CS256117B1 - Zařízeni k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek - Google Patents

Abstract

Zařízení k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek je určeno pro předehřev studené užitkové vody přehřátými paraiifi chladivá kompresorových chladicích jednotek. Svým napojením na zpáteční cirkulační okruh teplé užitkové vody umožňuje majitelům zařízení dodávat takto předehřátou užitkovou vodu do veřejné vodovodní sítě při vyloučení možnosti případného ohrožení zdraví obyvatel. Zařízení současně využívá teploty studené užitkové vody tak, že snižuje kondenzační teplotu kompresorových chladicích jednotek, prodloužila tak jejioh životnost a snižuje energetickou náročnost při provozu těchto zařízeni. Konstrukce zařízení zajištuje vysokou účinnost a automatický chod, při minimálním nároku na spotřebu elektrické energie a živé práce.

Description

Vynález se týká zařízení k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek, kde k ohřevu vody dochází v prot.iproudé výměníkové stanici odpadního tepla, která je napojena na zpáteční cirkulační potrubí teplé užitkové vody.

Dosud známá zařízení k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek jsou konstruována tak, že k ohřevu vody dochází přímo, tj. průtokem chladivá kompresoru topnou spirálou umístěnou v nádrži ohřívané vody. Toto uspořádání je nehygienické a rizikové, nebot při poškozeni topné spirály vniká chladivo spolu s olejem přímo do ohřívané vody.

K odstranění úniku chladivá do ohřívané vody jsou používány presostaty, které však působí opožděně, takže nezabrání počátečnímu průniku a malý únik registrují po dlouhé době. Navíc je u těchto zařízení využívána pouze část vysokých teplot přehřátých par chladivá, to tedy znamená, že chladivo v topné spirále nezkondenzuje a větší část odpadního tepla, které při chlazení vzniká, není ohřívané vodě předána.

Jsou známa zařízení, u nichž dochází k ohřívání vody v otevřených nádržích, což má za následek tvoření řas v ohřívané vodě a tedy omezený okruh použití. I u těchto zařízení dochází k přímému ohřevu vody chladivém, zařízeni k ohřevu vody odpadním teplem jsou budována z převážné části pro lokální ohřev teplé užitkové vody v určitém objektu. Potřeba ohřáté vody však bývá menší, než jsou instalované kompresory v objektu schopny ohřát, proto je často k ohřevu vody používána jen část kompresorů a odpadni teplo ze zbývajících kompresorů je s náklady odpouštěno do ovzduší.

Uvedené nevýhody jsou v podstatné míře odstraněny zařízením k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chlčidicích jednotek, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vývod kompresoru je primárním okruhem chladivá napojen na topnou spirálu, uloženou v protiproudem dutinovém výměníku a druhý konec topné spirály je primárním okruhem chladivá propojen na vstup kompresoru.

Výstup protiproudého dutinového výměníku je přes elektromagnetický ventil napojen na dutinový ohřívač a jeho výstup je napojen na další vstup protiproudého dutinového ohřívače, z nichž výstup posledního v sérii zapojeného protiproudého dutinového ohřívače je sekundárním okruhem ochlazené vody napojen zpět na poslední protiproudý dutinový výměník, který je paralelně propojen s dalším protiproudým dutinovým výměníkem. Přívod studené pitné vody, je napojen na topný šnek posledního v sérii zapojeného protiproudého dutinového ohřívače, kdy na výstup topného šneku z prvního protiproudového dutinového ohřívače navazuje potrubí ohřáté pitné vody, které je napojeno na zpáteční cirkulační potrubí teplé užitkové vody.

Sekundární okruh ochlazené vody je opatřen snímačem teploty, který je napojen na elektroventíl přívodu studené pitné vody. Výstup topné spirály z protiproudého výměníku je opatřen snímačem teploty, který je napojen na termostatický ventil v sekundárním okruhu ochlazené vody před vstupem do protiproudého dutinového výměníku.

Zařízení k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek podle vynálezu přináší řadu výhod, z nichž nejpodstatnějši spočívá v tom, že je plně využito veškerého odpadního tepla vznikajícího pří chlazení k ohřevu vody, která je dodávána do veřejné vodovodní sítě. Zařízení současně využívá teploty studené pitné vody a to tak, že zařízeni snižuje kondenzační teplotu kompresorových chladicích jednotek, prodlužuje jejich životnost a snižuje energetickou náročnost při provozu. Dalši podstatnou výhodou zařízení je, že při poruše primárního, sekundárního nebo terciálního okruhu nemůže dojít ke kontaminaci ohřáté vody chladivém, nebot jde o ohřev nepřímý. Použité dutinové výměníky, které se vyznačuji velkou činností, spolehlivě plní funkci kondenzátorů a stávající kondenzátory jsou již určeny pouze pro havarijní stav nebo pro případné dochlazení chladivá. Konstrukce zařízení zajištuje vysokou účinnost a automatický chod při minimálním nároku na spotřebu elektrické energie a živé práce.

