RO126148A0 - Heat pump for supplying the heating medium at two different temperature levels - Google Patents
Heat pump for supplying the heating medium at two different temperature levels Download PDFInfo
- Publication number
- RO126148A0 RO126148A0 ROA201000763A RO201000763A RO126148A0 RO 126148 A0 RO126148 A0 RO 126148A0 RO A201000763 A ROA201000763 A RO A201000763A RO 201000763 A RO201000763 A RO 201000763A RO 126148 A0 RO126148 A0 RO 126148A0
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- heat
- circuit
- agent
- condenser
- heat pump
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title abstract description 28
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims abstract description 28
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 55
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 14
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 13
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 13
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 13
- 239000003570 air Substances 0.000 description 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 3
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 3
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 239000007798 antifreeze agent Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000009824 pressure lamination Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/13—Hot air central heating systems using heat pumps
Landscapes
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
Description
POMPA DE CĂLDURĂ PENTRU FURNIZAREA DE AGENT TERMIC LA DOUĂ NIVELE DIFERITE DE TEMPERATURĂHEAT PUMP FOR THE SUPPLY OF A THERMAL AGENT AT TWO DIFFERENT TEMPERATURE LEVELS
Invenția se referă la o pompă de căldură funcționând prin comprimare mecanică de vapori, care furnizează simultan agent termic la două nivele diferite de temperatură. Agentul termic poate fi preparat și utilizat simultan sau alternativ, pentru încălzire, respectiv pentru preparare de apă caldă menajeră. Pompa de căldură prezintă două circuite frigorifice distincte, funcționând prin comprimare mecanică de vapori, conectate în cascadă. Cele două circuite sunt denumite în continuare circuit de temperatură scăzută, respectiv circuit de temperatură ridicată.The invention relates to a heat pump operating by mechanical vapor compression, which simultaneously supplies heat at two different temperature levels. The thermal agent can be prepared and used simultaneously or alternatively, for heating, respectively for the preparation of domestic hot water. The heat pump has two distinct refrigeration circuits, operating by mechanical compression of steam, connected in cascade. The two circuits are hereinafter referred to as the low temperature circuit or the high temperature circuit respectively.
Sisteme complexe de pompe de căldură cu mai multe condensatoare sau compresoare, cu funcționare în cascadă, sau în mai multe trepte de comprimare, sunt prezentate în mai multe brevete:Complex systems of heat pumps with several capacitors or compressors, operating in cascade, or in several stages of compression, are presented in several patents:
- CAI 175251 Al prezintă o pompă de căldură în cascadă, cu trei regimuri de funcționare posibile:- CAI 175251 Al presents a cascade heat pump, with three possible operating modes:
a) preparare apă caldă la temperatură scăzută, simultan cu răcirea aerului într-un spațiu climatizat (funcționează numai ramura superioară a cascadei);a) preparation of hot water at low temperature, simultaneously with the cooling of the air in an air-conditioned space (only the upper branch of the waterfall works);
b) preparare apă caldă la temperatură ridicată prin preluarea căldurii de la aerul din mediul ambiant (funcționează ambele ramuri ale cascadei);b) hot water preparation at high temperature by taking the heat from the air in the environment (both branches of the waterfall operate);
c) preparare aer cald prin preluarea căldurii de la aerul din mediul ambiant (funcționează numai ramura inferioară a cascadei).c) hot air preparation by taking the heat from the ambient air (only the lower branch of the waterfall works).
Dezavantajul soluției prezentate este acela că nu permite furnizarea simultană de agent termic la două nivele diferite de temperatură.The disadvantage of the presented solution is that it does not allow the simultaneous supply of thermal agent at two different temperature levels.
- DE2O2OO5O13499U1 prezintă o pompă de căldură cu un singur circuit frigorific și unul sau mai multe condensatoare. în cazul în care funcționează mai multe condensatoare, acestea operează la aceeași presiune, dar pot furniza agent termic la temperaturi diferite, prin utilizarea unui sistem complex de control.- DE2O2OO5O13499U1 has a heat pump with a single refrigeration circuit and one or more capacitors. If more than one capacitor operates, they operate at the same pressure, but can supply heat at different temperatures, using a complex control system.
Dezavantajul acestei soluții este acela că prezintă un sistem de control complex și că temperatura maximă a agentului termic este relativ scăzută.The disadvantage of this solution is that it has a complex control system and that the maximum temperature of the thermal agent is relatively low.
