CZ116498A3 - Způsob a zařízení pro výrobu chladu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby chladu neboli chladicí energie pro jednu nebo více budov, a dále rozvodu této chladicí energie do jednotlivých budov prostřednictvím kapaliny, obíhající v potrubním systému. Chladicí energie je vyráběna absorpčním agregátem nebo jiným podobným agregátem, který produkuje teplo, které má být kondenzováno, přičemž chladicí energie je předávána vzduchu, který je dodáván do budov prostřednictvím klimatizační jednotky nebo nějakého jiného zařízení, které využívá chladicí energie. Vynález se rovněž týká zařízení pro výrobu chladicí energie pro jeden nebo více objektů.

Dosavadní stav techniky

Budovy jsou dnes obecně ochlazovány pomocí chladicích agregátů, založených na kompresorových agregátech, přičemž tyto chladicí agregáty jsou rozptýleny na jednotlivých místech jejich přímého využití. Chladicí energie je v nich vyráběna pomocí elektrické energie. Podíl chlazení budov na celkové spotřebě elektrické energie je v současné době velice důležitý, neboť například v jihoevropských zemích dochází k největší spotřebě elektrické energie právě v letních měsících.

S ohledem na výrobu elektrické energie se její spotřeba rovněž vyskytuje v nepříznivou dobu. Teplo, které je

nevyhnutelně vytvářeno v souvislosti s výrobou elektrické energie, nemůže být využito k ničemu jinému, než k produkci horké užitkové vody, takže musí být kondenzováno, například pomocí solankových kondenzátorů, a odváděno spolu s kondenzační vodou do vodních toků, nebo může být odváděno do ovzduší prostřednictvím chladicích věží.

Chladící energie může být rovněž vyráběna s využitím odpadního tepla, produkovaného při výrobě elektrické energie, a to v tak zvaných absorpčních agregátech, z nichž jsou nej známější a nej rozšířenější například agregáty typu lithiumbromid - voda a čpavek - voda. Spotřebu elektrické energie a tím například i množství emisi oxidu uhličitého je možno pomocí těchto agregátů výrazně snížit, přičemž lze výhodně využít odpadního tepla, které zůstává v současné době zcela nevyužito.

Výhodnou formou výroby chladu je tak zvaný systém dálkového chlazení, u kterého je produkce chladicí energie soustředěna do energetických závodů či podniků a je dodávána uživatelům prostřednictvím potrubního systému, stejným způsobem jako je tomu například u dálkového vytápění. To má výhodné účinky například u výše nákladů na opravy, údržbu a servis, kteréžto náklady jsou v současném roztříštěném systému příliš vysoké. Výhody uvedeného systému se projeví rovněž ve spolehlivosti, ve snížení náhodných energetických špiček atd.

Systémy dálkového chlazení se však dosud nestaly běžně užívanými, a to zejména z důvodů vysokých investičních nákladů. Ačkoliv je cena za 1 kwh chladu, vyráběného tímto způsobem, nízká ve srovnání s cenou elektrické energie, je • ♦ « · počet hodin využívání systému velmi malý zejména v těch klimatických pásmech, kde jsou systémy dálkového vytápění luxusními stavbami, neboť jejich investiční náklady nebudou pokryty. Ve Finsku nebyly například tyto systémy dosud vůbec vybudovány. Většina takových systémů dnes existuje v Japonsku, v Koreji a v USA.

Finská patentová přihláška 940 342 popisuje třítrubkový systém, kterým lze výrazně snížit náklady na distribuční systém. A navíc tato finská patentová přihláška 940 342 popisuje systém, ve kterém je provoz tepelných výměníků kombinován, což umožňuje výrazně snížit investiční náklady v jednotlivých budovách. Dále tato finská patentová přihláška 940 342 popisuje systém, u kterého je vratná voda ze systému dálkového topení nebo ze systému dálkového chlazení využívána jako kondenzační voda, která je potřebná pro absoprční agregát, takže v energetickém závodě není nutno mít žádnou chladicí věž nebo jiný kondenzátor. Tím se výrazně snižují investiční náklady i náklady na využití chladu při využívání systému dálkového chlazení.

Shora uvedená opatření činí ze systémů dálkového chlazení luxusní stavby, zejména v nově vznikajících obcích či společenstvích, kde jsou všechny budovy, které vyžadují ochlazování, napojeny na tento systém.

