(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 PL B1

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (2 1 ) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51 ) IntCI7 F24D 5/12 F24H 4/06 F25B 30/06 ( 5 4 ) Sposób optymalizacji parametrów pracy pompy ciepła, układ pompy ciepła oraz pompa ciepła (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 00/01 (73) Uprawniony z patentu: Politechnika Szczecińska, Szczecin, PL (72) Twórcy wynalazku: Bogusław Zakrzewski, Szczecin, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/05 (74) Pełnomocnik: Biegała Teresa, Dział Patentów i Transferu, Technologu Politechniki Szczecińskiej PL B1 (57) 15. Pompa ciepła zawierająca dolne źródło ciepła oraz górne źródło ciepła połączone w obiegu termodynamicznym lewobieżnym, wyposażona w układ i urządzenia automatycznej regulacji i sterowania, wentylatory powietrza i urządzenia do odwracania obiegu czynnika roboczego, znamienna tym, że ma kanał wentylacyjny główny (KG) i połączone z nim kanały wentylacyjne pomocnicze (K 1, K2), przy czym kanał główny łączy pomieszczenie ogrzewane (P) z otoczeniem zewnętrznym, przy czym w położonych przeciwległe ścianach kanału głównego (KG) zainstalowane są obydwa źródła ciepła, górne źródło ciepła (1, 1') i dolne źródło ciepła (2, 2'), zaś pomiędzy tymi źródłami zainstalowana jest sekwencyjna kierownica powietrza (9), przy czym kanały wentylacyjne pomocnicze (K 1, K2) połączone są ze źródłami ciepła (1, 1', 2, 2') i z pomieszczeniem (P) poprzez wewnętrzne kierownice powietrza (10, 13) zainstalowane w ścianach kanałów pomocniczych od strony pomieszczenia ogrzewanego, zaś w ścianach zewnętrznych kanałów pomocniczych zainstalowane są zewnętrzne kierownice powietrza (11, 12), przy czym kanał główny (KG) połączony jest z wentylatorem dolnego źródła ciepła (7) i wentylatorem górnego źródła ciepła (8). Fig 4

2 Sposób optymalizacji parametrów pracy pompy ciepła, układ pompy ciepła oraz pompa ciepła Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób optymalizacji parametrów pracy pompy ciepła, w którym stosuje się wymuszony obieg powietrza oraz odwracanie obiega czynnika roboczego, znamienny tym, że w czasie pracy pompy ciepła zasilającej pomieszczenie ogrzewane (P) ciepłym powietrzem z górnego źródła ciepła (1), po osiągnięciu zadanej wartości parametru mierzonego na dolnym źródle ciepła (2), odwraca się obieg czynnika roboczego, przy czym przerywa się dopływ powietrza z pomieszczenia ogrzewanego (P) na nowe górnego źródła ciepła (1') i po pewnym czasie pracy obiegu, gdy temperatura na powierzchni tego górnego źródła ciepła (1') osiągnie w przybliżeniu wartość zadanej temperatury powietrza w pomieszczeniu (P), podaje się strumień powietrza pobieranego z pomieszczenia ogrzewanego (P) na górne źródło ciepła ( l 1), a na nowe dolne źródło ciepła (2') podaje się powietrze pobrane z otoczenia zewnętrznego i gdy na tym dolnym źródle ciepła (2') mierzony parametr osiągnie zadaną wartość ponownie przełącza się obieg w przeciwnym kierunku, przerywa się podawanie powietrza na aktualne górne źródło ciepła (1) i dalej wymienione czynności powtarza się cyklicznie w tej samej kolejności, przy czym kierunki ruchu powietrza zmienia się stosownie do zmian kierunku obiegu czynnika roboczego tak, że w każdym obiegu górne źródło ciepła (1, 1') omywane jest powietrzem z pomieszczenia ogrzewanego (P), a dolne źródło ciepła (2, 2') omywane jest powietrzem z otoczenia, przy czym korzystnie do sterowania strumieni powietrza stosuje się kanały wentylacyjne (KG, KI, K2) i kierownice powietrza, korzystnie przepustnice powietrza (9,10,11,12,13). 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że powietrze na górne źródło ciepła podaje się korzystnie wentylatorem (8) górnego źródła ciepła, zaś powietrze na dolne źródło ciepła podaje się korzystnie wentylatorem (7) dolnego źródła ciepła, przy czym po wyłączeniu wentylatora (8) podaje się wentylatorem (7) powietrze z otoczenia jednocześnie na górne źródło ciepła (1, 1 ) i dolne źródło ciepła (2, 2') aż do chwili gdy temperatura górnego źródła ciepła osiągnie wartość zbliżoną do temperatury pomieszczenia (P). 