічності і [Патент РФ №2002169, МПК-5 F24D15/00, збільшення ресурсів основних елементів прибюл. 39-40, 1993 p.]. Сутність винаходу: один обвістрою. дної трубопровід містить регулювальний клапан і Аналіз вищенаведених пристроїв показує, що засувку і приєднаний до трубопроводу введення дотепер невідомі пристрої, аналогічні заявляється господарсько-питного водопроводу після насоса і в дійсній корисній моделі «Багатофункціональному лінії, що нагрівається, на вході в теплообмінник тепловому насосу». другої ступіні, іншої з засувкою і зворотним клапаТому можна зробити висновок, що дана корином - до виходу бака-акумулятора і до трубопросна модель є піонерної і не має аналогів і прототиводу гарячої води. Конденсатор першого тепловопів. го насоса встановлений на лінії води, що Задачею корисної моделі є розробка нового нагрівається, після теплообмінника першої ступіні. теплового насоса з досягненням технічного реВипарник і конденсатор другого теплового насоса зультату - підвищення функціональності, економівідповідно розміщені на трубопроводах холодної і чності і збільшення ресурсів основних елементів. гарячої води. Поставлена задача досягається тим, що в Недоліком відомого пристрою є неможливість «Багатофункціональному тепловому насосі», що підвищення його функціональності, економічності і характеризується тим, що включає компресор для збільшення ресурсів основних елементів приперекачування робочого тіла, трьох теплообміннистрою. ків, конденсатора, випарника, двох побудників виВідома «Приточно-вытяжна вентиляційна трати охолоджуваного середовища, пристрою кеустановка» [Авт. св. №1368579, МПК-4 F24F5/00, рування, фільтрів і трубопроводів, при цьому БИ-3-88 р.), що містить розташовані в приточном і функціонально виділені конденсатор-підігрівник і витяжному каналах регенеративний теплоутилизавипарник-охолоджувач робочого тіла, крім того, тор, встановлений у вентиляційній камері, фільтри конденсатор-підігрівник включає компресор для і нагнітачі приточного і витяжного повітря і розміперекачування робочого тіла, теплообмінник, пощений у приточном каналі підігрівник, причому до будник витрати, а випарник-охолоджувач робочого вихідної ділянки витяжного каналу підключений тіла включає теплообмінник і побудник витрати, пропускний воздуховод із запірним елементом, а при цьому побудник витрати являє собою вентина виході витяжного каналу встановлений регулятор, а пристрій керування містить систему керулюючий елемент, при цьому підігрівник виконаний вання і захисту і регулюючу арматуру, що містить у вигляді теплоаккумулятора, вхід якого повідомбагатопозиційний клапан-перемикач режимів, вилений з вентиляційною камерою, а вихід за допоконаний у вигляді соленоїдного вентиля, а також могою запірного клапана підключений до вхідного чотири двохпозиційних соленоїдних вентилі. участк у приточного каналу і за допомогою обвідноСуттєвими ознаками пристрою, що заявляєтьго воздуховода з запірним елементом - до приточся, є: ному каналу перед нагнітачем по ходу повітря, - компресор для перекачування робочого тіла; вентиляційна камера через фільтри з'єднана з - три теплообмінники; атмосферою і пропускним воздуховодом і підклю- конденсатор; чена за допомогою усмоктувального воздуховода - випарник; з запірним елементом до входу приточного кана- два побудники витрати охолоджуваного селу, крім того, теплоаккумулятор виконаний електредовища; ричного типу, а теплоутилизатор постачений обві- пристрій керування; дними каналами приточного і витяжного повітря з - фільтри; запірними елементами. - тр убопроводи; Недоліком відомого пристрою є неможливість - функціонально виділений конденсаторпідвищення його функціональності, економічності і підігрівник і випарник-охолоджувач робочого тіла. збільшення ресурсів основних елементів приПриватними ознаками пристрою, що заявлястрою. ється, є: Відома «Система повітряного опалення» [Авт. - конденсатор-підігрівник включає компресор св. №1401235, МПК-4 F24D5/00, F24F5/00, БВ-21для перекачування робочого тіла, теплообмінник, 88 р.], що містить підключений до циркуляційного побудник витрати; контуру низкопотенциальне джерело теплоти, - випарник-охолоджувач робочого