¢.-2 0’9-00760-2 4 -08- 20W¢.-2 0'9-00760-2 4 -08-20W
- DE32O5O59A1 prezintă o pompă de căldură cu un singur circuit frigorific, antrenată de un motor cu ardere internă. Condensatorul pompei de căldură furnizează agent termic la temperatură mai scăzută, iar circuitul de răcire al motorului, furnizează agent termic la temperatură mai ridicată.- DE32O5O59A1 has a single-circuit heat pump, driven by an internal combustion engine. The heat pump condenser provides lower temperature heat, and the engine cooling circuit provides higher temperature heat.
Dezavantajul acestei pompe de căldura este acela că instalația necesită și un motor cu ardere internă.The disadvantage of this heat pump is that the installation also requires an internal combustion engine.
- JP2OO7198693A prezintă un sistem care cuprinde mai multe pompe de căldură cu funcționare independentă având vaporizatoarele și condensatoarele legate in serie pe circuitele de agent rece, respectiv cald.- JP2OO7198693A has a system comprising several independently operated heat pumps having vaporizers and capacitors connected in series on the cold and hot agent circuits.
Dezavantajul soluției prezentate este acela că necesită utilizarea simultană a mai multor pompe de căldură.The disadvantage of the presented solution is that it requires the simultaneous use of several heat pumps.
- CN1405516A prezintă o pompă de căldură în cascadă, care furnizează agent termic la un singur nivel de temperatură ridicată.- CN1405516A has a cascade heat pump, which supplies heat at a single high temperature level.
Dezavantajul acestei soluții este acela că nu permite furnizarea simultană de agent termic la două nivele diferite de temperatură.The disadvantage of this solution is that it does not allow the simultaneous supply of thermal agent at two different temperature levels.
- CN1789839A prezintă o pompă de căldură în cascadă reversibilă, cu o singură sursă caldă și o singură sursă rece.- CN1789839A has a reversible cascade heat pump, with a single hot source and a single cold source.
Dezavantajul soluției prezentate este acela că nu permite furnizarea simultană de agent termic la două nivele diferite de temperatură.The disadvantage of the presented solution is that it does not allow the simultaneous supply of thermal agent at two different temperature levels.
- US7654104 prezintă o pompă de căldură complexă, cu două compresoare, care poate să funcționeze în 4 regimuri posibile: ajîncălzirea aerului în două trepte de comprimare; b) încălzirea aerului într-o singură treaptă de comprimare; c) răcirea aerului; d) degivrarea schimbătorului de căldură exterior (vaporizator) pe timp de iarnă.- US7654104 presents a complex heat pump, with two compressors, which can operate in 4 possible regimes: air heating in two compression stages; b) heating the air in a single compression step; c) air cooling; d) defrosting the external heat exchanger (vaporizer) in winter.
Dezavantajul soluției prezentate este acela că nu permite furnizarea de agent termic, realizând încălzirea sau răcirea aerului nu a apei.The disadvantage of the presented solution is that it does not allow the supply of thermal agent, realizing the heating or cooling of the air, not of the water.
Scopul pompei de căldură prezentate, este de a furniza simultan agent termic, la două nivele diferite de temperatură. Astfel, pompa de căldură prezentată în două varianteThe purpose of the presented heat pump is to supply simultaneously a thermal agent at two different temperature levels. Thus, the heat pump presented in two variants
Of - 2 0 1 0 - 0 0 7 θ 3 - 2 08- 2010 constructive, furnizează atât agent termic la temperatură relativ scăzută (35...45°C), cât și agent termic la temperatură relativ ridicată (60.. .75°C).Of - 2 0 1 0 - 0 0 7 θ 3 - 2 08-2010, constructive, it provides both heat agent at relatively low temperature (35 ... 45 ° C) and heat agent at relatively high temperature (60 ... 75 ° C).
Problema tehnică pe care o rezolvă invenția de față este de a realiza o pompă de căldură capabilă să furnizeze agent termic la două nivele diferite de temperatură oferind posibilitatea de a fi utilizată pentru încălzirea clădirilor prevăzute cu două tipuri de sisteme de încălzire diferite, unul de temperatură scăzută (de exemplu încălzire în pardoseală), și altul de temperatură ridicată (încălzire cu radiatoare).The technical problem solved by the present invention is to make a heat pump capable of supplying heat at two different temperature levels, offering the possibility of being used for heating buildings provided with two different types of heating systems, one of temperature. low (eg underfloor heating), and high temperature (radiator heating).
