CS203802B1 - Apparatus for transforming primary thermal energy from water flows to serve for heating,preparing warm service water and producing ice rink surface - Google Patents

Apparatus for transforming primary thermal energy from water flows to serve for heating,preparing warm service water and producing ice rink surface Download PDF

Info

Publication number
CS203802B1
CS203802B1 CS378279A CS378279A CS203802B1 CS 203802 B1 CS203802 B1 CS 203802B1 CS 378279 A CS378279 A CS 378279A CS 378279 A CS378279 A CS 378279A CS 203802 B1 CS203802 B1 CS 203802B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
heating
water
thermal energy
heat
serve
Prior art date
Application number
CS378279A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Zdenek Dvorak
Jiri Petrak
Original Assignee
Zdenek Dvorak
Jiri Petrak
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zdenek Dvorak, Jiri Petrak filed Critical Zdenek Dvorak
Priority to CS378279A priority Critical patent/CS203802B1/en
Publication of CS203802B1 publication Critical patent/CS203802B1/en

Links

Landscapes

  • Road Paving Structures (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Description

Vynález se týká zařízení pro transformaci primární tepelné energie z vodních toků na vyš ší teplotní hladinu pro potřeby vytápění a přípravu teplé užitkové vody při současném vytváře ní ledové plochy pro sportovní účely.The invention relates to a device for transforming primary thermal energy from watercourses to a higher temperature level for heating and domestic hot water production, while forming an ice surface for sports purposes.

Nutnost šetření energiemi všeho druhu, vyvolaná rozbory zásob pevných, kapalných a plynných paliv, vede k hledání nových způsobů získávání tepelné energie na teplotní úrovni vhodné pro účely vytápění a přípravu teplé užitkové vody, případně k přehodnocování známých systémů. Jedním ze zařízení, vhodných pro tyto účely, jsou tepelná čerpadla pracující na principu známém z oboru chladicí techniky, u nichž ale na rozdíl od chladících zařízení není užitečným teplo do okruhu přiváděné na nižší teplotní hladině ve výparníku, ale teplo odváděné ze zařízení v kondenzátoru na teplotní hladině, vhodné pro požadované účely topení a přípravu teplé užitkové vody.The need to save energy of all kinds, triggered by the analysis of solid, liquid and gaseous fuel supplies, leads to the search for new ways of obtaining thermal energy at a temperature level suitable for heating and hot water production, or to reassess known systems. One of the devices suitable for this purpose is heat pumps operating according to the principle known in the refrigeration industry, but in contrast to cooling devices, the heat supplied to the circuit at a lower temperature level in the evaporator is not useful, but the heat removed from the device in the condenser. temperature level, suitable for the required purposes of heating and hot water production.

Má-li být použito tepelné čerpadlo, musí být k dispozici nejen potřebné množství energie pro pohon kompresoru, ale též dostatečné množství primární nízkopotenciální tepelné energie pro vypařování chladivá ve výparníku zařízení. Tato tepelná energie je v současné době získávána z odpadních tepel nebo přírodních zdrojů mezi něž patří především vzduch, povrchová a spodní voda, případně též půda. Tyto přírodní zdroje mají řadu nevýhod. Z ekologického hlediska je nejvhodnější vzduch, jehož teplota ale značně kolísá v krátkých Časových intervalech přičemž tepelný výkon zařízení, využívajícího vzduchu jako zdroje primární energie, je nejmenší v době nejvysší potřeby tepla pro vytápění. To vede k nutnosti značného předimenzování zařízení a regulaci výkonu po převážnou část otopné sezóny nebo k použití bivalentního otopného systému s přídavným energetickým zdrojem. Využití spodní vody a tepla půdy vede ke značným zásahům do tepelného režimu půdy, přičemž tyto zdroje jsou většinou nedostatečné pro září zení velkých výkonů nebo při masovém použití tepelných čerpadel v oblastech husté zástavby. Při využívání tepla půdy je vyžadován značný rozsah zemních prací a jsou kladeny vysoké inves tični požadavky. Využití tepla, obsaženého v povrchových vodách, při stávajícím způsobu, kdy je voda ze zdroje odebírána a čerpadly dopravována do výparníku tepelného čerpadla» naráží na řadu potíži» vyvolaných především nízkou teplotou vody v otopném období á znečištěním vodních toků.If a heat pump is to be used, not only the required amount of energy to drive the compressor, but also a sufficient amount of primary low-potential thermal energy to evaporate the refrigerant in the evaporator of the plant must be available. This thermal energy is currently obtained from waste heat or natural sources, including mainly air, surface and ground water, or soil. These natural resources have a number of disadvantages. From an environmental point of view, air is the most suitable, but its temperature fluctuates greatly in short time intervals, and the heat output of the plant using air as the primary energy source is the smallest at the time of the highest heat demand for heating. This leads to the necessity of a considerable over-dimensioning of the equipment and regulation of the power for most of the heating season or to the use of a bivalent heating system with an additional energy source. The use of groundwater and soil heat leads to considerable interference in the thermal regime of the soil, which sources are usually insufficient to radiate large outputs or in mass applications of heat pumps in dense areas. The use of soil heat requires a considerable amount of earthworks and high investment requirements. The use of the heat contained in surface water in the current way in which the water is taken from the source and transported by pumps to the heat pump evaporator »encounters a number of problems caused mainly by the low temperature of the water during the heating period and water pollution.