тіла вклюприточний воздуховод з розташованими в ньому чає теплообмінник і побудник витрати; послідовно по ходу повітря контактним теплооб- побудник витрати являє собою вентилятор; мінником, що має піддон і розпилювач, і підігрівни- пристрій керування містить систему керуванком, тепловий насос з випарником і конденсатоня і захисти і регулюючу арматур у; ром і охолоджувач, причому випарник теплового - регулююча арматура містить багатопозиційнасоса й охолоджувач підключені до циркуляційний клапан-перемикач режимів, виконаний у виного контуру, а піддон контактного теплообмінника гляді соленоїдного вентиля; повідомлений через охолоджувач з розпилюва- чотири двухпозиційних соленоїдних вентилі. чем, при цьому випарник теплового насоса й охо 5 20778 6 Між суттєвими ознаками технічного рішення, - дроселя 10; що заявляється, і досягаемого з їхньою допомогою - чотирьох двохпозиційний соленоїдних вентитехнічним результатом існує наступний причиннолів 11-14; наслідковий зв'язок. - програмно-перемикаючого керуючого приДійсно, досягнення зазначеного вище технічстрою. ного результату - підвищення функціональності, Особливістю БТН, що складається з компреекономічності і збільшення ресурсів основних сора 4, який перекачує робоче тіло, трьох теплоелементів - можливо тільки при реалізації всіх сутобмінників 3, 5 і 7, конденсатора 2, випарника 8, тєви х ознак корисної моделі, при відсутності кождвох побудників витрати о холоджуваного середоної з них досягнення технічного результату немовища 1 і 9, арматури керування, що складає з дрожливо. селя 10, багатопозиційного клапана-перемикача Наприклад, підвищення функціональності дорежимів, виконаного у вигляді соленоїдного венсягається за рахунок того, що пристрій, що заявтиля 6 і чотирьох вентилів, фільтрів (умовно не ляється, ефективне працює в двох різних режимах показані), є: - «зима» і «літо». - установка після компресора 4 першого тепПідвищення економічності досягається за ралообмінника 5, який забезпечує нагрівання серехунок того, що в системі, у якій працює пристрій, довища; що заявляється, максимально використовуються - установка після багатопозиційного клапанавсі енергетичні ресурси, що маються в системі, у перемикача режимів 6 другого теплообмінника 7, т.ч. і утилізована енергія нагрівання й охолодженщо забезпечує нагрівання/охолодження середоня робочого тіла, вища і виконуючого функцію акумулювання з паЗбільшення ресурсів основних елементів досивним чи активної теплозйомом; сягається за рахунок того, що всі активні елементи - установка перед компресором 4 (на вході ропристрою, що заявляється, особливо компресор, бочого тіла) третього теплообмінника 3, що забезпрацюють в оптимальних режимах, що відповідапечує о холодження середовища; ють температурним умовам поточного сезону року - утилізація (накопичування, перетворення) - зими чи літа. енергії нагрівання й охолодження основного (роПроведений заявником аналіз рівня техніки, бочого) циклу виробляється автоматично, у залещо включає пошук по патентних і науковожності від режимів роботи споживачів. технічних джерелах інформації, з виявленням Корисна модель, що заявляється, забезпечує: джерел, яки містять інформацію про аналоги тех- підвищення функціональності й економічності нічного рішення, що заявляється, дозволяє устароботи БТН; новити, що заявником не виявлені аналоги, яки - збільшення ресурсу основних ланок БТН; характеризуються всією сукупністю ознак, ідентич- збільшення теплозйому від робочого тіла й ної всім суттєвим ознакам, зазначеним у формулі утилізація цього тепла за рахунок уведення додаткорисної моделі, яка заявляється. кового теплообмінника 3; Тому можна затверджувати, що корисна мо- забезпечення додаткової утилізації тепла за дель, що заявляється, відповідає умові охоранозрахунок з'єднання між собою конденсатора 2 і видатности за критерієм «новизна». парника 8 через багатопозиційний клапанКрім того, корисна модель промислове застоперемикач режимів 6, що, у свою чергу, дозволяє: совна, тому що те хнічне рішення, що заявляється, а) одержати додатковий корисний обігрів за може бути використане при теплопостачанні спорахунок використання фреоно-водяного