Příklad provedení zařízeni k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek podle vynálezu je schematicky znázorněn na připojeném výkresu, který představuje celkový pohled na uspořádání zařízeni více protiproudých dutinových výgiěníků.

Zařízení sestává z kompresoru 1_, který je primárním okruhem 2 chladivá napojen na topnou spirálu 18 protiproudého dutinového výměníku 2· Druhý konec topné spirály 18 je napojen přes čidlo jako snímač teploty 27 termostatického ventilu 9. na vodou nebo vzduchem chlazený kondenzátor 19 propojený s výparníkem 20, který je primárním okruhem 2 chladivá napojen na vstup kompresoru Ί_. V případe použití vzduchem chlazeného kondenzátu 19 je mezi vzduchem chlazeným kondenzátorem 19 a výparníkem 20 zařezen do primárního okruhu 2 termostat 17 napojený na motor ventilátoru 28. Výstup protiproudého dutinového výměníku _5 je přes elektromagnetický ventil 2 napojen na sekundární okruh 2 ohřáté vody, který je napojen na první protiproudý dutinový ohřívač 6. a jeho výstup je napojen na vstup dalšího protiproudého dutinového ohřívače 6..

Počet takto sériově propojených protiproudých dutinových ohřívačů 2 je závislý na počtu použitých protiproudých dutinových výměníků 5, které jsou mezi sebou propojeny paralelně. Na výstup posledního protiproudého dutinového ohřívače navazuje sekundární okruh 2 vychlazené vody, ve kterém je umístěn snímač teploty 25 napojený na elektroventil 11. Sekundář ní okruh 2 vychlazené vody je napojen na vstup posledního protiproudého dutinového výměníku 5. Do sekundárního okruhu 2 je zařazeno oběhové čerpadlo 10, pojištovací ventil 15, napouštěcí ventil 16 a expansní nádoba 14. Do spodní Části posledního protiproudého dutinového ohřívače 6 do jeho topného šneku 26 je přes hlavní uzávěr 13, elektroventil 11 a snímací čidlo 24 studené vody zaústěn přívod 21 studené pitné vody.

Jednotlivé protiproudé dutinové ohřívače jsou mezi sebou propojeny sériově, tj. výstup je vždy napojen na vstup následujícího protiproudého dutinového ohřívače 2· Na výstup topného šneku 26 z prvního protiproudého dutinového ohřívače 2 navazuje potrubí 2 ohřáté pitné vody, do kterého je vložena zpětná klapka 22, snímací čidlo 2 3 teplé vody, elektronický průtokoměr 1.2 a hlavní uzávěr 13. Potrubí 2 ohřáté pitné vody je zaústěno do zpátečního cirkulačního potrubí £ teplé užitkové vody, které je vedeno do neznázorněné výměníkové stanice teplárny.

Zařízení k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek podle vynálezu využívá odpadní teplo stlačených par chladivá a to v rozsahu od výstupu primárního okrúhu 2 po kondenzační teplotu udanou výrobcem chladicího zařízení.

Přehřáté stlačené páry chladivá jsou primárním okruhem _1 vedeny do topné spirály 18 uložené v protiproudém dutinovém výměníku 5 a výstup topné spirály 1_8 je napojen na vodou nebo vzduchem chlazený kondenzátor 19, v němž se zcela nezkondenzované páry chladivá, vycházející z topné spirály 18 dochladí a zcela zkapalní. Takto zkapalněné chladivo je vedeno do výparníku 20, kde zplynovatí a tento plyn je veden zpět na vstup kompresoru 2« Přehřáté stlačené páry chladivá, procházející topnou spirálou 18, předávají své teplo vodě nucené obíhající protiproudýrn dutinovým výměníkem 5_, který se vyznačuje velkou účinností a plní současně funkci vodního kondenzátorů.

V tomto případě se jedná o přímý ohřev vody chladivém a v případe úniku chladivá nedochází k nebezpečí úniku chladivá do pitné vody a dalším z toho vyplývajícím následkům.

Voda ohřátá v protiproudém dutinovém výměníku 5 je napojena na sekundární okruh 2 ohřáté vody přes elektromagnetický ventil 2/ který vodu propouští jen v případě, že kompresor 2 je v chodu. Do sekundárního okruhu 2 proudí tedy pouze ohřátá chladicí voda od topné spirály 1_8. Ohřátá voda je sekundárním okruhem 2 vedena do prvního protiproudého ohřívače 6 a jeho výstup je napojen na vstup dalšího sériově zapojeného protiproudého dutinového ohřívače 6, přičemž protiproudých dutinových ohřívačů 2 ^může být podle potřeby použito libovolné množství a to v závislosti na počtu protiproudých dutinových výměníků 5, ale vždy platí, že vlastní protiproudé dutinové ohřívače 2 jsou zapojeny v sérii a protiproudově, což znamená, že ohřátá voda teče opačným směrem než pitná voda, jejíž přívod je do topného šneku 26 posledního protiproudého dutinového ohřívače 2·

Ohřátá pitná voda v topném šneku 26 2 prvního protiproudého dutinového ohřívače £ je vedena potrubím 3, které je napojeno na zpáteční cirkulační potrubí 4_ teplé užitkové vody. Dodávka ohřáté pitné vody do zpátečního cirkulačního potrubí £ teplé užitkové vody, tedy do veřejné vodovodní sítě, je umožněna tlakovým rozdílem mezi přívodem 21 studené pitné vody a zpátečním cirkulačním potrubím 4 teplé užitkové vody.