Vzhledem k průměrným klimatickým podmínkám k budováni vodních děl na řekách a jejich ohřevu odpadními oteplenými vodami energetických zářízení, tyto v zimních měsících převážně nezamrzaji nebo zamrzají pouze na velmi krátkou dobu, vázanou na výskyt extrémně nízkých tep** lot vzduchu. Vzniklý led není vhodný pro účely brusleni, případně pro nedostatečnou tlouštíku a pevnost je nebezpečím pro bruslící, zejména děti a mládež. Proto vznikla nutnost budováni zimních stadiónů a umělou ledovou plochou, vytvářenou pomoci strojního chladicího zařízeni, což vyžaduje značné nároky na investice, váže stavební a strojní kapacity a při provozu klade nemalé nároky na energii, převážně elektrickou.Due to the average climatic conditions for the construction of waterworks on rivers and their heating by warmed-up waste water of energy installations, these in the winter months mostly do not freeze or freeze only for a very short time, linked to the occurrence of extremely low air temperatures. The resulting ice is not suitable for skating or insufficient thickness and strength is a danger for skating, especially children and youth. Therefore, there was a need to build winter stadiums and an artificial ice surface, created by means of mechanical cooling equipment, which requires considerable investment requirements, binds building and machine capacities and puts considerable demands on energy, mainly electric, in operation.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu zařízení pro transformaci primární tepelné energie z vodních toků pro účely vytápění, přípravu teplé užitkové vody a vytváření sportovních ledových ploch, sestávající z výparníku nebo expanzní nádrže, propojené s kompresorem, jehož výtlačná strana je napojena na kondenzátor a poté na redukční orgán. Jeho podstata spočívá v tom, že výparník nebo expanzní nádrž jsou napojeny na vodorovný plošný výměník tepla, * .According to the invention, the above-mentioned drawbacks are eliminated by a device for the transformation of primary thermal energy from watercourses for heating, hot water production and sports ice formation consisting of an evaporator or expansion tank connected to a compressor whose discharge side is connected to a condenser and then to a organ. Its essence is that the evaporator or expansion tank is connected to a horizontal surface heat exchanger, *.

upevněný na plovákovém zařízení, přičemž v okruhu výparníku nebo expanzní nádrže je vřazeno čerpadlo teplonosné látky nebo čerpadlo chladivá.mounted on a float device, wherein a heat transfer fluid or coolant pump is incorporated in the evaporator or expansion tank circuit.

Teplo z povrchové vody je odnímáno přímo vypařujícím se chladivém nebo teplonosnou látkou ve speciálním výměníku tepla umístěném při vodní hladině tak, aby rovinný teplosměnný systém tohoto výměníku byl v době před spuštěním zařízení z obou stran omýván povrchovou vodou. Po uvedení zařízení do provozu vlivem podnulové teploty teplonosná látky nebo vypařujícího se chladivá dojde k omrznutí teplosměnné plochy, přičemž vlivem vztlaku vzniklého ledu a plovacího systému spojeného s teplosraěnnou plochou, dojde k vynoření horní plochy ledu nad hladinu tak, že tato po úpravě může sloužit jako bezpečná ledová plocha pro sportovní účely, přičemž jak přes tuto ledovou plochu ze vzduchu, tak v daleko větší míře zdola přes omrzlý teplosměnný systém je dodáváno z povrchové vody potřebná teplo pro vypařováni chladivá v tepelném čerpadle.The heat from the surface water is removed directly by the evaporating coolant or heat transfer medium in a special heat exchanger located at the water surface so that the planar heat exchanger system of this exchanger is washed from both sides by the surface water before starting the device. When the device is put into operation due to the temperature of the heat transfer medium or evaporating coolant, the heat exchange surface freezes, and due to the buoyancy of the ice and the floating system connected to the heat transfer surface a safe ice rink for sporting purposes, both through this ice rink from the air and, to a much greater extent, from below through the frosted heat exchange system, the necessary heat is supplied from the surface water to evaporate the refrigerant in the heat pump.