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że parametr mierzony stanowi określony czas pracy obiegu. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła stanowi grubość warstwy szronu na jego powierzchni. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła (2, 2') stanowi różnica temperatury powietrza w otoczeniu i temperatury na powierzchni szronu tego źródła. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła (2, 2') stanowi różnica temperatury punktu rosy w otoczeniu i temperatury powierzchni szronu na powierzchni dolnego źródła ciepła. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła (2, 2') stanowi masa szronu. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła (2, 2') stanowi różnica ciśnień powietrza przed i za dolnym źródłem ciepła. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła (2, 2') stanowi różnica temperatur powietrza mierzonych przed i za dolnym źródłem ciepła. 10. Układ pompy ciepła zawierający dolne źródło ciepła i górne źródło ciepła połączone w obiegu termodynamicznym lewobieznym, wyposażony w układ automatycznej regulacji i sterowania, wentylatory powietrza i urządzenia do odwracania obiegu czynnika roboczego, znamienny tym, że ma układ sterujący ruchem powietrza zawierający kanały wentylacyjne (KG, KI, K2) połączone z pomieszczeniem ogrzewanym (P), kanał główny (KG) i połączone z nim kanały pomocnicze pierwszy kanał (KI), i drugi kanał (K2), przy czym kanał główny (KG) i kanały pomocnicze połączone są z górnym źródłem ciepła (1) i dolnym źródłem ciepła (2), pomiędzy którymi to źródłami ciepła umieszczona jest sekwencyjna kierownica powietrza (9),

3 przy czym kanały pomocnicze (KI, K2) połączone są kierownicami powietrza wewnętrznymi (10, 13) z pomieszczeniem ogrzewanym (P) i kierownicami powietrza zewnętrznymi (11, 12) z otoczeniem zewnętrznym, przy czym kanał główny (KG) połączony jest z wentylatorem (7) dolnego źródła ciepła i z wentylatorem górnego źródła ciepła (8). 11. Układ pompy ciepła według zastrz. 10, znamienny tym, że kanał główny (KG) połączony jest z pomieszczeniem (P) przepustnicą powietrza (14). 12. Układ pompy ciepła według zastrz. 10, znamienny tym, że źródła ciepła stanowią wymienniki ciepła, górne źródło ciepła (1,1') stanowi skraplacz zaś dolne źródło ciepła (2, 2') stanowi parowacz, połączone ze sprężarką (3), elementem dławiącym (6) i zaworami wielodrożnymi (Z l, Z2). 13. Układ pompy ciepła według zastrz. 10, znamienny tym, że na wlocie kanału głównego (KG) znajduje się wentylator (7) dolnego źródła ciepła (2, 2'), zaś na wylocie kanału głównego w pomieszczeniu ogrzewanym (P) znajduje się wentylator (8) górnego źródła ciepła (1,1'). 14. Układ pompy ciepła według zastrz. 10 albo 11, znamienny tym, że kierownica powietrza (9) ma postać przepustnicy sekwencyjnej powietrza, korzystnie trój położeniowej, zaś kierownice powietrza wewnętrzne (10, 13, 14) i kierownice powietrza zewnętrzne (11, 12) mają postać przepustnic powietrza. 15. Pompa ciepła zawierająca dolne źródło ciepła oraz górne źródło ciepła połączone w obiegu termodynamicznym lewobieżnym, wyposażona w układ i urządzenia automatycznej regulacji i sterowania, wentylatory powietrza i urządzenia do odwracania obiegu czynnika roboczego, znamienna tym, że ma kanał wentylacyjny główny (KG) i połączone z nim kanały wentylacyjne pomocnicze (K I, K2), przy czym kanał główny łączy pomieszczenie ogrzewane (P) z otoczeniem zewnętrznym, przy czym w położonych przeciwległe ścianach kanału głównego (KG) zainstalowane są obydwa źródła ciepła, górne źródło ciepła (1, 1 ) i dolne źródło ciepła (2, 2 ), zaś pomiędzy tymi źródłami zainstalowana jest sekwencyjna kierownica powietrza (9), przy czym kanały wentylacyjne pomocnicze (K I, K2) połączone są ze źródłami ciepła (1,1 ', 2, 2') i z pomieszczeniem (P) poprzez wewnętrzne kierownice powietrza (10,13) zainstalowane w ścianach kanałów pomocniczych od strony pomieszczenia ogrzewanego, zaś w ścianach zewnętrznych kanałów pomocniczych zainstalowane są zewnętrzne kierownice powietrza (11, 12), przy czym kanał główny (KG) połączony jest z wentylatorem dolnego źródła ciepła (7) i wentylatorem górnego źródła ciepła (8). 