Pompa de căldură pentru furnizarea de agent termic la două nivele diferite de temperatură, conform invenției, conține două circuite specifice pompelor de căldură, un circuit de joasă presiune care furnizează agentul termic la temperatura scăzută și un circuit de înaltă presiune care furnizează agentul termic la temperatura ridicată, circuitul de temperatură joasă fiind prevăzut cu un schimbător de căldură, cu rol de condensator propriu-zis, care utilizează fluxul termic cedat prin condensarea agentului frigorific pentru prepararea de agent termic la temperatură scăzută, și cu un al doilea schimbător de căldură, denumit condensatorvaporizator, care utilizează fluxul termic cedat prin condensare pentru vaporizarea agentului frigorific din circuitul de temperatură ridicată și care interconectează cele două circuite.The heat pump for supplying the heat agent at two different temperature levels, according to the invention, contains two circuits specific to the heat pumps, a low pressure circuit providing the heat agent at low temperature and a high pressure circuit supplying the heat agent at temperature. high, the low temperature circuit being provided with a heat exchanger, with the proper capacitor role, which uses the heat flow yielded by condensation of the refrigerant for the preparation of low temperature heat agent, and with a second heat exchanger, called condenser-vaporizer, which uses the heat flow yielded by condensation to vaporize the refrigerant from the high temperature circuit and which interconnects the two circuits.
Pompa de căldură prezentată, utilizează în mod inovativ căldura de condensare din circuitul de temperatură scăzută, parțial pentru vaporizarea agentului frigorific din circuitul de temperatură ridicată și parțial pentru preparare de agent termic la temperatură scăzută.The presented heat pump innovatively uses condensation heat from the low temperature circuit, partly to vaporize the refrigerant from the high temperature circuit and partly to prepare the thermal agent at low temperature.
Soluția tehnică implementată în pompa de căldură, prezentată în două variante constructive, constă în realizarea procesului de condensare a agentului frigorific din circuitul de temperatură scăzută, în două schimbătoare de căldură având roluri funcționale diferite și bine definite. Elementul de originalitate este reprezentat de prezența pe circuitul de joasă temperatură, a două schimbătoare de căldură care operează la presiunea de condensare a acestui circuit, procesul de condensare fiind realizat parțial în primul din aceste schimbătoare de căldură și finalizat în al doilea.The technical solution implemented in the heat pump, presented in two constructive variants, consists in performing the condensation process of the refrigerant from the low temperature circuit, in two heat exchangers having different and well defined functional roles. The element of originality is represented by the presence on the low temperature circuit, of two heat exchangers operating at the condensing pressure of this circuit, the condensation process being partially realized in the first of these heat exchangers and completed in the second.
Ordinea în care sunt conectate în circuitul frigorific de temperatură scăzută, cele două schimbătoare de căldură, determină două variante constructive ale pompei de căldură.The order in which they are connected in the low temperature refrigeration circuit, the two heat exchangers, determines two constructive variants of the heat pump.
Agentul termic de temperatură mai scăzută, preparat în condensatorul circuitului de temperatură scăzută, poate fi utilizat pentru încălzire, iar agentul termic de temperaturăThe lower temperature thermal agent, prepared in the low temperature circuit condenser, can be used for heating, and the thermal temperature agent
3-2 Ο 5 Ο · Ο 07 b3 3-2 Ο 5 Ο · Ο 07 b3
4 20W ridicată, preparat în condensatorul circuitului de temperatură ridicată, poate fi utilizat pentru încălzire și/sau pentru preparare de apă caldă menajeră.4 20W high, prepared in the high temperature circuit condenser, can be used for heating and / or for domestic hot water.
Acest tip de pompă de căldură poate să deservească obiective prevăzute cu două tipuri diferite de sisteme pentru încălzire:This type of heat pump can serve objectives provided with two different types of heating systems:
a) de temperatură scăzută (încălzire în pardosea, încălzire în pereți sau cu ventiloconvectoare)a) low temperature (underfloor heating, wall heating or fan coils)
b) de temperatură ridicată (cu radiatoare).b) high temperature (with radiators).
Un exemplu tipic de asemenea obiectiv este reprezentat de locuințele prevăzute la parter cu un sistem de încălzire în pardosea (și/sau pereți), respectiv la etaj cu un sistem de încălzire cu radiatoare.A typical example of this objective is the housing provided on the ground floor with a heating system in the floor (and / or walls), respectively on the floor with a heating system with radiators.
Principiul de funcționare al acestui tip de instalație și soluția tehnică implementată, pot fi utilizate în toate tipurile de pompe de căldură destinate preparării agentului termic și anume: aer-apă, apă-apă sau sol-apă.The operating principle of this type of installation and the technical solution implemented, can be used in all types of heat pumps intended for the preparation of the thermal agent, namely: air-water, water-water or soil-water.