Zařízení tedy nahrazuje část přiváděné studené pitné vody do neznázorněné výměníkové stanice vodou ohřátou a současně využívá nízké teploty studené pitné vody pro vychlazení sekundárního okruhu 7_. Dvojí teplotní spád použitý pří ohřevu studené pitné vody v protiproude výměníkové stanici odpadního tepla vylučuje možnost úniku chladivá a tedy i olejů v případě poruchy primárního okruhu 1 chladivá do veřejné vodovodní sítě. Výstup posledního v sérii zapojeného protiproudiho dutinového ohřívače 6 je napojen na sekundární okruh 2 ochlazené vody, která je oběhovým čerpadlem 1Q vedena ke vstupu posledního paralelně zapojeného protiproudého dutinového výměníku 5.

Průtok ochlazené vody protíproudým dutinovým výměníkem jj je regulován termostatickým ventilem 9 ovládaným čidlem jako snímačem teploty 27, který zamezuje případnému podchlazení chladivá v topné spirále 18. Podle potřeby je možné použít více protiproudých dutinových výměníků J5 s topnými spirálami 18, přičemž platí, že protipr^udé dutinové výměníky _5 jsou mezi sebou propojeny paralelně s napojením na sekundární okruh 2^ ohřáté nebo ochlazené vody, přičemž každý protiproudy dutinový výměník _5 má svou vlastní spirálu, která je napojena na vlastní primární okruh 1_.- Expanzní nádoba 14 napojená na sekundární okruh 2_ ochlazené vody v součinnosti s oběhovým čerpadlem HD, pojišťovacím ventilem 16 zajišťuje bezpečný, bezporuchový a plynulý chod zařízení bez nároků na obsluhu okruhů vody.

V potrubí 21, kterým je přiváděna studená pitná voda do topného šneku 26, je vložen elektrický ventil 11, který pracuje v závislosti na snímači 25 teploty ochlazené vody sekundárního okruhu 2 ^a zamezuje tak průtoku ohřáté vody o nižší teplotě do zpátečního cirkulačního potrubí 4 teplé užitkové vody, přičemž současně dochází k optimálnímu využití tepla z primár-’ nich okruhů 1. chladivá.

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízení k ohřevu vody odpadním teplem z kompresorových chladicích jednotek sestávající z primárního okruhu chladlva, do něhož je zařazen kompresor, kondenzátor a výparník a sekundárního okruhu vody, v němž jsou sériově zapojené protiproude dutinové ohřívače vyznačené tím, že vývod kompresoru /7/ je primárním okruhem /1/ chladivá napojen na topnou spirálu /18/ uloženou v protiproudem dutinovém výměníku /5/ a druhý konec topné spirály /18/ je primárním okruhem /1/ chladivá propojen na vstup kompresoru /7/, zatímco výstup protiproudého dutinového výměníku /5/ je přes elektromagnetický ventil /8/ napojen na sekundární okruh /2/ ohřáté vody, na který je napojen protiproudý dutinový ohřívač /6/ a jeho výstup je napojen na další vstup protiproudého dutinového ohřívače /6/, z nichž výstup posledního v sérii zapojeného protiproudého dutinového ohřívače /6/ je sekundárním okruhem /2/ ochlazené vody napojen zpět na poslední protiproudý dutinový výměník /5/, který je paralelně propojen s dalším protíproudým dutinovým výměníkem /5/, přičemž přívod /21/ studené pitné vody je napojen na topný šnek /26/ posledního v sérii zapojeného protiproudého dutinového ohřívače /6/_t kdy na výstup topného šneku /26/ z prvního protiproudého dutinového ohřívače /6/ navazuje potrubí /3/ ohřáté pitné vody, které je napojeno na zpáteční cirkulační potrubí /4/ teplé užitkové vody.
2. 2. Zařízení podle bodu 1, opatřen snímačem teploty 1231, pitné vody.

   vyznačené tím, že sekundární okruh /2/ ochlazené vody je který je napojen na elektroventil /11/ přívodu /21/ studené
3. 3. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že výstup topné spirály /18/ z protiproudého dutinového výměníku /5/ je opatřen snímačem teploty /27/, který je napojen na termostatický ventil /9/ v sekundárním okruhu /2/ ochlazené vody před vstupem do protiproudého dutinového výměníku /5/.

   1 výkres