16. Pompa ciepła według zastrz. 15, znamienna tym, że kierownicę powietrza (9) w kanale głównym (KG) stanowi przepustnicą sekwencyjna powietrza, przy czym kierownice wewnętrzne (10, 13) i kierownice zewnętrzne (11, 12) kanałów pomocniczych (K I, K2) stanow ią przepustnice powietrza. 17. Pompa ciepła według zastrz. 16, znamienna tym, że przepustnicą sekwencyjna (9) jest przepustnicą dwupołożeniową o kącie obrotu Pompa ciepła według zastrz. 16, znamienna tym, że sekwencyjna przepustnicą powietrza (9) jest przepustnicą trójpołożeniową, o kącie obrotu 45, przy czym na wejściu kanału głównego (KG) od strony pomieszczenia (P) umieszczona jest trzecia przepustnicą wewnętrzna powietrza (14). 19. Pompa ciepła według zastrz. 15, znamienna tym, że na wlocie kanału głównego (KG) od strony zewnętrznej zainstalowany jest wentylator dolnego źródła ciepła (7), zaś na wylocie kanału w pomieszczeniu (P) zainstalowany jest wentylator górnego źródła ciepła (8). 20. Pompa ciepła według zastrz. 15, znamienna tym, że źródła ciepła stanowią wymienniki ciepła, górne źródło ciepła (1, 1') stanowi skraplacz zaś dolne źródło ciepła (2, 2') stanowi parowacz, połączone przewodami rurowymi 7e sprężarką (3), elementem dławiącym (6) i zaworami wielodrożnymi (Z l, Z2).

4 Przedmiotem wynalazku jest sposób optymalizacji parametrów pracy pompy ciepła, układ pompy ciepła oraz pompa ciepła. W znanych urządzeniach pompy ciepła pracujących według zasady obiegów termodynamicznych lewobieżnych, stosowanych w instalacjach klimatyzacyjnych, na wytworzenie energii cieplnej urządzenie zużywa w przybliżeniu od 25% do 40% mocy energii elektrycznej napędu sprężarki. Jednak gdy brakuje mocy cieplnej, szczególnie gdy proces przebiega przy niewysokich temperaturach zewnętrznych otoczenia, przy temperaturach poniżej 0 C, powierzchnia dolnego źródła ciepła ulega oszronieniu i zachodzi potrzeba jej odszronienia. W znanych urządzeniach pompy ciepła do odszraniania dolnego źródła ciepła stosuje się grzałki elektryczne, co podnosi koszty eksploatacji urządzenia i powoduje konieczność wyłączenia z pracy urządzenia na czas odszraniania. Znane sprężarkowe pompy ciepła zawierają wymienniki ciepła, górne źródło ciepła, którym jest skraplacz i dolne źródło ciepła, którym jest parowacz, sprężarkę i zawór rozprężny, wentylatory parowacza i skraplacza oraz zawory wielodrożne umożliwiające zmianę kierunku obiegu czynnika roboczego. Układy te wyposażone są w urządzenia i układy automatycznej regulacji i sterowania pracą układu. Powietrze z wentylatorów kierowane jest bezpośrednio na skraplacz i parowacz, a kierunek strumieni powietrza jest stały. Zgodnie z wynalazkiem, sposób optymalizacji parametrów pracy pompy ciepła, w którym stosuje się wymuszony obieg powietrza i odwracanie obiegu czynnika roboczego wyróżnia się tym, że w czasie pracy pompy ciepła zasilającej pomieszczenie ogrzewane ciepłym powietrzem z górnego źródła ciepła, po osiągnięciu zadanej wartości parametru mierzonego na dolnym źródle ciepła, odwraca się obieg czynnika roboczego tak, że dotychczasowe górne źródło ciepła staje się w nowym - odwróconym - obiegu dolnym źródłem ciepła, a dotychczasowe dolne źródło ciepła staje się w odwróconym obiegu górnym źródłem ciepła. Jednocześnie przerywa się dopływ powierza podawanego z pomieszczenia ogrzewanego na nowe górne źródło ciepła. Po pewnym czasie pracy obiegu, gdy temperatura na powierzchni