Cele două circuite funcționează în cascadă, fiind cuplate cu ajutorul unui schimbător de căldură, denumit condensator-vaporizator, având rol de condensator pentru circuitul de joasă temperatură și de vaporizator pentru circuitul de înaltă temperatură.The two circuits operate in cascade, being coupled with the help of a heat exchanger, called condenser-vaporizer, having the role of condenser for the low temperature circuit and vaporizer for the high temperature circuit.
Absorbția de căldură poate fi realizată de la aerul din mediul ambiant, de la o sursă de apă (freatică, râu, lac, etc.) sau de la sol.Heat absorption can be achieved from the air in the environment, from a source of water (water, river, lake, etc.) or from the ground.
în cazul utilizării solului ca sursă de căldură, iar uneori și în cazul utilizării apei ca sursă de căldură, se va utiliza un agent intermediar de tip antigel pentru transportul căldurii de la sursă la pompa de căldură. Astfel, agentul intermediar poate să provină de la un sistem de colectori orizontali sau verticali, amplasați în sol, respectiv de la un schimbător de căldură apă / agent intermediar.In the case of using the soil as a heat source, and sometimes also in the case of using the water as a heat source, an antifreeze agent will be used for transporting heat from the source to the heat pump. Thus, the intermediate agent may come from a system of horizontal or vertical collectors, located in the ground, respectively from a water heat exchanger / intermediate agent.
în funcție de ordinea în care sunt amplasate cele două schimbătoare de căldură în care se realizează condensarea agentului frigorific din circuitul de temperatură scăzută, se pot obține două variante constructive ale pompei de căldură.Depending on the order in which the two heat exchangers are located in which condensation of the refrigerant from the low temperature circuit is performed, two constructive variants of the heat pump can be obtained.
Schemele de principiu ale celor două variante ale pompei de căldură pentru furnizarea simultană de agent termic la două nivele diferite de temperatură, sunt prezentate în figurile 1 și 2.The principle diagrams of the two variants of the heat pump for the simultaneous supply of heat agent at two different temperature levels are shown in Figures 1 and 2.
^-23:0- 0 0 7 63-2 4 > 20W^ -23: 0- 0 0 7 63-2 4> 20W
Se dă în continuare un exemplu de realizare a invenției, în legătură cu figurile 1, 2, 3, 4, 5 și 6, care reprezintă:The following is an example of an embodiment of the invention, in connection with Figures 1, 2, 3, 4, 5 and 6, which represents:
- figura 1, schema de principiu a pompei de căldură pentru furnizarea de agent termic la două nivele diferite de temperatură, în varianta 1;- Figure 1, the principle diagram of the heat pump for the supply of thermal agent at two different temperature levels, in variant 1;
figura 2, schema de principiu a pompei de căldură pentru furnizarea de agent termic la două nivele diferite de temperatură, în varianta 2;figure 2, the principle diagram of the heat pump for the supply of heat agent at two different temperature levels, in variant 2;
- figura 3, schema de funcționare pentru temperatură scăzută, în varianta 1;- Figure 3, the operating diagram for the low temperature, in variant 1;
- figura 4, schema de funcționare pentru temperatură scăzută, în varianta 2;- Figure 4, the operating diagram for the low temperature, in variant 2;
- figura 5, schema de funcționare pentru temperatură ridicată, în varianta 1;- Figure 5, high temperature operating scheme, in variant 1;
- figura 6, schema de funcționare pentru temperatură ridicată, în varianta 2 furnizarea numai de agent termic la furnizarea numai de agent termic la furnizarea numai de agent termic la furnizarea numai de agent termic la- Figure 6, the operating diagram for high temperature, in variant 2 the supply of only the thermal agent at the supply of only the thermal agent at the supply of only the thermal agent at the supply of only the thermal agent at
Pompa de căldură conține un circuit de joasă presiune, notat cu A, denumit și circuitul cascadei inferioare, cu rol de absorbție a căldurii de la sursa rece și de furnizare a agentului termic la temperatura joasă, și un circuit de înaltă presiune, notat cu B, denumit și circuitul cascadei superioare, cele două circuite fiind interconectate printr-un schimbător de căldură.The heat pump contains a low pressure circuit, denoted by A, also called the lower cascade circuit, with the role of heat absorption from the cold source and supply of the thermal agent at low temperature, and a high pressure circuit, denoted by B. , also called the upper cascade circuit, the two circuits being interconnected by a heat exchanger.