V průmyslových zemích je však poměr takových staveb malý, a jejich poměr vůči všem ostatním stavbám neustále klesá. Většina budov v již existujících obcích je dnes zrenovována nebo je opatřena přístavbami. Potom není možné připojit k systému dálkového chlazení najednou dostatečný počet budov, pokud je systém v dané oblasti vybudován. Malý •β *« φ φ« ·· • ♦ · · · · · · •«· « ♦ · * · ·· • ♦ « · * φφφφ · ··· « · ··*·· · · · • · · ♦ · ♦ φ · · počet budov, připojený k systému, není postačující k tomu, aby byly řádně pokryty investiční náklady na vybudování systému dálkového chlazení a na výrobu dálkového chladu, což výrazně brání budování těchto dálkových chladicích systémů v již existujících obcích.

S obdobným problémem se bylo možno setkat již při budování systémů dálkového vytápění. Tento problém byl tehdy vyřešen pomocí mobilních vytápěcích stanic, ve kterých je teplo vyráběno pouze pro omezenou oblast, přičemž náklady na distribuční systém zůstaly nízké a mohly být okamžitě pokryty. Pokud byl propojen dostatečný počet oblastí, byla vybudována hlavní rozvodná síť, a tyto oblasti byly připojeny prostřednictvím daného systému k energetickému závodu.

Mobilní vytápěcí stanice jsou pak přesunuty do nových oblastí nebo zůstávají v dané oblasti jako vytápěcí stanice, které jsou využívány během maximálních požadavků na teplo.

Tutéž myšlenku však nelze uplatňovat při budování systémů dálkového chlazení, aniž by došlo k některým problémům. Je pravdou, že náklady na vybudování hlavní rozvodné sítě jsou eliminovány, avšak využití vratné vody jako kondenzační vody zde není možné. Z tohoto důvodu je nutno využívat chladicí věže, zemní vodu atd. Často není například možné umístit chladicí věže do urbanistických oblastí například z architektonických důvodů, z důvodů nedostatku prostoru atd.

Některé energetické závody shora uvedeného typu, založené na absorpčních agregátech, již byly vybudovány, přičemž z technického hlediska pracují tyto systémy velmi

dobře, avšak jejich konkurenceschopnost vůči kompresorovému chlazení je velmi problematická, a jejich nižší počet hodin využívání (například v mírném a chladném klimatickém pásmu, kde jsou systémy dálkového vytápění zcela obvyklé) jejich konkurenceschopnost ještě snižuje.

Důvodem toho je, že investiční náklady na absorpční tepelné čerpadlo, chladicí věž a distribuční síť jsou mnohem vyšší, než jsou náklady na odpovídající kompresorový agregát. I když energie, to jest teplo, je skoro zadarmo, zatímco elektrická energie, používaná pro kompresorový agregát, je drahá, tak přesto snížení nákladů na využívání nepostačuje k tomu, aby byl pokryt rozdíl v investičních nákladech, pokud není počet hodin využívání dostatečně vysoký. Tato situace se ještě zhoršuje tím, že dochází k silným krátkodobým zátěžovým špičkám v chladicích požadavcích, přičemž tyto špičky zpravidla více než dvakrát převyšují průměrnou zátěž v průběhu chladicího období.

Je to způsobeno skutečností, že v mírném a chladném klimatickém pásmu panuje projektovaná venkovní teplota pouze odpoledne a pouze několik dní v roce. Průměrná chladicí zátěž je rovněž krátkodobá. Chlazení, na rozdíl od vytápění, není vyžadováno po celou dobu 24 hodin, avšak pouze v poledne a odpoledne.

Jelikož spotřeba elektrické energie v zemích, ležících v chladném a mírném klimatickém pásmu, vrcholí právě v zimě, nemohou být vysoké investiční náklady eliminovány snížením investic do průmyslu výroby elektrické energie, jako je tomu v zemích, ležících v tropickém a subtropickém pásmu. Proto bylo dosud ve střední a severní Evropě vybudováno pouze

několik takových energetických závodů, a to pouze pro zkušební a výzkumné účely, přestože v horkých klimatických pásmech jsou takovéto závody zcela běžné.

Shora uvedený systém je popsán například v současně podané finské patentové přihlášce 954 949. Tento dokument rovněž popisuje systém, u kterého mohou být investiční náklady výrazně sníženy, přičemž spolehlivost energetického závodu může být zvýšena v porovnání s dosavadním známým stavem techniky.

Těchto výhod lze dosáhnout odstraněním zátěžové špičky pomoci systému vypařovacího chlazení, uspořádaného v klimatizačních jednotkách budovy, a vyrovnáním denních výkyvů ve spotřebě opatřením tohoto systému nádrží, ze které je možno energii, která zde byla nashromážděna během noci nebo během některého jiného období, kdy není vyžadována žádná spotřeba, anebo je tato spotřeba minimální, využívat v denní době v průběhu spotřební špičky.