tego górnego źródła ciepła osiągnie w przybliżeniu zadaną wartość temperatury pomieszczenia ogrzewanego podaje się, korzystnie wentylatorem, powietrze z pomieszczenia ogrzewanego na górne źródło ciepła. Na dolne źródło ciepła w tym obiegu podaje się korzystnie drugim wentylatorem powietrze z otoczenia zewnętrznego. Po upływie pewnego czasu pracy obiegu, gdy na dolnym źródle ciepła mierzony parametr osiągnie zadaną wartość, ponownie przełącza się obieg w przeciwnym kierunku, przerywa się podawanie powietrza na górne źródło ciepła i dalej wymienione czynności powtarza się cyklicznie w tej samej kolejności, przy czym kierunki ruchu powietrza zmienia się stosownie do zmian kierunku obiegu czynnika roboczego tak, że w każdym obiegu górne źródło ciepła omywane jest powietrzem z pomieszczenia ogrzewanego, a dolne źródło ciepła omywane jest powietrzem z otoczenia zewnętrznego. Korzystnie do sterowania strumieni powietrza stosuje się przepustnice powietrza. Korzystnie, po wyłączeniu wentylatora górnego źródła ciepła, podaje się wentylatorem dolnego źródła ciepła powietrze z otoczenia zewnętrznego, jednocześnie na górne źródło ciepła i dolne źródło ciepła tak długo aż temperatura górnego źródła ciepła osiągnie wartość zbliżoną do temperatury pomieszczenia. Dzięki zerowej różnicy temperatur czynnika roboczego w górnym i dolnym źródle ciepła, w tym czasie obieg pompy ciepła ma maksymalną sprawność, a czas odszraniania jest bardzo krótki i zuzycie energii na proces odszraniania jest minimalne. Korzystnie, parametr mierzony stanowi określony czas pracy obiegu. Korzystnie, wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła stanowi grubość warstwy szronu na jego powierzchni. Korzystnie, wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła stanowi różnica temperatury powietrza w otoczeniu i temperatury na powierzchni szronu tego źródła. Korzystnie, wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła stanowi różnica temperatury punktu rosy w otoczeniu i temperatury powierzchni szronu na powierzchni dolnego źródła ciepła. Korzystnie, wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła stanowi masa szronu. Korzystnie wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła stanowi różnica ciśnień powietrza przed i za dolnym źródłem ciepła. Korzystnie, wartość mierzoną na dolnym źródle ciepła stanowi różnica temperatur powietrza mierzonych przed i za dolnym źródłem ciepła. Zgodnie z wynalazkiem, układ pompy ciepła zawierający dolne źródło ciepła i górne źródło ciepła połączone w obiegu termodynamicznym lewobieżnym, wyposażony w układ automatycznej regulacji i sterowania oraz wentylatory powietrza wyróżnia się tym, że ma

5 układ sterujący ruchem powietrza zawierający kanały wentylacyjne, połączone z pomieszczeniem ogrzewanym, kanał główny i połączone z nim kanały pomocnicze pierwszy kanał i drugi kanał, przy czym kanał główny i kanały pomocnicze połączone są z górnym źródłem ciepła i dolnym źródłem ciepła, pomiędzy którymi to źródłami ciepła umieszczona jest sekwencyjna kierownica powietrza przy czym kanał główny i kanały pomocnicze, połączone są kierownicami powietrza wewnętrznymi, pierwszą kierownicą wewnętrzną, drugą kierownicą wewnętrzną z pomieszczeniem ogrzewanym i połączone są kierownicami powietrza zewnętrznymi z otoczeniem zewnętrznym. Kanał główny połączony jest z wentylatorem dolnego źródła ciepła i wentylatorem górnego źródła ciepła. Korzystnie, źródła ciepła stanowią wymienniki ciepła, górne źródło ciepła stanowi skraplacz zaś dolne źródło ciepła stanowi parowacz, połączone ze sprężarką, elementem dławiącym i zaworami wielodrożnymi. Korzystnie, górne źródło ciepła i dolne źródło ciepła usytuowane są przeciwległe względem siebie. Korzystnie, na wlocie kanału głównego znajduje się wentylator dolnego źródła ciepła, zaś na wylocie kanału głównego w pomieszczeniu ogrzewanym znajduje się wentylator górnego źródła