136470. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőszivattyútelepek gazdaságosságának fokozására
Megjelent 1955; évi április hó 15-én. SZABADALMI LEÍRÁS 136.470. SZÁM. 24 n OSZTÁLY. H-11935. ALAPSZÁM. Eljárás és berendezés hőszivattyútelepek gazdaságosságának fokozására Heller László oki. gépészmérnök, Budapest Bejelentés napja: 1943. szeptember 2. A találmány tárgya olyan eljárás és berendezés, melynek alkalmazása esetén hőszivattyútelepek gazdaságossága a jelenlegivel szemben lényegesen fokozható. A hőszivattyú gazdasá«* gossága — mint ismeretes — elsősorban attól függ, hogy milyen nagy hőfokkülönbséget keli leküzdenie. Amennyiben ugyanis valamely folyadékot vagy gázt hőszivattyú-telep segítségével egy bizonyos hőfokra kell melegíteni, úgy a kompresszornak a közvetítő médiumot arra a nyomásra kell sűríteni, mely nyomásnak megfelelő telítettségi hőfok a folyadék, illetőleg gáz megkívánt legmagasabb hőmérsékletét meghaladja. Ezek szerint tehát a kompresszor az elpárologtatóban képződött gőzöket a fentiek szerint megkívánt nyomásra sűríti, ahol azok a folyadékot vagy gázt felmelegítve kondenzálódnak és a körfolyamat részére újra felhasználhatók. Mivel a kompresszor-munka az elpárologtató és kondenzátor közötti nyomáskülönbségtől függ, adott hőfokú melegforrás esetén tehát annál gazdaságosabb a hőszivattyú, minél alacsonyabb hőmérséklet mellett szolgáltatja a kívánt melegmennyiséget. Amennyiben a folyadék vagy gáz által megkívánt hőfok lényegesen nagyobb, mint a rendelkezésre álló hőforrás által az elpárologtatóban tartott hőfok, úgy ez esetben a hőszivattyú alkalmazása általában már nem gazdaságos. Különösképpen áll ez arra az esetre, ha a felmelegítendő folyadék vagy gáz hőfoknövekedése csekélyt, mint például központi fűtéseknél, ahol a fű tő víz hőfoka például csak 10—15 C°-kal emelkedik. Ipari üzemeknél gyakori ellenben, hogy a felmelegítendő folyadék vagy gáz hőfoknövelése nagy, mint*például az ipari melegvízszolgáltatásnál, ahol a vizet 10—20 C° hőmérsékletről általában 80: —90 C°-ra melegítik. Ilyen esetekben, ha a rendelkezésre álló hőforrás hőmérséklete alacsony, a hőszivattyú az eddig alkalmazott módokon általában már nem gazdaságos. A találmány szerinti rendszer esetében azonban a hőszivattyú az előbb említett esetben is gazdaságosan alkalmazható. A találmány szerint ugyanis a folyadék vagy gáz felmelegítését nem egy kondenzátorban végezzük, ahol a fűtőközeg gőze a kompresszor végső nyomása mellett kondenzálódik, hanem fokozatosan több, folyadékoldalon egymás után kapcsolt, kondenzátorban. Több ilyen kondenzátor egy edényben is egyesíthető. Ez esetben az egyes kondenzátorokat az edényben kialakított válaszfalak különítik el egymástól. Ez esetben az egyes kondenzátorok részére a kompresszorból különböző nyomások mellett vételezzük el a fűtőközeget, hogy azokat a megfelelő kondenzátorban kondenzálhassuk. A kompresszor végnyomásáig a fűtőközegnek már csak egy kisebb részét kell tehát sűrítenünk, míg a többi részeit már csak különböző kisebb nyomásokig kell komprimálnunk. Ha tehát például vizet 20 C°-ról 80 C^ra. kell melegítenünk és például három-fokozatú kondenzátort alkalmazunk, úgy a víznek 20 C°-ról 40 C°-ra való melegítéséhez a fűtőközgg egy részét, melyet az első megcsapolásnál veszünk el, már például csak olyan nyomásig kell komprimálnunk, mely nyomás mellett a fűtőközeg 40 C° fölött néhány fokkal kondenzálódik. A következő fokozatban a vizet 40 C°-ról 60 CD -ra melegítjük a második megcsapolásnál elvett fűtőközeg gőzével, melynek kondenzációs hőfoka a 60 C°-ot ugyancsak a hőátadáshoz szükséges néhány fokkal haladja meg. A kompresszor a vég-, ső nyomásig tehát most már csak a fennmaradó, kb. Vs-nyi mennyiséget komprimálja, mely azután a vizet 60 C°-ról a kívánt 80 C°-ra melegíti. A találmány szerinti eljárást egyébként sematikusan a mellékelt 1. sz. ábra mutatja. Eszerint a folyadékgyűjtőből (a) a fűtésre használt közvetítő közeg folyadéka egy fojtószelepen (b) keresztül az elpárologtatóba (c) kerül. Az elpárologtatóban a hőforrásként felhasznált pl. víznek melegével ,melyet a (d) szivattyú szállít az elpárologtatóba, a közvetítő közeg elpárolog. A képződött gőzöket az (e) kompresszor szívja el és sűríti a kívánt végnyomásra. A végnyomás elérése előtt azonban a kompresszorból több helyen (a sémán pl. két helyen) megcsapoljuk a gőzmennyiséget és a különböző nyomásoknál megcsapolt gőzt megfelelő külön kondenzáló-