Circuitul de joasă presiune A, este alcătuit dintr-un vaporizator 1, care preia căldură de la sursa rece, un compresor 2, de joasă presiune, care are rolul de a mări presiunea vaporilor aspirați din vaporizatorul 1, un condensator-vaporizator 3, cu rol de schimbător de căldură între circuitul A și B, un condensator 4, de joasă temperatură, care cedează căldură agentului termic de temperatură scăzută, prin condensarea agentului frigorific și dintr-un ventilul, de laminare 5, de joasă presiune, care are rolul de a reduce presiunea lichidului furnizat de condensatorul 4, până la nivelul corespunzător temperaturii de vaporizare determinate de temperatura agentului care reprezintă sursa rece 6.The low pressure circuit A is made up of a vaporizer 1, which takes heat from the cold source, a compressor 2, a low pressure, which has the role of increasing the pressure of the aspirated vapors from the vaporizer 1, a condenser-vaporizer 3, with role of heat exchanger between circuit A and B, a capacitor 4, low temperature, which gives heat to the low temperature thermal agent, by condensing the refrigerant and from a valve, rolling 5, low pressure, which acts as to reduce the pressure of the liquid supplied by the capacitor 4, to the level corresponding to the vaporization temperature determined by the temperature of the agent representing the cold source 6.
Presiunea de condensare a vaporilor comprimați cu ajutorul compresorului 2 se determină în funcție de temperatura agentului termic de joasă temperatură dintr-un circuit 7.The condensation pressure of compressed vapors using compressor 2 is determined according to the temperature of the low temperature thermal agent in a circuit 7.
Circuitul de înaltă presiune B, se compune dintr-un compresor 8, de înaltă presiune, un condensator 9, de înaltă temperatură, care cedează căldură agentului termic de temperatură ridicată, prin condensarea agentului frigorific și un ventil de laminare 10. de înaltă presiuneThe high-pressure circuit B is composed of a high-pressure compressor 8, a high-temperature capacitor 9, which transfers heat to the high-temperature thermal agent by condensing the refrigerant and a high-pressure lamination valve 10.
Λ -2 fl t ο -1) 01 65 - 2 4 ί)8- » având rolul de a reduce presiunea lichidului furnizat de condensatorul 9 până la nivelul corespunzător temperaturii de vaporizare determinate de condițiile transferului termic din condensatorul-vaporizator 3.Λ -2 fl t ο -1) 01 65 - 2 4 ί) 8- »having the role of reducing the pressure of the liquid supplied by the capacitor 9 to the level corresponding to the vaporization temperature determined by the conditions of the thermal transfer from the condenser-vaporizer 3.
Compresorul 8 mărește presiunea vaporilor aspirați din condensatorul-vaporizator 3, până la nivelul presiunii de condensare determinate de temperatura agentului termic de înaltă temperatură dintr-un circuit 11.Compressor 8 increases the pressure of the suction vapors from the condenser-vaporizer 3, up to the level of condensation pressure determined by the temperature of the high temperature thermal agent in a circuit 11.
Elementul de legătură dintre cele două circuite este reprezentat de condensatorulvaporizator 3 având rol de condensator pentru circuitul de joasă presiune și de vaporizator pentru circuitul de înaltă presiune, funcționalitatea acestuia fiind aceea de schimbător de căldură. Presiunea de lucru din condensatorul-vaporizator 3, pe partea agentului din circuitul de joasă presiune, este reprezentată de presiunea din condensatorul 4, de joasă temperatură. Vaporii refulați de compresorul 2, de joasă presiune, sunt desupraîncălziți în prima parte a condensatorului-vaporizator 3, iar apoi sunt condensați doar parțial, urmând ca procesul de condensare să se finalizeze în condensatorul 4, de joasă temperatură, unde poate avea loc și o ușoară subrăcire a lichidului obținut. Temperatura de vaporizare din circuitul de înaltă presiune este mai redusă decât temperatura de condensare din circuitul de joasă presiune. Valoarea diferenței dintre cele două temperaturi este determinată de construcția condensatorului vaporizator 3 și de debitele agentului frigorific din cele două circuite.The connection element between the two circuits is represented by the condenser of the vaporizer 3 having the role of capacitor for the low pressure circuit and of vaporizer for the high pressure circuit, its functionality being that of a heat exchanger. The working pressure in the condenser-vaporizer 3, on the side of the agent in the low pressure circuit, is represented by the pressure in the condenser 4, at low temperature. The vapors discharged by the compressor 2, low pressure, are overheated in the first part of the condenser-vaporizer 3, and then they are condensed only partially, followed by the condensation process ending in condenser 4, low temperature, where there may also be a slight cooling of the liquid obtained. The vaporization temperature in the high pressure circuit is lower than the condensation temperature in the low pressure circuit. The value of the difference between the two temperatures is determined by the construction of the vaporizer condenser 3 and by the flow rates of the refrigerant in the two circuits.