ciepła. Korzystnie, kierownica powietrza ma postać przepustnicy sekwencyjnej powietrza, dwupołożeniowej albo trójpołożeniowej, zaś kierownice powietrza wewnętrzne i kierownice powietrza zewnętrzne mają postać przepustnic powietrza. Według wynalazku, pompa ciepła zawierająca dolne źródło ciepła oraz górne źródło ciepła połączone w obiegu termodynamicznym lewobieznym, wyposażona w układ i urządzenia automatycznej regulacji i sterowania oraz wentylatory powietrza wyróżnia się tym, ze ma kanał wentylacyjny główny i połączone z nim kanały wentylacyjne pomocnicze, przy czym kanał główny łączy pomieszczenie ogrzewane z otoczeniem zewnętrznym. W położonych przeciwległe ścianach kanału głównego zainstalowane są górne źródło ciepła i dolne źródło ciepła, zaś pomiędzy tymi źródłami zainstalowana jest sekwencyjna kierownica powietrza, przy czym kanały wentylacyjne pomocnicze połączone są ze źródłami ciepła i z pomieszczeniem ogrzewanym wewnętrznymi kierownicami powietrza zainstalowanymi w wewnętrznych ścianach kanałów pomocniczych, od strony pomieszczenia ogrzewanego. W ścianach zewnętrznych kanałów pomocniczych zainstalowane są zewnętrzne kierownice powietrza. Kanał główny połączony jest z wentylatorem dolnego źródła ciepła i wentylatorem górnego źródła ciepła. Korzystnie, kierownicę powietrza w kanale głównym stanowi przepustnica sekwencyjna powietrza, przy czym kierownice wewnętrzne i kierownice zewnętrzne kanałów pomocniczych stanowią przepustnice powietrza. Korzystnie, przepustnica sekwencyjna jest przepustnicą dwupołożeniową o kącie obrotu 90, w położeniach roboczych zamyka ona dostęp powietrza zewnętrznego raz do jednego kanału pomocniczego i na przemian do drugiego kanału pomocniczego. Sekwencyjna przepustnica powietrza może być przepustnicą trójpołożeniową, o kącie obrotu 45, która w środkowym położeniu roboczym ustawia się w osi kanału głównego rozdzielając strumień powietrza zewnętrznego do obydwóch kanałów pomocniczych, przy czym w tym przypadku na wejściu kanału głównego od strony pomieszczenia ogrzewanego umieszczona jest trzecia przepustnica wewnętrzna powietrza.w tym położeniu przepustnicy uzyskuje się zrównanie temperatur czynnika roboczego w górnym i dolnym źródle ciepła i w tym czasie obieg pompy ciepła ma maksymalną sprawność, czas odszraniania jest bardzo krótki, a zużycie energii na proces oszraniania jest minimalne. Korzystnie, na wlocie kanału głównego od strony zewnętrznej zainstalowany jest wentylator dolnego źródła ciepła, zaś na wylocie kanału w pomieszczeniu zainstalowany jest wentylator górnego źródła ciepła. Korzystnie, źródła ciepła stanowią wymienniki ciepła, górne źródło ciepła stanowi skraplacz zaś dolne źródło ciepła stanowi parowacz, połączone przewodami rurowymi ze sprężarką, elementem dławiącym i zaworami wielodrożnymi. Zaletą rozwiązań według wynalazku jest wykorzystanie zakumulowanego w otoczeniu niskotemperaturowego ciepła do obniżenia zuzycia energii napędowej na proces odszraniania dolnego źródła ciepła, praktycznie pominięcie czasu odszraniania. Pozwala to na zwiększenie zakresu temperatur pracy pomp ciepła w warunkach, którym towarzyszy szronienie, pozwala na pracę zamienną wymienników ciepła przy nieprzerwanej realizacji obiegu pompy ciepła. Nieoczekiwanie okazało się, że przez cykliczną zmianę kierunku obiegu czynnika roboczego i odpowiednie sterowanie dopływem powietrza na obydwa źródła ciepła można zmniejszyć do minimum zjawisko szronienia i ograniczyć do minimum jego niekorzystny wpływ na pracę

