136471. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés hőszivattyútelepek gazdaságosságának fokozására
Megjelent 1955. évi április hó 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÄS 136.471. SZÁM. 24 n OSZTÁLY. -^ H 11953. ALAPSZÁM. Eljárás és berendezés hőszivatty«telepek gazdaságosságának fokozására Heller László oki. gépészmérnök, Budapest. Bejelentés napja: 1943. szeptember hó 18. Hőszivattyútelepeknél általában hőforrásként a környezet melegét használják fel. A hőátadóközeg ilyenkor rendszerint nagy mennyiségben áll rendelkezésre és a kívánt hőmennyiség leadásánál ennek megfelelően hőmérséklete csak kis mértékben csökken. így például, ha a folyók melegét használják hőforrásként, úgy a felhasznált vízmennyiség hőmérséklete csupán 1—2 fokkal csökken. Igen gyakori azonban, hogy ipartelepeknél magas hőmérsékletű folyadék vagy gáz áll hőforrásként rendelkezésre, de természetesen csak korlátolt mennyiségben és így előfordul, hogy a szükséges melegmennyiség leadása mellett annak hőmérséklete jelentékeny mértékben csökken. így például gyakran áll rendelkezésre ipari szennyvíz, melynek hőmérséklete például 90 C°, olyan menynyiségben, hogy a megkívánt hőmennyiség leadása esetén hőmérséklete például. 40 CJ -ra csökken. Tekintettel arra, hogy a hőforrásként szereplő folyadék vagy gáz eltávozó hőfoka mindig magasabb mint az a hőfok, melynél a közvetítő médium elpárolog, ez esetben a kompresszor által beszívott gőzök hőmérséklete 40 C alatt lenne. A kompresszor tehát a fűtőoldalon megkívánt nyomásra 40 C°-nál hidegebb gőzt kell, hogy sűrítsen. Mivel a hőszivattyú hatásfoka az elpárologtatóban és a kondenzátorban uralkodó telítettségi hőfokok arányától függ, minél alacsonyabb hőfokon kapja a kompresszor az elpárologtatóból a közvetítő médiumot, — adott végső nyomás mellett — annál rosszabb a .hőszivattyú hatásfoka. A találmány szerinti eljárás alkalmazása esetén a fentvázolt esetekben a hőszivattyútelep hatásfoka jelentékeny mértékben fokozható. A találmány szerinti eljárás. esetén ugyanis a hőforrásként szereplő folyadék vagy gázmennyiség nem egyetlen elpárologtatóban adja le a kívánt melegmennyiséget, hanem két, vagy szükség szerint több a fűtőoldalon egymásután sorozatban kapcsolt elpárologtatóban. Ez esetben ugyanis a leadott hőmennyiségnek csak egy része párologtat el a folyadék vagy gáz eltávozó hőmérséklete alatti hőfokon közvetítő médiumot, éspedig csak az utolsó elpárologtatóban, míg az ezt megelőző elpárologtatókban az elpárolgás magasabb hőfokon történik és így a kompresszornak a közvetítő médiumnak csak egy részét kell a legalacsonyabb nyomásról, a többi részét pedig fokozatosan nagyobb nyomásokról kell a végső nyomásra sűrítenie. Ennek megfelelően a magasabb hőfokon párolgó médium által végzett körfolyamatnak a hatásfóka is jobb és így az egész hőszivattyú telep átlagos hatásfoka is jelentékeny mértékben mégjavul. A találmány szerinti eljárás egy példaképpeni módozatát a mellékelt ábra mutatja. Az (a) szivattyú a hőforrásként szolgáló folyadékot vagy gázt a sorozatban egymásután kapcsolt (b2 ) és (bi) elpárologtatókon nyomja keresztül. (A példában csupán két elpárologtatót ábrázolok, ezek száma azonban szükség szerint több is lehet.) A (bi) elpárologtatóban képződött gőzöket a c kompresszor szívja el és sűríti a végső nyomásra. A (b2 ) elpárologtatóban magasabb hőmérsékleten és nagyobb nyomáson képződött gőzöket a kompresszor egy közbenső, a magasabb nyomásnak megfelelő helyen szívja be és azt csak erről a magasabb nyomásról kell már a végnyomásig sűrítenie. A kompresszort elhagyó gőzök azután a (d) kondenzátorban csapódnak le, miközben az (e) szivattyú által keresztülnyomott fütendő médiumot a kívánt hőmérsékletre fűtik. A (d) kondenzátorban képződött folyadék az (f) fojtó-szabályozószelepeken keresztül újra a (bi), illetve a (b2 ) elpárologtatókba kerül, ahol a körfolyamatot bezárva, újra elpárolog. A (c) kompresszor természetesen szükség esetén két, vagy az elpárologtatók számának megfelelően szükség szerint több, külön egységből állhat az elpárologtatók nyomásfokozatainak megfelelően, azaz az egymást követő két elpárologtató közötti nyomáskülönbség leküzdésére külön-külön kompresszoregységet állíthatunk be. Egy számszerű példa a találmány szerinti eljárást a következőképen világítja meg: Amennyiben például 60 C° hőmérsékletű melegvízből olyan mennyiség áll rendelkezésre, hogy a kívánt hőmennyiség leadása céljából ezt a vízmennyiséget 20 C°~ra kell lehűtenünk, akkor az eddigi gyakorlat szerinti egyetlen elpárologtatóban párologtatva él á' közvetítő médiumot, az elpárologtató-