Odpařovací chlazení a zejména přídavná nádrž pochopitelně představují další náklady, které jsou však mnohem nižší, než jsou úspory, dosažené tím, že absorpční tepelné čerpadlo, sprchová věž, potrubní systém atd. mohou být menší. Ty však zhorší konkurenceschopnost systému v porovnání s kompresorovým chlazením.

U systému, popsaného ve shora uvedené finské patentové přihlášce, je využiti elektrické energie kompenzováno v létě využitím odpadního tepla, které je právě v létě zcela nevyužito, přičemž systém vyrovnává využívání odpadního tepla v průběhu období 24 hodin. Tím se stává výroba energie mnohem

ekonomičtější. Investice do sítě dálkového topení a výroby tepla jsou však určovány množstvím tepla, spotřebovaným v zimě.

Investice na výrobu a distribuci tepla jsou určovány špičkovou spotřebou, která je závislá v prvé řadě na venkovní teplotě. Projektovaná venkovní teplota však panuje poměrně zřídka. Projektovaná teplota v Helsinkách je například -26°C. Tato teplota však v průměru panuje v podstatě po dobu kratší, než je 18 hodin za rok. Teplota, která je nižší než 20°C, panuje střídavě a nepravidelně v průměru po dobu zhruba 88 hodin, zatímco celkové topné období činí zhruba od 5000 do 6500 hodin a to v závislosti na typu budovy. Situace je tak velmi podobná, jako v létě. Teplotní křivka obsahuje vysokou hodnotu špičky krátkého trvání.

S ohledem na výrobu a distribuci tepla je situace zhoršována výkyvy ve spotřebě za období 24 hodin. Zhruba polovina budov je využívána pouze v pracovní době, po níž již obvykle využita není. V takovýchto budovách je větrání je klimatizace obvykle zastavena, a nebo je v noci a o víkendech nastavena na minimální provoz. Poměr klimatizace na spotřebě tepla je u průměrné budovy asi poloviční, avšak u těchto budov spotřeba tepla v průběhu 24 hodinového období kolísá průběžně mezi 50 a 100 %. Tím se dále zvyšuje rozdíl mezi průměrnou a špičkovou spotřebou tepla. Vnitřní teplota u takovýchto budov je velmi často snížena, pokud budovy zůstávají nevyužity, což ještě více zhoršuje situaci.

V posledních letech bylo zjištěno, že přijatá opatření k úsporám energie situaci nadále zhoršují. V průběhu posledních let drasticky poklesla roční spotřeba tepla. Špičková spotřeba však nepoklesla až tak příliš. To má několik důvodů.

Nej významnějším důvodem je možná ten, že teplo nemůže být zpětně získáváno z vypouštěného vzduchu v plné kapacitě během zátěžové špičky, a to z důvodu nebezpečí zamrzání. Jiným hlavním důvodem je to, že vnitřní teplota je během nevyužívání budov snížena.

S ohledem na výrobu a distribuci tepla je situace velmi obtížná. Závody na výrobu tepla a distribuční systémy jsou projektovány a konstruovány v souladu se špičkovou spotřebou, avšak stupeň jejich průměrného využití je potom asi od 25 do 35 %. A tato situace se i nadále neustále zhoršuje.

V praxi pak energetické závody a distribuční systémy, jejichž vybudování je velmi nákladné, nejsou projektovány z hlediska špičkového zatížení, avšak z hlediska mnohem menšího výkonu. Špičkový výkon tepelné spotřeby je v tepelných závodech vytvářen s ohledem na maximální tepelné požadavky, přičemž tepelné stanice jsou uspořádány v různých částech distribučního systému a jejich poměr k celkové tepelné energii je velký. V Helsinkách je například stupeň využití většiny vytápěcích stanic nízký, v nej lepším případě jde pouze o několik desítek hodin ročně. Jednotková cena takto vyráběného tepla je velmi vysoká, a to z důvodů vysokých investičních nákladů.

U provedení, popsaného v současně podané finské patentové přihlášce 954 950, mohou být denní výkyvy ve spotřebě tepla vyrovnávány tak, že budovy, připojené k systému, neodebírají žádné teplo ze sítě dálkového vytápění a v některých případech jsou dokonce schopny do této sítě dálkového vytápění dodávat energii, když je spotřeba v jiných budovách maximální. A naopak jsou schopny odčerpávat energii ze sítě, když je spotřeba v jiných budovách malá.