6 obiegu pompy ciepła. W efekcie daje to wyraźne zwiększenie sprawności pompy ciepła i optymalizację jej parametrów pracy przez stworzenie większych możliwości w p ija n ia na przebieg procesu szronienia i odszraniania. Przedmiot wynalazku objaśniony jest bliżej w przykładach realizacji i na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie fragment pompy ciepła z pomieszczeniem ogrzewanym, z wymiennikami ciepła i z kanałami wentylacyjnymi, przy czym strzałkami zaznaczono kierunki przepływu powietrza odpowiednie dla stanu, w którym górne źródło ciepła - wymiennik ciepła 1 po lewej stronie kanału głównego pełni rolę skraplacza, zaś usytuowane naprzeciw niego dolne źródło ciepła - wymiennik ciepła 2 pełni rolę parowacza, a kierownica sekwencyjna zajmuje pierwsze położenie robocze, fig. 2 - schematycznie fragment pompy ciepła z pomieszczeniem ogrzewanym, z wymiennikami ciepła i z kanałami wentylacyjnymi, przy czym strzałkami zaznaczono kierunki przepływu powietrza odpowiednie dla stanu, w którym wymiennik ciepła 2' po lewej stronie kanału głównego pełni rolę parowacza, zaś usytuowany naprzeciw niego wymiennik ciepła 1' pełni rolę skraplacza, a przepustnica sekwencyjna znajduje się w drugim położeniu roboczym, w pozycji osiowej, fig. 3 - schematycznie fragment pompy ciepła z pomieszczeniem ogrzewanym, z wymiennikami ciepła i z kanałami wentylacyjnymi, przy czym strzałkami zaznaczono kierunki przepływu powietrza odpowiednio dla stanu, w którym kierownica sekwencyjna zajmuje trzecie położenie robocze, fig. 4 - w uproszczeniu układ sprężarkowej pompy ciepła. Przykład I Układ sprężarkowej pompy ciepła zawiera sprężarkę 3, której rurociąg tłoczny połączony jest z króćcem wlotowym zaworu czterodrożnego tłocznego Z l, zaś pozostałe króćce tego zaworu połączone są z parowaczem 1, skraplaczem 2 i zbiornikiem 4 z wymiennikiem regeneracyjnym 4a. Zbiornik 4 połączony jest z rurociągiem ssawnym sprężarki 3. Wymiennik regeneracyjny 4a swoim wlotem połączony jest z króćcem wylotowym zaworu czterodrożnego wrzenia Z2, a wylotem, poprzez filtr-dehydrator 5 i zawór rozprężny 6, z króćcem wlotowym tego zaworu Z2. Pozostałe dwa króćce zaworu czterodrożnego wrzenia Z2 połączone są z drugimi końcami skraplacza 1 i parowacza 2. Pomieszczenie ogrzewane P połączone jest z kanałami wentylacyjnymi, kanałem głównym KG i przylegającymi do niego kanałami pomocniczymi, pierwszym kanałem pomocniczym KI i drugim kanałem pomocniczym K2. Pomieszczenie P połączone jest z pierwszym kanałem wentylacyjnym KI pierwszą przepustnicą wewnętrzną powietrza 13, i drugą wewnętrzną przepustnicą powietrza 10 połączone jest z drugim kanałem pomocniczym K2. Pierwszy kanał KI ma na ścianie zewnętrznej zainstalowaną pierwszą przepustnicę zewnętrzną powietrza 12, a na ścianie wspólnej z kanałem wentylacyjnym głównym KG ma zainstalowany skraplacz 1 jako jeden z wymienników ciepła. Naprzeciw skraplacza 1, po drugiej stronie kanału głównego KG zainstalowany jest w drugim kanale K2 parowacz 2, jako drugi z wymienników ciepła. W ścianie tego kanału K2 zainstalowana jest również druga zewnętrzna przepustnica powietrza 11. W kanale głównym KG, pomiędzy wymiennikami ciepła, skraplaczem 1, a parowaczem 2 zainstalowana jest przepustnica sekwencyjna powietrza 9, trój położeniowa, która wykonuje obrót co 45 w jedną lub w drugą stronę i zajmuje położenie pierwsze robocze, w którym zamyka dostęp powietrza zewnętrznego do kanału KI, drugie położenie robocze, w którym ustawia się osiowo otwierając dostęp powietrza zewnętrznego do obydwóch kanałów pomocniczych oraz trzecie położenie robocze, w którym zamyka dostęp powietrza zewnętrznego do drugiego kanału pomocniczego K2. Dostęp powietrza zewnętrznego do pomieszczenia P zamyka trzecia przepustnica wewnętrzna 14 umieszczona na wylocie kanału głównego KG w pomieszczeniu P. Na wlocie powietrza z zewnątrz do kanału głównego KG zainstalowany jest wentylator parowacza 7, zaś na wylocie z tego kanału do pomieszczenia P zainstalowany jest wentylator skraplacza 8. Przykład II Sprężarkowa pompa ciepła pomieszczenia ogrzewanego P zawiera rurociąg tłoczny sprężarki 3 połączony z króćcem wlotowym zaworu czterodrożnego tłocznego Z l, przy czym pozostałe króćce tego zaworu połączone są z wymiennikami ciepła, skraplaczem 1, parowaczem 2 i zbiornikiem 4 z wymiennikiem regeneracyjnym 4a. Zbiornik 4 połączony jest z rurociągiem ssawnym sprężarki 3. Wymiennik regeneracyjny 4a swoim wlotem połączony jest z króćcem wylotowym zaworu czterodrożnego wrzenia Z2, a wylotem, poprzez filtr-dehydrator 5 i zawór rozprężny 6, z króćcem wlotowym tego zaworu Z2. Pozostałe dwa króćce