Varianta a doua a instalației (fig. 2) are montate pe circuitul de joasă temperatură, întâi condensatorul 4 și apoi condensatorul-vaporizator 3. Cele două schimbătoare de căldură funcționează la presiunea de condensare Astfel, în condensator se realizează întâi desupraîncălzirea vaporilor refulați de compresorul 2 și apoi condensarea parțială, iar în condensatorul-vaporizator se finalizează condensarea și se realizează o ușoară subrăcire a condensului.The second variant of the installation (fig. 2) is mounted on the low temperature circuit, first the capacitor 4 and then the condenser-vaporizer 3. The two heat exchangers operate at the condensing pressure. 2 and then the partial condensation, and in the condenser-vaporizer the condensation is completed and a slight condensation of the condensate is achieved.
Instalația prezintă un grad foarte ridicat de flexibilitate în funcționare, în ambele variante constructive, fiind posibile următoarele trei regimuri de lucru:The installation has a very high degree of flexibility in operation, in both constructive variants, being possible the following three working regimes:
a. regimul nominal de funcționare care furnizează simultan agent termic cu ambele nivele de temperatură (fig. 1 și 2), caz în care funcționează ambele circuite ale pompei de căldură;a. the nominal operating mode that simultaneously supplies the thermal agent with both temperature levels (Figs. 1 and 2), in which case both heat pump circuits operate;
Ο 1 ΟΟ Ο 7 b 3 —Ο 1 ΟΟ Ο 7 b 3 -
4 -08* 20W4 -08 * 20W
b. regimul de furnizare de agent termic la temperatură scăzută, acest caz fiind corespunzător funcționării cu un coeficient de performanță foarte ridicat, determinat de diferența redusă dintre temperaturile sursei reci și a sursei calde, situație în care circuitul agentului termic având temperatură ridicată și circuitul B, de înaltă presiune nu funcționează, iar compresorul 8 este oprit (fig. 3 și 4);b. the supply regime of the thermal agent at low temperature, this case corresponding to the operation with a very high coefficient of performance, determined by the small difference between the temperatures of the cold source and the hot source, situation in which the circuit of the thermal agent having high temperature and the circuit B , high pressure does not work and compressor 8 is stopped (Figs. 3 and 4);
c. regimul de furnizare de agent termic la temperatură ridicată, acest caz fiind corespunzător funcționării cu un coeficient de performanță redus, determinat de diferența mare dintre temperaturile sursei reci și sursei calde, situație în care circuitul agentului termic având temperatură scăzută nu funcționează, iar modul de lucru este tipic pentru o pompă de căldură în cascadă (fig. 5 și 6).c. the regime of supply of heat agent at high temperature, this case corresponding to the operation with a low coefficient of performance, determined by the large difference between the temperatures of the cold source and the hot source, situation in which the circuit of the thermal agent with low temperature does not work, and the mode It is typical for a cascade heat pump (Figs. 5 and 6).
Din punct de vedere constructiv, cele două compresoare 2 și 8 pot fi de orice tip uzual pentru tehnica frigului, deoarece rapoartele de comprimare sunt relativ reduse ca valoare. Astfel, se pot utiliza compresoare cu pistoane, cu spirale orbitale, cu lamele în rotor, cu lamelă în stator, cu șurub, etc. Fiecare dintre aceste compresoare poate fi deschis, semi-ermetic sau ermetic. în vederea obținerii unor performanțe cât mai ridicate ale pompei de căldură, se recomandă utilizarea unor modele de compresoare optimizate pentru funcționarea în pompe de căldură.From a constructive point of view, the two compressors 2 and 8 can be of any common type for the cold technique, because the compression ratios are relatively small in value. Thus, compressors with pistons, with orbital spirals, with rotor blades, with stator blade, with screw, etc. can be used. Each of these compressors can be open, semi-hermetic or hermetic. In order to obtain the highest performance of the heat pump, it is recommended to use optimized compressor models for operation in heat pumps.
Cele două ventile de laminare 5 și 10 pot să fie termostatice (cu egalizare internă sau externă a presiunii) sau electronice.The two lamination valves 5 and 10 can be thermostatic (with internal or external pressure equalization) or electronic.