Základem tohoto systému je, že nádrž pro uchovávání chladicí energie je využívána právě pro uchovávání vytápěcí energie, a to o teplotě, která je vyšší, než je teplota, se kterou pracují zařízení, spotřebovávající teplo v budově. Tento systém umožňuje vyrovnávat zátěžové špičky, způsobované jinými budovami, a rovněž umožňuje, aby neekonomické maximální vytápěcí stanice byly menší, a nebo byly vůbec tímto systémem zaměněny.

Jak již bylo shora uvedeno, tak vratná voda dálkového vytápění, získaná ze současných sítí, nemůže být použita pro zpětné získávání vedlejšího tepla z absorpčních agregátů. Běžná teplota pro vratnou vodu z projektového hlediska činí zhruba 40 až 50°C. Teplota vody, která má být kondenzována, když se vrací z absorbéru, je zhruba 40 až 45°C, přičemž může být ochlazena až na 30°C, což je přirozeně nemožné provést se zpětnou vodou dálkového vytápění.

Pro kondenzaci vedlejšího tepla je nutno použít chladicí věže, uzavřené vzduchem chlazené kondenzátory, solankové kondenzátory nebo podobná zařízení, která představují mimořádné výdaje, spotřebovávají elektrickou energii, způsobují další náklady na údržbu, servis atd.

Zvláštním problémem je zde nedostatek místa, neboť ve starých budovách ve středu města bývá velmi obtížné nalézt další volné prostory pro umístění shora uvedených zařízení.

Ještě dalším problémem jsou například potíže architektonického rázu, nebo problémy, související s ochranou zdraví. Problémy ochrany zdraví se týkají zejména chladicích věží a vzduchem chlazených kondenzátorů, v nichž panuje teplota, která je ideální například pro bakterie legionella.

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je vyvinout způsob a zařízení, jimiž by byly odstraněny nedostatky dosavadního známého stavu techniky. Tohoto úkolu je dosaženo předmětem tohoto vynálezu.

Způsob podle tohoto vynálezu je charakterizován tím, že alespoň část vratné vody, přicházející z klimatizační jednotky, nebo z nějakého jiného zařízení, spotřebovávajícího chladicí energii, je vedena do absosrpčního agregátu, nebo do nějakého jiného agregátu, který produkuje teplo, jež má být kondenzováno, kde voda absorbuje kondenzační teplo, vytvářené v agregátu.

Zařízení podle vynálezu je charakterizováno tím, že alespoň část vratné vody, přicházející z klimatizační jednotky, nebo z nějakého jiného zařízení, spotřebovávajícího chladicí energii, je určena k tomu, aby byla vedena do absorpčního agregátu, nebo do nějakého jiného agregátu, který produkuje teplo, jež má být kondenzováno, kde voda absorbuje kondenzační teplo, vytvářené v agregátu.

Největší výhodou předmětu tohoto vynálezu je, že v celém systému nejsou potřeba bud’ vůbec žádné kondenzátory, nebo může být jejich velikost a/nebo počet podstatně snížen v porovnání s řešeními, známými z dosavadního stavu techniky.

4«

Nevýhody tohoto dosavadního známého stavu techniky jsou tak bud’ zcela odstraněny, nebo jsou alespoň natolik eliminovány, že jejich překonání je docela snadné. Zejména jsou výrazně sníženy náklady na absorpční agregát, což činí chladicí energii, produkovanou odpadním teplem, daleko více konkurenceschopnější v porovnání s kompresorovým chlazením.

Základní myšlenkou tohoto vynálezu je, že zařízení pro výrobu, uchovávání a spotřebu chladicí energie jsou integrována do jediné jednotky, která je využívána rozdílně a v rozdílných obdobích v průběhu dne. Základní myšlenkou je, že teplota vratné vody v klimatizačním systému, který je často jediným nebo alespoň nej významnějšim využivatelem chladicí energie, je menší než 20°C. Je proto velmi vhodná pro využití jako kondenzační voda v absorpčním agregátu, a proto není podle vynálezu vratná voda klimatizačního systému dodávána do nádrže, nýbrž je tato voda dodávána do kondenzátorové části absorpčního agregátu, a odtud do nádrže, a to při teplotě zhruba 45°C namísto 20°C.

Přepokládejme, že ve většině budov v mírném pásmu není v nocí vyžadováno žádné chlazení, neboť teplota venkovního vzduchu obvykle poklesne alespoň na 20°C, a většina budov nemá v noci žádnou vnitřní tepelnou zátěž. Klimatizační jednotky jsou proto například večer obvykle vypnuty.