теплообживачів і в системах кондиціонування повітря. мінника 5 і другого теплообмінника-акумулятора Можливість здійснення корисної моделі, що нагрівання й охолодження 7; заявляється, підтверджується описом, що нижче б) одержати додатковий корисний обігрів від приводиться, його практичної реалізації і иллюстидодаткового теплообмінника 3 у режимі «зима»; туется кресленнями. в) утилізувати додаткове тепло із системи, наСутність корисної моделі, що заявляється, поприклад, з каналізації (наприклад, після користулягає в наступному. вання душем, ванною чи витяжною вентиляцією); На Фіг.1 показана повна функціональна схема г) забезпечить додаткове охолодження при напристрою, що заявляється; на Фіг.2 показана фунгріванні води в першому теплообміннику 5; кціональна схема пристрою, що заявляється, у - поліпшити роботу компресора 4 за рахунок режимі «літо»; а на Фіг.3 показана функціональна зниження температури робочого тіла на вході в схема пристрою, що заявляється, у режимі «зикомпресор 4 шляхом установки додаткового тепма». лообмінника 3, при цьому в компресорі 4 виключаБагатофункціональний тепловий насос, що зається утворення крапель робочого тіла, що, у свою являється, (далі по тексту - БТН) складається з чергу, виключає гідравлічні удари в компресорі 4 і наступних основних апаратів: оптимізує режим його роботи; - двох побудників витрати 1 і 9 (вентиляторів); - побудники витрати - вентилятори 1 і 9, уста- конденсатора 2; новлені біля конденсатора 2 і випарники 8 - змен- трьох теплообмінників 3, 5 і 7; шують витрату середовища при тих же межах під- компресора 4; тримки параметрів мікроклімату. - багатопозиційного клапана-перемикача реЛіто. жимів, виконаного у вигляді соленоїдного вентиля Робота заявляемого БТН у цьому режимі по6; лягає в наступному. - випарника 8; 7 20778 8 Основний цикл роботи БТН для режиму «Літо» ного в у теплообмінниках 5 і 7 пару робочого тіла. - це одержання холоду у випарнику 8 при дросеПри цьому робоче тіло після теплообмінника 5 люванні стиснутого компресором 4 і охолодженого на перемикаючий клапан 6 надходить спершу в в у теплообмінниках 5 і 7 пару робочого тіла. конденсатор 2, теплообмінник 7, виконуючи корисНагріті у випарнику 8 пари робочого тіла доону роботу програмного нагрівання. холоджуються в конденсаторі 2 і теплообміннику 3 У теплообміннику 3 пари робочого тіла догреперед надходженням у компресор 4. ваются до розрахункової температури по роботі Включені в схему теплообмінники 3 і 7 є простиску в компресорі 4, при цьому теплообмінник 5 грамувальними і відповідно до температури насвою функцію не змінює. вколишнього середовища і режимом використання Шлях робочого тіла змінюється у відповідності доохолоджують робоче тіло, даючи додаткове зі схемою: випарник 8 - теплообмінник 3 - компрекорисне тепло споживачу, чи догревают робоче сор 4 - теплообмінник 5 - конденсатор 2 - теплотіло, забезпечуючи зниження температури робочообмінник 7 - випарник 8. го тіла, чим поліпшують робочий цикл. В усі х режимах - «зима» чи «літо» - дросель 10 Теплообмінник 5 завжди прохолоджує робоче завжди керується програмне, при цьому в режимі тіло, вносячи в удосконалений цикл дві переваги «літо» двохпозиційні соленоїдні вентилі 11 і 13 зменшення навантаження на побудник витрати 9 і відкриті, а двохпозиційні соленоїдні вентилі 12 і 14 забезпечення додаткового теплосъема з теплообзакриті, а в режимі «зима» навпаки: вентилі 12 і 14 мінника 5. відкриті, а вентилі 11 і 13 закриті. Програмувальні теплообмінники 3 і 7 оптиміТаким чином, з огляду на усе ви щевикладене, зують роботу компресора 4, мінімізують роботу можна зробити висновок, що задача, яка поставстиску і навантаження на побудник витрати 1. лена в дійсній корисній моделі - розробка нового Зима. теплового насоса - виконана з досягненням техніОсновний цикл роботи БТН для режиму «Зичного результату - підви щення функціональності, ма» - це одержання тепла у випарнику 8 при дроекономічності і збільшення ресурсів основних селюванні стиснутого компресором 4 і охолоджеелементів. 9 Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський 20778 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601