Condensatorul-vaporizator este recomandat să fie realizat din punct de vedere constructiv, ca un schimbător de căldură cu plăci, în construcție brazată, pentru asigurarea unor performanțe termice ridicate. Este posibilă și realizarea unor construcții mai puțin modeme ale acestui schimbător de căldură, de exemplu multitubulară în manta, însă aceste construcții vor permite realizarea unor performanțe termice mai reduse. în contextul economic actual, se estimează că variantele realizate din plăci brazate sunt mai eficiente și din punct de vedere al investiției.The condenser-vaporizer is recommended to be made constructively, as a plate heat exchanger, in brazed construction, to ensure high thermal performance. It is also possible to make less modem constructions of this heat exchanger, for example multitubular in the mantle, but these constructions will allow to achieve lower thermal performances. In the current economic context, it is estimated that the variants made of brazed plates are more efficient in terms of investment.
Vaporizatorul 1, dacă este destinat preluării de căldură de la aer poate fi realizat din punct de vedere constructiv cu serpentine și nervuri lamelare, sau o altă formă optimizată pentru transferul termic dintre aer și agentul frigorific, iar dacă este destinat preluării de r»nlz4i»r*O In nt-vX imn zlzs In 1»tA nrravxt mtarnnarli'1 r zi η tm nr»tiz>zil rzs ►‘οη/ΜΎΙ nr/Ιή za n<nncf-f*nntiii zj λ vuiuuiu v»v· iu ov iv< nu il 11 v i 111 vu i ui vie '-‘f-1 umi^viț ju i vv v 1 11 u 11 u u '-z viv tip schimbător de căldură cu plăci brazate. Este posibilă și realizarea vaporizatorului într-o ν - 2 010 ~ Ο Ο 7 6 3 - 2 Π8- Μ construcție mai puțin modernă de tip multi-tubulară în manta. Pot fi utilizate și variante de vaporizator care să preia căldura direct din sol, caz în care țevile din care se va realiza vaporizatorul vor fi cauciucate pentru a diminua efectul coroziv al solului.Vaporizer 1, if it is intended to take heat from the air, can be constructed constructively with coils and lamellar ribs, or another form optimized for the thermal transfer between air and the refrigerant, and if it is intended for taking over r »nlz4i» r * O In nt-vX imn zlzs In 1 »tA nrravxt mtarnnarli'1 r day η tm nr» tiz> zil rzs ►'οη / ΜΎΙ nr / Ιή za n <nncf-f * nntiii zj λ vuiuuiu v »v · iu ov iv <nu il 11 vi 111 vu i ui vie '-'f- 1 umi ^ viț ju i vv v 1 11 u 11 uu' -z alive type of heat exchanger with brazed plates. It is also possible to make the vaporizer in a ν - 2 010 ~ Ο Ο 7 6 3 - 2 Π8- Μ less modern multi-tubular construction in the mantle. Vaporizer variants that take heat directly from the ground can also be used, in which case the pipes from which the vaporizer will be made will be rubberized to diminish the corrosive effect of the soil.
Condensatoarele 4 și 9 se recomandă să fie realizate, din punct de vedere constructiv, sub forma unor schimbătoare de căldură cu plăci brazate.Capacitors 4 and 9 are recommended to be constructed, from the constructive point of view, in the form of heat exchangers with brazed plates.
Agentul frigorific din cele două circuite ale cascadei poate să fie același sau diferit, existând avantaje și dezavantaje în ambele situații. Avantajul principal al utilizării unui singur agent frigorific în ambele circuite ale cascadei, este reprezentat de simplificarea sistemului logistic de fabricație și service. Utilizarea unor agenți frigorifici diferiți în cele două circuite ale cascadei permite o mai bună optimizare a funcționării pe criteriul reducerii consumului de energie electrică sau al maximizării sarcinilor (puterilor) termice furnizate prin cele două circuite independente de agent termic.The refrigerant agent in the two circuits of the waterfall may be the same or different, with advantages and disadvantages in both situations. The main advantage of using a single refrigerant in both circuits of the waterfall is the simplification of the manufacturing and service logistics system. The use of different refrigerants in the two circuits of the cascade allows a better optimization of the operation on the criterion of reducing electricity consumption or maximizing the thermal loads (powers) provided by the two independent circuits of thermal agent.
Prin aplicarea invenției se obțin următoarele avantaje:By applying the invention, the following advantages are obtained:
- permite furnizarea simultană de agent termic cu temperatură scăzută (35...45°C) și de agent termic cu temperatură ridicată (60.. ,75°C);- allows simultaneous supply of low temperature thermal agent (35 ... 45 ° C) and high temperature thermal agent (60 .., 75 ° C);
instalație cu simplitate constructivă, având cost redus și stabilitate în exploatare;installation with constructive simplicity, low cost and stability in operation;
- simplitatea sistemului de automatizare și control datorită independenței ambelor circuite ale instalației;- the simplicity of the automation and control system due to the independence of both circuits of the installation;
- flexibilitate în funcționare dată de posibilitatea funcționării simultane sau independente a fiecărui circuit.- flexibility in operation given the possibility of simultaneous or independent operation of each circuit.