U systému podle tohoto vynálezu pak klimatizační jednotky, které jsou v noci obvykle v nečinnosti, jsou během dne využívány pro zpětné získávání kondenzačního tepla, které je v noci uchováváno. To umožňuje výrazně snížit rozměry nebo počet jednotlivých kondenzátorů, a nebo tyto kondenzátory zcela odstranit.

• «· ·· 444

4 4 * 4 4 4 44

4 4* 4 4·· » ·4 4 • « · · 4 · ·44« · ··· 44 « 4 4 4·· 4 «· »44 44 4« 4 4444

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším blíže vysvětlen na příkladech jeho provedení s odkazem na připojené výkresy, kde:

obr. 1 znázorňuje celkové schéma, zobrazující první provedení uspořádání podle tohoto vynálezu, obr. 2 znázorňuje celkové schéma, zobrazující druhé provedení uspořádání podle tohoto vynálezu, obr. 3 znázorňuje celkové schéma, zobrazující třetí provedení uspořádání podle tohoto vynálezu, obr. 4 znázorňuje celkové schéma, zobrazující čtvrté provedení uspořádání podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 je znázorněno první provedení předmětu tohoto vynálezu. Vztahovými značkami 1^ až 4_ je označen potrubní systém dálkového vytápění pro dodávání tepelné energie do absorpčního agregátu 5 až 12, který vyrábí chladicí energii. Vztahovými značkami 13 až 16 je označen vypouštěcí potrubní systém absorpčního agregátu, a vztahovými značkami 26 až 29 je označena nádrž a její potrubní systém.

Zařízení, která spotřebovávají chladicí energii jsou představována klimatizační jednotkou 19 až 25 a 35 až 39. Potrubní systém pro vedení chladicí vody je označen vztahovými značkami 32 až 33. Z důvodu jasnosti a srozumitelnosti byly všechny části, které nepřispívají k « * porozumění předmětu vynálezu, vynechány. Obvykle totiž bývají na potrubní systém 32 až 33 pro vedení chladicí vody napojeny desítky a dokonce stovky klimatizačních jednotek 18 až 25 a 35 až 39, a ještě další zařízení, která spotřebovávají chladicí energii.

Systém podle obr. 1 pracuje a funguje způsobem, který bude nyní v následujícím textu popsán.

Horká voda z napájecího potrubí 2y napojeného na potrubní síť 1_ systému dálkového vytápění, je dodávána přes ovládací ventil 7 do ohřívací jednotky 5 absorpčního agregátu. V této ohřívací jednotce 5 voda ohřívá směs absorbentu a chladivá, a ochlazená se vrací přes vratné potrubí 4 čerpadla 6 do vratného potrubí 3 potrubní sítě systému dálkového vytápění.

V ohřívací jednotce 5 absorpčního agregátu se chladivo z absorbentu vypařuje a je vedeno do kondenzátorové části E), kde je ochlazováním znovu zkapalněno. Ochlazená kapalina je vedena do výparníkové části % kde se za současného snižování tlaku kapalina vypařuje a ochlazuje. Chladicí voda, obíhající v potrubním systému 32 a 33 pro vedení chladicí vody, je ochlazována chladnou parou. Chladivo je vedeno z výparníku 9 do absorpční části 10, do které je rovněž přiváděn absorbent, ochuzený v ohřívací jednotce 5. V absorpční části 10 je chladivo absorbentem znovu absorbováno, přičemž se uvolňuje teplo. Směs absorbentu a chladivá je čerpána čerpadlem 12 přes tepelný výměník 11 zpět do ohřívací jednotky 5.

Teplo, uvolněné v kondenzátorové části 8 a v absorpční části 10 absorpčního agregátu, musí být odvedeno pryč, aby • 4

systém mohl dále pracovat. To je obvykle prováděno tak, že se přivádí chladicí voda o teplotě menší než 30°C do kondenzátorové části 8, kde tato voda absorbuje kondenzační teplo chladivá. Chladicí voda bývá obvykle přiváděna do absorpční části 10, kde absorbuje absorpční teplo a tu část tepla, absorbovanou absorbentem v ohřívací jednotce 5, která nemůže být odvedena do tepelného výměníku 11. Následně bývá chladicí voda obvykle odvedena z absorpční části 10 do kondenzátoru, kterým může být například chladicí věž, solankový kondenzátor, uzavřený vzduchem chlazený kondenzátor a podobně.