Zařízením podle vynálezu se dosáhne výhod a vyššího účinku, spočívajících ve využití nízkopotenciální tepelná energie z povrchové, především říční vody, a to i v těch případech, kdy je voda znečistěná a má nízkou teplotu, blížící se 0 °C a dále ve-vytvoření bezpečné a investičně i provozně nenákladné ledové plochy pro sportovní účely provozovatelné po řadu zimních měsíců. Zařízení podle vynálezu umožňuje ekonomické využívání tepla z povrchových vod i při jejich teplotách blížících se bodu mrazu a ekonomické budování bezpečných zařízení pro sportovní i rekreační bruslení.The device according to the invention achieves the advantages and higher effect of utilizing low-potential thermal energy from surface water, especially river water, even in those cases where the water is polluted and has a low temperature approaching 0 ° C and further creating a safe and inexpensive and inexpensive ice rinks for sports purposes that can be operated for many winter months. The device according to the invention enables economical utilization of heat from surface waters even at their temperatures approaching freezing point and economical building of safe equipment for sports and recreational skating.

Příklad provedení zařízení podle vynálezu je znázorněn na připojeném vyobrazení obr. 1, kde je uvedeno principiální schéma zapojení pro nepřímé chlazení s teplonosnou látkou, resp. na obr. 2, kde je schéma zapojení pro přímé chlazeni.An exemplary embodiment of the device according to the invention is shown in the accompanying drawing of FIG. Fig. 2 is a wiring diagram for direct cooling.

Při nepřímém chlazení se chladivo vypařuje ve výparníku tepla z teplonosné látky, vzniklé páry jsou odsávány kompresorem 2_ a stlačeny na takový výtlačný tlak, aby bylo dosaženo kondenzace chladivá v kondenzátoru 3^ při teplotě odpovídající požadavkům z hlediska ohřívaná látky. Zkapalněné chladivo se po sníženi tlaku v redukčním zařízeni £ vrací do výparníku £ k opětnému vypaření. Teplo je povrchové vodě odnímáno teplonosnou látkou s podnulovou teplotou ve speciálním plošném vodorovném výměníku 5^ tepla umístěném při vodní hladině tak, aby horní plocha namrzlého ledu mohla eloužit pro účely bruslení. Ohřátá teplonosná látka je vedena do výparníku J_, kde předává teplo chladivu a po ochlazení je čerpadlem vracena do výměníku £ tepla. Poloha speciálního výměníku 5 tepla vzhledem k vodní hladině je udržována plovákovým systémem 7_.In indirect cooling, the refrigerant evaporates in the heat exchanger from the heat transfer medium, the vapors formed are sucked off by the compressor 2 and compressed to a discharge pressure such that condensation of the refrigerant in the condenser 3 is achieved at a temperature corresponding to the heating substance requirement. The liquefied refrigerant is returned to the evaporator 4 after evaporation of the pressure reducing device. The heat is removed from the surface water by the temperature-carrying heat transfer medium in a special horizontal heat exchanger 5 located at the water surface so that the upper surface of the frozen ice can be used for skating purposes. The heated heat transfer medium is fed to the evaporator 10 where it transfers heat to the coolant and after cooling it is returned by the pump to the heat exchanger 6. The position of the special heat exchanger 5 relative to the water surface is maintained by the float system 7.

Při přímém chlazení je chladivo po stlačeni na tlak kondenzační v kompresoru 2_ zaváděno do kondenzátu 2 ke zkapalnění za odvodu tepla ze zařízení na potřebná teplotní hladině a po snížení tlaku v redukčním zařízení do expanzní nádrže ΪΪ. Z expanzní nádrže f! je chladivo čerpadlem 12 dopravováno do speciálního výměníku 5_ tepla k částečnému vypařeni přívodem tepla z povrchové vody. Páry vzniklé ve speciálním výměníku 5_ tepla a při snížení tlaku v redukčním zařízení £ jsou z expanzní nádrže i) odsávány kompresorem 2. Poloha speciálního výměníku 5. tepla je fixována vzhledem k vodní hladině pomocí plovákového systémuIn direct cooling, the refrigerant, after being compressed to the condensing pressure in the compressor 2, is fed into the condensate 2 for liquefaction under the heat removal from the plant to the required temperature level and after the pressure in the reducing device is reduced to the expansion tank. From the expansion tank f! the coolant is conveyed by the pump 12 to a special heat exchanger 5 for partial evaporation by supplying heat from the surface water. The vapors generated in the special heat exchanger 5 and when the pressure in the reduction device 6 is reduced are exhausted from the expansion tank i) by the compressor 2. The position of the special heat exchanger 5 is fixed relative to the water level by a float system