7 zaworu czterodroznego wrzenia Z2 połączone są z drugimi końcami skraplacza 1 i parowacza 2. Pomieszczenie P wyposażone jest w kanały wentylacyjne przylegające do niego, kanał główny KG i usytuowane z jego obydwóch stron kanały pomocnicze, pierwszy kanał KI i drugi kanał K2. Pomieszczenie P połączone jest z pierwszym kanałem wentylacyjnym KI pierwszą przepustnicą wewnętrzną powietrza 13 usytuowaną w ścianie komory i drugą wewnętrzną przepustnicą powietrza 10 zainstalowaną w jej ścianie połączone jest z drugim kanałem wentylacyjnym K2. Pierwszy kanał KI ma na ścianie zewnętrznej zainstalowaną pierwszą przepustnicę zewnętrzną powietrza 12, a na ścianie wspólnej z kanałem wentylacyjnym głównym KG ma zainstalowany skraplacz 1. Naprzeciw skraplacza 1, po drugiej stronie kanału głównego KG zainstalowany jest w drugim kanale K2 drugi wymiennik ciepła parowacz 2. W ścianie zewnętrznej tego kanału K2 zainstalowana jest druga zewnętrzna przepustnicą powietrza 11. W kanale głównym KG, pomiędzy wymiennikami ciepła, skraplaczem 1, a parowaczem 2 zainstalowana jest przepustnica sekwencyjna powietrza 9, dwupołożeniowa, która wykonuje obrót co 90 w jedną lub w drugą stronę i zajmuje położenie pierwsze robocze A, w którym zamyka dostęp powietrza zewnętrznego do kanału KI oraz trzecie położenie robocze B, w którym zamyka dostęp powietrza zewnętrznego do drugiego kanału pomocniczego K2. Na wlocie powietrza z zewnątrz do kanału głównego KG zainstalowany jest wentylator parowacza 7, zaś na wylocie z tego kanału do pomieszczenia P zainstalowany jest wentylator skraplacza 8. Przykład III Pompa ciepła analogiczna do przykładu II przy czym przepustnicą sekwencyjna 9 zainstalowana w kanale głównym KG jest przepustnicą trójpołożeniową, która wykonuje obrót co 45 w jedną lub w drugą stronę i zajmuje położenie pierwsze robocze A, w którym zamyka dostęp powietrza zewnętrznego do kanału KI, drugie położenie robocze O, w którym ustawia się osiowo otwierając dostęp powietrza zewnętrznego do obydwóch kanałów pomocniczych KI i K2 oraz trzecie położenie robocze B, w którym zamyka dostęp powietrza zewnętrznego do drugiego kanału pomocniczego K2. Natomiast na wylocie kanału głównego KG do pomieszczenia P zainstalowana jest dodatkowa, trzecia wewnętrzna przepustnicą powietrza 14, która zamyka dostęp powietrza z otoczenia zewnętrznego do pomieszczenia P w drugim położeniu roboczym przepustnicy 9 to jest kiedy zajmuje ona położenie w osi kanału głównego KG. Przykład IV Podczas pracy sprężarkowej pompy ciepła, kiedy parowacz 2 jest na etapie szronienia, powietrze z pomieszczenia ogrzewanego P tłoczy się wentylatorem 8, przez otwartą pierwszą przepustnicę wewnętrzną 13 do pierwszego kanału wentylacyjnego pomocniczego KI, gdzie omywa skraplacz 1 i wpływa do kanału głównego wentylacyjnego KG skąd jest kierowane przepustnicą sekwencyjną 9, znajdującą się w pierwszym położeniu roboczym A, z powrotem do pomieszczenia. Położenie przepustnicy sekwencyjnej w kanale głównym jest takie, że zamyka ona dopływ powietrza zewnętrznego do kanału KI. W tym czasie jest zamknięta pierwsza zewnętrzna przepustnicą 12 tego kanału. Powietrze zewnętrzne tłoczy się wentylatorem 7 parowacza usytuowanym na wlocie kanału głównego KG, które omywa parowacz 2 i ochładza się oddając jemu ciepło i wpływa do drugiego kanału pomocniczego wentylacyjnego K2, skąd przez otwartą drugą przepustnicę zewnętrzną 11 przepływa z powrotem do otoczenia. W tym czasie druga wewnętrzna przepustnicą powietrza 10 jest zamknięta. Z chwilą powstania na powierzchni parowacza 2 warstwy szronu o zadanej grubości