Systém podle vynálezu využívá vodu, která se vrací z klimatizačních jednotek 18 až 25 a 35 až 39 vratným potrubím 32, a která má teplotu okolo 20°C. Pokud systém pracuje na plný výkon, je chladicí energie dodávána do klimatizačních jednotek jak z nádrže 26, tak z výparníkové části 9 absorpčního agregátu potrubím 33. Za účelem zjednodušení předpokládejme, že jak z nádrže 26, tak z výparníkové části 9 je získáváno stejné množství energie. Ovládací ventil 14 potom dodává stejné průtočné množství vody jak do výparníkové části 9 pro ochlazování, tak do kondenzátorové části 8 pro použití jako chladicí vody. Ochlazená voda je dodávána potrubím 33 do klimatizační jednotky 18 až 25 a 35 až 39. A navíc je stejné průtokové množství vody odebíráno z nádrže 26 potrubím 28.

Z kondenzátorové části 8 je voda dodávána potrubím 16 do absorpční části 10 a dále potrubím 14 do nádrže 26. Ventil 27 se nachází v poloze, kdy je průtoková cesta do potrubí 27 uzavřena. Průtočné množství vody, přitékající do nádrže 26 a odtékající z nádrže 26 je stejné.

·

Systém je rovněž termodynamicky vyvážen, pokud jsou projektované hodnoty zvoleny například tak, že teploty chladicí vody v klimatizačním systému jsou 10/20°C, a teploty chladicí vody v absorpčním agregátu jsou 20/45°C, přičemž energetický faktor je 0,7. Teplo je dodáváno do výparníku absorpčního agregátu v takové velikosti, která odpovídá velikosti chladicí energie, dodávané do potrubí 33, a do ohřívací jednotky 5 v množství, které je zhruba jedenapůlkrát vetší (produkovaná energie dělená energetickým faktorem, to jest 1/0,7). Celková velikost tepla, které má být absorbováno, je potom zhruba dvaapůlkrát větší v porovnání s hodnotou produkované chladicí energie. To rovněž odpovídá poměru teplotních rozdílů (45/20) / (20-10) =2,5. Je tedy zcela jednoduché vyvážit systém s různými průtočnými množstvími vody vhodnou volbou projektovaných teplot.

Pokud není večer chlazení již nadále vyžadováno, ventil 29 uzavře průtokovou cestu potrubím 28 do výparníkové části 9 a do nádrže 26, a otevře průtokovou cestu potrubím 27 do nádrže 26. Přívodní vzduchový ventilátor 38 klimatizační jednotky je zastaven, přičemž průtoková cesta do přívodního vzduchového radiátoru 19 je uzavřena ovládacím ventilem 25 a navíc je uzavřena průtoková cesta 36 pro odsávaný vzduch, přičemž průtoková cesta 37 pro venkovní vzduch je otevřena. Čerpadlo 24 i nadále pracuje, takže voda obíhá tepelným výměníkem 23 a radiátorem 22 odsávaného vzduchu. Čerpadlo 20 je pořád v provozu.

Jelikož je průtoková cesta potrubím 28 do nádrže 26 a do výparníkové části 9 absorpčního agregátu uzavřena, odčerpává čerpadlo horkou vodu o teplotě 45°C, částečně z nádrže 26, a částečně potrubím 13 z absorpční agregátu.

Tato voda je ochlazována

části 10 v tepelném absorpčního výměníku 23

0°C a je který dodává polovinu zhruba na navracena potrubím 32 do průtočného množství vody do ventilu 14, výparníkové části 9 pro ochlazování, a druhou polovinu do potrubí 15 pro využití jako kondenzační vody v absorpčním agregátu.

Jelikož ventil 29 uzavírá průtokovou cestu do potrubí 33, proudí ochlazená voda potrubím 28 do nádrže 26, kde je tak studená voda uchovávána pro příští den. Když je nádrž 2 6 plná, což může být zjištěno termostatem, uspořádaným v horní části nádrže 26 nebo v potrubí 27, a nebo nějakým jiným o sobě známým způsobem, je zastaven ventilátor 39 a stejně tak jsou zastavena čerpadla 12, 20, 24, přičemž ventil 29 a uzavírací prostředky pro vstup 36 a 37 vzduchu jsou ustaveny do polohy, která odpovídá dennímu provozu.