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNALEZUOBJECT OF THE INVENTION Zařízení pro transformaci primární tepelné energie z vodních toků pro účely vytápění, přípravu teplé užitkové vody a vytváření sportovních ledových ploch, sestávající z výparniku nebo expanzní nádrže, propojené s kompresorem, jehož výtlačná strana je napojena na kondenzátor a poté na redukční orgán, vyznačené tím, že výparník /1/ nebo expanzní nádrž /8/ jsou napojeny na vodorovný plošný výměník /5/ tepla, upevněný na plovákovém zařízení ΠΙ, přičemž v okruhu výparniku /1/ nebo expanzní nádrže /8/ je vřazeno čerpadlo /6/ teplonosné látky nebo čerpadlo /12/ chladivá.Equipment for the transformation of primary thermal energy from watercourses for heating, hot water production and sports ice rinks, consisting of an evaporator or expansion tank, connected to a compressor, the discharge side of which is connected to a condenser and then to a reducing element that the evaporator (1) or expansion tank (8) is connected to a horizontal heat exchanger (5) mounted on the float device ΠΙ, wherein a heat transfer fluid pump (6) is included in the evaporator circuit (1) or expansion tank (8); pump (12).
CS378279A 1979-06-01 1979-06-01 Apparatus for transforming primary thermal energy from water flows to serve for heating,preparing warm service water and producing ice rink surface CS203802B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS378279A CS203802B1 (en) 1979-06-01 1979-06-01 Apparatus for transforming primary thermal energy from water flows to serve for heating,preparing warm service water and producing ice rink surface

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS378279A CS203802B1 (en) 1979-06-01 1979-06-01 Apparatus for transforming primary thermal energy from water flows to serve for heating,preparing warm service water and producing ice rink surface

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS203802B1 true CS203802B1 (en) 1981-03-31

Family

ID=5378910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS378279A CS203802B1 (en) 1979-06-01 1979-06-01 Apparatus for transforming primary thermal energy from water flows to serve for heating,preparing warm service water and producing ice rink surface

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS203802B1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6919000B2 (en) Diffusion driven desalination apparatus and process
US20050230238A1 (en) Diffusion driven water purification apparatus and process
Eames et al. An experimental investigation into the integration of a jet-pump refrigeration cycle and a novel jet-spay thermal ice storage system
KR101500489B1 (en) Ocean Thermal Energy Conversion System Using Discharge of Seawater Heat Pump
JPH08247496A (en) Heat pump utilizing system using underground water as heat source, and district heat supplying system incorporating the system
CN110398094A (en) Simple ice-making air source heat pump
CS203802B1 (en) Apparatus for transforming primary thermal energy from water flows to serve for heating,preparing warm service water and producing ice rink surface
RU2412401C1 (en) Heating system of domestic building
JPH07301475A (en) Vacuum ice machine
FI84100B (en) FOERFARANDE OCH ANORDNING FOER UTNYTTJANDE AV VATTNETS FRYSNINGSVAERME SOM VAERMEKAELLA VID VAERMEPUMP.
Stefano et al. Setting up of a cost-effective continuous desalination plant based on coupling solar and geothermal energy
KR20130136612A (en) All-weather hybrid pump system
CN102705928A (en) Ice storage and heat storage air conditioner
CN204225197U (en) Solar air captation
WO2015099547A1 (en) Feed collector, particularly for a multiple source heat pump
RU2732603C1 (en) Apparatus for producing energy of a water-ice phase transition
CN104196086A (en) Solar air water-collecting device
WO2023016618A1 (en) Enhanced gravity based vacuum system (egv) for water desalination, air cooling, and liquids distillation processes
GB1603574A (en) Energy efficient process for desalinizing water
RU2178542C2 (en) Heating and hot water supply plant
CN105439223A (en) Pressurized steam type capillary driven seawater desalination device
JPH01143684A (en) Combined water producing, air-conditioning and electricity generating equipment
Wang et al. CO2 Refrigeration Cycles and Systems for Ice Rinks and Snowmaking
FI59475C (en) SORPTIONSUPPVAERMNINGSANLAEGGNING
CN110398095A (en) Extremely simple type ice-making air source heat pump