Теплонасосная установка для приготовления горячей или холодной воды

(51) 25 29/00 (2011.01) 25 30/06 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ хладагента, теплоносителя, сетевой воды бакаккумулятор горячей воды систему сбора и утилизации тепла низкопотенциального источника. Система сбора и утилизации тепла низкопотенциального источника, где в качестве источника энергии использована теплота грунта,выполнена в виде грунтовых теплообменников уложенных горизонтально в грунт ниже глубины промерзания. Контуп циркуляции теплоносителя заполнен незамерзающим теплоносителем на основе пропиленгликоля. Реверсивный тепловой насос состоит их компрессора, конденсатора, испарителя,четырехходового реверсивного вентиля, фильтра,терморегулирующего вентиля. Один из теплообменников теплового насоса встроен непосредственно в бак-аккумулятор. Преимущества предлагаемой установки простая схема системы сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника, минимальные теплопотери и экономия электроэнергии, что повышает ее эффективность.(72) Кайдаш Валерий Григорьевич Сеньковец Антон Валерьевич(73) Некоммерческое акционерное общество Алматинский университет энергетики и связи(56) Инновационный патент РК 20835,16.02.2009(54) ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ИЛИ ХОЛОДНОЙ ВОДЫ(57) Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к автономным установкам для приготовления горячей и холодной воды при использовании низкопотенциальных источников энергии. Теплонасосная установка для приготовления горячей и холодной воды содержит компрессор,испаритель и конденсатор,соединенные трубопроводными контурами циркуляции Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к автономным установкам для приготовления горячей и холодной воды при использовании низкопотенциальных источников энергии. Известна теплонасосная установка для приготовления горячей воды и отопления,обеспечивающая теплоснабжение небольших домов,использующая в качестве низкопотенциального источника теплоты воду. Установка содержит тепловой насос,циркуляционный насос,компрессор, водонагреватель, датчики температур. Тепловой насос снабжает отопительный контур теплом,циркуляционный насос подает теплоноситель через переключающий клапан к емкостному водонагревателю. При необходимости повышения температуры дополнительно применяют электронагревательный прибор.). Недостатком известной установки является низкий КПД, а также невозможность работы в холодильном режиме. Наиболее близким аналогом является теплонасосная установка отопления и горячего водоснабжения для автономного теплоснабжения зданий с использованием скважинных теплообменников, в качестве низкопотенциального источника теплоты используют теплоту грунта. Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения содержит компрессор,испаритель и конденсатор,соединенные трубопроводными контурами циркуляции хладагента, теплоносителя, сетевой воды, систему сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника,водоаккумулятор с пиковым догревателем, встроенным в контур циркуляции сетевой воды. При этом система сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника, в качестве которого использован грунт, представляет собой ряд установленных в грунтовых скважинах теплообменников выполненных в виде -образных полиэтиленовых трубок. В качестве теплоносителя использована вода с антифризными добавками.(Инновационный патент РК 20835, публ. 16.02.2009 г., бюл.2) К недостаткам этой установки можно отнести то,что она не рассчитана на приготовление холодной воды, система сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника является достаточно трудоемким и дорогостоящим сооружением требующим дополнительных затрат на бурение скважин, а также невысокий КПД из-за потерь тепла и электроэнергии в циркуляционном насосе. Задача настоящего изобретения создание эффективной теплонасосной установки для приготовления горячей и холодной воды и расширение ее функциональных возможностей. Технический результат теплонасосная установка для приготовления горячей и холодной воды, которая может работать как в режиме нагрева,2 так и в режиме охлаждения, при этом имеет минимальные теплопотери и минимальный расход электроэнергии на циркуляцию воды, что повышает ее эффективность, а также имеет упрощенную систему сбора и утилизации тепла низкопотенциального