Jak již bylo výše uvedeno, jsou na obr. 1 znázorněny pouze ty části, které napomáhají k osvětlení předmětu vynálezu. Ve skutečnosti je celý tento systém daleko složitější. Je například kromě jednotlivých čerpadel 20 klimatizačních jednotek obvykle vybaven hlavním čerpadlem v potrubí 32 nebo 33; kondenzační okruh 13 až 16 absorpčního agregátu bývá zpravidla vybaven čerpadlem; aby mohla být absorpční část a kondenzátorová část nastavitelná, bývá systém vybaven stavitelnými prostředky, obdobnými jako je ovládací ventil 7 ohřívací jednotky 5 a podobně. Veškerá takováto řešení, u kterých je využíváno dosavadního známého stavu techniky, jsou přirozeně doplněna řešením podle vynálezu.

Obr. 1 znázorňuje jeden příklad využíváni tepelného výměníku 22 klimatizační jednotky. Rovněž je možno použít tepelných výměníků na straně dodávaného vzduchu. Příkladného provedení podle obr. 2 lze použít například tehdy, jestliže povrch pro dodávání tepla u tepelného výměníku 22 není adekvátní k tomu, aby dostatečně ochlazoval vodu, přitékající do výměníku 23. Tehdy lze rovněž uvést do činností tepelný výměník 19, a to opatřením části pro dodávku vzduchu uzavíratelnými otvory 39 a 40, přičemž vstupní otvor 39 je v denní době otevřen a výstupní otvor 40, který vede ven, je v denní době uzavřen. V noci je naopak vstupní otvor 39 uzavřen a výstupní otvor 40 je otevřen.

Ventilátor 38 nebude zastaven a ventil 25 bude ustaven do polohy, kdy je průtoková cesta do obtokové linie 41 uzavřena, a průtoková cesta do tepelného výměníku 19 je otevřena. Kapalina rovněž proudí tepelným výměníkem 19, který obvykle téměř zdvojnásobuje teplosměnný povrch.

Obr. 1 a obr. 2 znázorňuje klimatizační jednotku, u níž jsou vytápění, chlazení a regenerace tepla integrovány do jediného teplosměnného okruhu, přirozeně rovněž využit tehdy, oddělené tepelné výměníky pro

Princip vynálezu může být jestliže jednotky obsahují vytápění, chlazení a/nebo regeneraci tepla. Daný princip může být uplatněn u jakéhokoliv tepelného výměníku jakékoliv klimatizační jednotky, nebo může být v jednotce nebo v otvorech 36 až £0 uspořádán pomocný tepelný výměník, pokud tepelné výměníky jednotky nemají dostatečnou kapacitu. Veškerá tato provedení a propojení tepelných výměníků například paralelně nebo do série, a to samo o sobě známým způsobem, jsou doplněna předmětem tohoto vynálezu.

Obr. 1 a obr. 2 znázorňují tepelný výměník 23, obsluhující individuální klimatizační jednotku. Tepelné výměníky většího množství klimatizačních jednotek v dané zóně nebo v budově mohou být přirozeně spojeny tak, že tvoří jediný velký tepelný výměník. Zejména v malých závodech může být tepelný výměník 23 rovněž zcela vynechán, takže kapalina může být dodávána z potrubí 33 přímo do průtočného okruhu klimatizačních jednotek.

Obr. 1 a obr. 2 znázorňuje jedinou nádrž 26. Je však rovněž výhodné, například s ohledem na využiti místa a prostoru, použít dvě nebo více menších nádrží, které mohou být zapojeny do série, nebo mohou být zapojeny například paralelně jako skupiny vnitřně zapojené do série. Ventily 35, 25, 29, 14 a 7 jsou znázorněny jako trojcestné ventily. Je však přirozeně rovněž možné použít dvoj čestných ventilů. Veškerá takováto řešení, která jsou sama o sobě známá, jsou doplněna řešením podle tohoto vynálezu.

Projektované teploty a průtoková množství mohou být někdy zvoleny z různých důvodů tak, že systém není v termodynamické rovnováze. Teplotní vyváženosti lze dosáhnout například uspořádáním, znázorněným na obr. 3, kde část kapaliny, protékající potrubím, vedoucím do nádrže 26, je vedena ventilem 42 do kondenzátoru 43, kterým je na obr. 3 sprchová věž. Kondenzátorem 43 může přirozeně být jakékoliv jiné o sobě známé zařízení. Voda je ochlazována v kondenzátoru 43 a je navracena potrubím 44 prostřednictvím čerpadla 47 do potrubí 16.

Je přirozeně rovněž možné odebírat vodu z potrubí 16 a navracet ji do potrubí 15, nebo odebírat vodu z potrubí 13 a

navracet ji do potrubí 15. Za účelem dosaženi rovnováhy v průtokových množstvích, může být část kapaliny navracena například z potrubí 16 přímo do nádrže 26.