podaje się sygnał na układ automatycznej regulacji, nieuwidoczniony na rysunku, który przełącza zawory czterodrożne Z1 i Z2 w drugie położenie i następuje zmiana obiegu czynnika roboczego w odwrotnym kierunku. Jednocześnie z przełączeniem zaworów wyłącza się wentylator powietrza 8 i zamyka się przepustnicę wewnętrzną 13. Obieg pracuje dalej i gdy skraplacz 1' osiągnie temperaturę zblizoną do temperatury powietrza w pomieszczeniu P, przepustnicą sekwencyjna 9 obróci się o 90 i zajmie trzecie położenie robocze B otwierając dostęp ciepłego powietrza z pomieszczenia P do byłego zaszronionego parowacza, a obecnie skraplacza 1 i zamyka się przepustnicą 11. Z chwilą zrównania się temperatury na powierzchni skraplacza 1' z temperaturą pomieszczenia P włącza się wentylator 8 i otwiera się przepustnicą wewnętrzna 10 drugiego pomocniczego kanału K2. Powietrze cyrkuluje z pomieszczenia P do kanału K2 i przez skraplacz 1' wraca z powrotem do pomieszczenia. Powietrze z otoczenia cyrkuluje przez parowacz 2' i przez kanał KI do otoczenia. Z chwilą osiągnięcia na parowaczu 2' zada-

8 nej wartości grubości warstwy szronu zostaje podany sygnał do urządzenia automatycznej regulacji, które przełącza zawory czterodrożne Z l, Z2 powodując odwrócenie obiegu w przeciwnym kierunku. Dalej, przedstawione wyżej czynności powtarza się cyklicznie i w takiej samej kolejności. Przykład V Sposób analogiczny do przykładu IV, przy czym po wyłączeniu wentylatora 8 i zamknięciu przepustnicy wewnętrznej 13 w kanale K I, ale przed przełączeniem przepustnicy sekwencyjnej 9 w trzecie położenie robocze B, przepustnica sekwencyjna powietrza 9 wykonuje obrót o 45 i ustawia się równolegle do osi kanału KG zajmując drugie położenie robocze O otwierając dostęp powietrza zewnętrznego do obydwóch kanałów pomocniczych K I, K2. Przepustnica wewnętrzna 14 kanału głównego KG jest w tym czasie zamknięta, a otwarte są przepustnice zewnętrzne 12, 11 kanałów K I i K2. Powietrze zewnętrzne omywa skraplacz 1', który był uprzednio parowaczem i oddaje mu ciepło, a także czynnik chłodniczy oddaje mu ciepło pobierane z obecnego parowacza 2'. Po pewnym czasie pracy obiegu następuje wyrównanie się temperatur na parowaczu i skraplaczu. Dzięki zerowej różnicy temperatur czynnika roboczego w parowaczu i skraplaczu w tym czasie obieg pompy ciepła ma maksymalną sprawność, a czas odszraniania jest bardzo krótki, i zuzycie energii na proces odszraniania jest minimalne. Powietrze zewnętrzne omywa parowacz 2' dostarczając ciepła na odszronienie wymiennika 1' obecnego skraplacza. Przykład VI Sposób analogiczny do przykładu IV i V z tym, że zmienia się kierunek obiegu po określonym czasie pracy pompy ciepła wyznaczonym empirycznie, na przykład co kilka godzin. Przykład VII Sposób analogiczny do przykładu IV i V przy czym mierzy się temperaturę otoczenia i temperaturę powierzchni szronu na parowaczu 2, 2' i gdy różnica tych temperatur osiągnie wartość zadaną zmienia się kierunek obiegu. Przykład VIII Sposób analogiczny do przykładu IV i V przy czym mierzy się temperaturę punktu rosy otoczenia i temperaturę powierzchni szronu na parowaczu 2, 2 i gdy różnica tych temperatur osiągnie wartość zadaną zmienia się kierunek obiegu. Przykład IX Sposób analogiczny do przykładu IV i V przy czym mierzy się masę szronu na powierzchni parowacza 2,2' i po osiągnięciu zdanej wartości tej masy zmienia się kierunek obiegu. Przykład X Sposób analogiczny do przykładu IV i V przy czym mierzy się ciśnienie powietrza przed parowaczem i za parowaczem 2, 2' i gdy różnica ciśnień osiągnie wartość zadaną zmienia się kierunek obiegu. Przykład XI Sposób analogiczny do przykładu IV i V, przy czym mierzy się temperaturę powietrza przed parowaczem i za parowaczem 2, 2' i gdy różnica tych temperatur osiągnie wartość zadaną zmienia się kierunek obiegu.

9 Fig 4

10 Fig 1 Fig 2 Fig 3 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.