источника. Для достижения технического результата теплонасосная установка для приготовления горячей и холодной воды содержит компрессор, испаритель и конденсатор, соединенные трубопроводными контурами циркуляции хладагента, теплоносителя,сетевой воды бак-аккумулятор горячей воды систему сбора и утилизации тепла низкопотенциального источника имеющую ряд теплообменников, в соответствии с изобретением один из теплообменников теплового насоса встроен непосредственно в бак-аккумулятор - это позволяет уменьшить теплопотери и сократить расход электроэнергии на циркуляцию воды. Теплонасосная система приготовления холодной или горячей воды работает в двух режимах, которые поясняются чертежами на фиг. 1 -Режим приготовления холодной воды, на фиг. 2 - Режим приготовления горячей воды. Система сбора и утилизации тепла низкопотенциального источника выполнена в виде грунтовых теплообменников уложенных горизонтально в грунт ниже глубины промерзания. Контур циркуляции теплоносителя заполнен незамерзающим теплоносителем на основе пропиленгликоля. Реверсивный тепловой насос состоит из компрессора,конденсатора,испарителя,четырехходового реверсивного вентиля, фильтра,терморегулирующего вентиля. Один из теплообменников теплового насоса встроен непосредственно в бак-аккумулятор. Теплонасосная установка содержит 1 теплообменник вода-воздух встроенный в бакаккумулятор 2 циркуляционный насос системы водоснабжения 3 терморегулирующий вентиль 4 фильтр 5 четырехходовой реверсивный клапан 6 компрессор теплового насоса 7 теплообменник теплового насоса 8 циркуляционный насос для циркуляции незамерзающего теплоносителя 9 расширительный бак 10 горизонтальный грунтовый теплообменник 11 клапан воздушный 12 датчик движения теплоносителя 13 манометр 14 бакаккумулятор. 1. Режим - приготовление холодной воды(фиг.1). Первоначально запускается циркуляционный насос 8, при наличии циркуляции датчик движения теплоносителя 12 дает команду на запуск компрессора теплового насоса. В данном режиме теплообменник 7 является конденсатором теплового насоса, а теплообменник 1 испарителем. Реверсивный четырехходовой вентиль 5 включен в режим охлаждения. При циркуляции незамерзающего теплоносителя происходит теплоперенос тепла из конденсатора теплового насоса 7 в грунт. Нагретый в испарителе 1 хладагент за счет тепла воды в баке-аккумуляторе 14 закипает с образованием паров. Пары хладагента поступают в компрессор теплового насоса 6, где сжимаются до повышенного давления и повышенной температуры, далее пары хладагента направляются в конденсатор 7, где отдают тепло холодному теплоносителю грунтового теплообменника 10,конденсируются и направляются опять в испаритель теплового насоса 1. Тем самым происходит процесс накопления тепла в грунте, и одновременно охлаждение воды в бакеаккумуляторе 14. 2. Режим - приготовление горячей воды (фиг.2). Первоначально запускается циркуляционный насос 8, при наличии циркуляции датчик движения теплоносителя 12 дает команду на запуск компрессора теплового насоса 6. В данном режиме теплообменник 7 является испарителем теплового насоса, а теплообменник 1 конденсатором. Реверсивный четырехходовой вентиль 5 включен в режим приготовления горячей воды. При циркуляции незамерзающего теплоносителя происходит теплоперенос тепла из грунта в испаритель теплового насоса 7. Нагретый в испарителе 7 хладагент закипает с образованием паров. Пары хладагента поступают в компрессор теплового насоса 6, где сжимаются до повышенного давления и повышенной температуры, далее пары хладагента направляются в конденсатор 1, где отдают тепло воде бака-аккумулятора 14,конденсируются и направляются опять в испаритель теплового насоса. Преимущества предлагаемой установки простая схема системы сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника, минимальные теплопотери и экономия электроэнергии, что повышает ее эффективность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Теплонасосная установка для приготовления горячей и холодной воды, содержащая компрессор,испаритель и конденсатор,соединенные трубопроводными контурами циркуляции хладагента, теплоносителя, сетевой воды, бакаккумулятор горячей воды, систему сбора и утилизации тепла низкопотенциального источника имеющую ряд теплообменников, отличающаяся тем, что один из теплообменников встроен непосредственно в бак-аккумулятор.