BIBLIOGRAFIEBIBLIOGRAPHY
CAI 175251 Al - Cascade Heat Pump for Heating Water and for Cooling or Heating a Comfort Zone DE202005013499U1 - Cooling medium circuit for a heat pump has compressor evaporator and expansion valve with two condensers operating at different temperaturesCAI 175251 Al - Cascade Heat Pump for Heating Water and for Cooling or Heating a Comfort Zone DE202005013499U1 - Cooling medium circuit for a heat pump has a compressor evaporator and expansion valve with two condensers operating at different temperatures
DE3205059A1 - Method and device for heating a heating medium in at least two consecutive heating stages of a single heating circuit by means of a heat pumpDE3205059A1 - Method and device for heating a heating medium in at least two consecutive heating stages of a single heating circuit by means of a heat pump
JP2007198693A - Cascade type heat pump systemJP2007198693A - Cascade type heat pump system
CN1405516A - Cascade superhigh temperature water source heat pump apparatusCN1405516A - Cascade superhigh temperature water source heat pump device
CN1789839A - Cascade type heat pump heating air conditionerCN1789839A - Cascade type heat pump heating air conditioner
US7654104 - Heat pump system with multi-stage compressionUS7654104 - Heat pump system with multi-stage compression
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000763A RO126148B1 (en) | 2010-08-24 | 2010-08-24 | Heat pump for supplying the heating medium at two different temperature levels |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201000763A RO126148B1 (en) | 2010-08-24 | 2010-08-24 | Heat pump for supplying the heating medium at two different temperature levels |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO126148A0 true RO126148A0 (en) | 2011-03-30 |
| RO126148A3 RO126148A3 (en) | 2012-02-28 |
| RO126148B1 RO126148B1 (en) | 2014-03-28 |
Family
ID=45699112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201000763A RO126148B1 (en) | 2010-08-24 | 2010-08-24 | Heat pump for supplying the heating medium at two different temperature levels |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO126148B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4208C1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-09-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Heat pump with vortex tube |
-
2010
- 2010-08-24 RO ROA201000763A patent/RO126148B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| MD4208C1 (en) * | 2011-10-12 | 2013-09-30 | Институт Энергетики Академии Наук Молдовы | Heat pump with vortex tube |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RO126148A3 (en) | 2012-02-28 |
| RO126148B1 (en) | 2014-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5495526B2 (en) | Heat source system and control method thereof | |
| JP5958819B2 (en) | Heat pump system and cooling system using the same | |
| WO2011036905A1 (en) | Air conditioning/hot-water supply system and heat pump unit | |
| KR101336012B1 (en) | Ground source heat pump and its control for heating cooling and hot water | |
| US10767908B2 (en) | Cascading heat recovery using a cooling unit as a source | |
| WO2010137120A1 (en) | Heat pump type hot water supply device | |
| KR101454756B1 (en) | Heat storaging apparatus having cascade cycle and Control process of the same | |
| CN109282401A (en) | Separate heat pipe air conditioner and control method thereof | |
| CN104334984A (en) | Cooling system | |
| KR20100059170A (en) | Heat pump storage system | |
| CN103900178B (en) | A kind of earth source heat pump central air-conditioning system of energy storage | |
| KR20100046365A (en) | Heat pump system | |
| CN209672625U (en) | A kind of ultra low temperature overlapping heat pump water cooler | |
| CN109564043A (en) | Heat exchanger alternate type heat pump system | |
| JP2016176672A (en) | Air conditioner | |
| CN102679621A (en) | Solar driven combined cooling, heating and power system | |
| KR20100005734U (en) | Heat pump storage system | |
| KR20100059176A (en) | Heat storage system | |
| JP2012247136A (en) | Booster unit, and air conditioning apparatus combined with water heater including the same | |
| KR20100005736U (en) | Heat pump system | |
| JP2010230267A (en) | Steam compression refrigerator system | |
| RO126148A0 (en) | Heat pump for supplying the heating medium at two different temperature levels | |
| KR20100005735U (en) | storage system | |
| KR20130055953A (en) | Heat pump system using two step heat pump unit | |
| JP5627411B2 (en) | Double bundle type refrigerator system, heat source system and control method thereof |