Na obr. 4 je znázorněno provedení, u kterého je voda o teplotě 45°C, která proudí potrubím, využívána pro předehřívání horké užitkové vody. Veškerá kapalina, nebo její část, proudící potrubím 13 do nádrže 26, je vedena ventilem 42 do tepelného výměníku 45 užitkové vody, ve kterém je voda, proudící v potrubním systému 46 užitkové vody, ohřívána. Toto provedení je velmi levné umožňuje jak zpětné a rovněž velmi jednoduché, a množství kondenzačního tepla, vypouštěné kondenzační tak využití přiměřeného i příslušné snížení množství

Je-li problémem energie.

dostatek kondenzační vody, proudící potrubím 15, a/nebo objem nádrže výhodou zkonstruován tak, a/nebo

26, je tepelný výměník 45 s je ventil 42 ovládán tak, že voda v potrubí 47 má teplotu 20°C, což je teplota zpětné vody klimatizačního systému, přičemž potrubí 47 je spíše napojeno na potrubí 15, než na potrubí 13. Průtokový okruh musí potom být přirozeně opatřen čerpadlem.

Spotřeba užitkové vody velice kolísá. Je-li cílem dosáhnout co nejvyššího možného zpětného využiti energie, musí mít tepelný výměník 45 určitou akumulační kapacitu. Téhož účelu je rovněž možno dosáhnout uspořádáním jednoduchého spirálového výměníku v horké části nádrže 26.

V některých případech musí být absorpční agregát využíván periodicky, to jest například na jaře nebo na podzim, kdy nejsou požadavky na chladicí zátěž budov vysoké.

Tento problém je s výhodou vyřešen využíváním agregátu pouze v noci, a uchováváním chladné vody v nádrži 2 6. V průběhu dne je tudíž absorpční agregát v nečinnosti, a chlazení se provádí vodou, uchovávánou v nádrži 26. Klimatizační jednotky 18 až 25 a 35 až 41 nemusí být potom využívány, ani když má teplota uchovávané vody hodnotu 20°C.

Rovněž je možno použít přídavné nádrže pro teplotu 20°C zpětné vody chladicího systému budovy, produkované mezi provozními obdobími, a/nebo pro teplotu 50 až 55°C vody produkované během provozního období, a nebo pro obojí. Jsou propojeny potrubími a ovládacími ústrojími, která jsou jako taková sama o sobě známá, přičemž se tato uspořádání mohou různě měnit, a to v závislosti na zvolené strategii jejich využívání. Všechna shora uvedená řešení, která jsou sama o sobě známá, jsou doprovázena řešením podle tohoto vynálezu.

Jak vyplývá ze shora uvedených příkladů, může být základní myšlenka tohoto vynálezu uplatněna v různých provedeních. Základním znakem je, část kondenzačního tepla nebo veškeré toto kondenzační teplo, vyprodukované během dne, je uchováváno ve vratné vodě klimatizačního systému nebo nějakého jiného systému, který vyžaduje chladicí energii, a je poté uvolňováno v noci nebo .v nějakou jinou dobu, kdy není požadováno žádné chlazení, a to využitím tepelného výměníku klimatizačního systému.

Shora uvedená uspořádání nelze chápat tak, že by nějakým způsobem omezovala rozsah vynálezu, neboť vynález může být modifikován zcela volně právě v rozsahu patentových nároků. Je tak zcela zřejmé, že uspořádání předmětu tohoto vynálezu, nebo různé detaily tohoto uspořádání, nemusí být přesně • · stejné tak, jak je popsáno v popise a znázorněno na obrázcích, neboť i různé druhy jiných řešení jsou rovněž možné a přípustné.

Ve shora uvedeném popise je chladicí energie vyráběna absorpčním agregátem, neboť výhody jsou v takovém případě největší. Přirozeně je však možné, aby bylo vynálezu rovněž využito v jiných zařízeních, která vyrábějí chladicí energii, a která produkuji teplo, jež má být kondenzováno.

Claims (8)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby chladu neboli chladicí energie pro jednu nebo více budov a způsob distribuce chladicí energie do těchto budov prostřednictvím kapaliny, obíhající v potrubním systému, přičemž chladicí energie je vyráběna absorpčním agregátem (5, 8, 9, 10), nebo jiným podobným agregátem, který vyrábí teplo, jež má být kondenzováno, a přičemž je chladicí energie předávána vzduchu, který je dodáván do budov prostřednictvím klimatizačních jednotek nebo nějakých jiných zařízení, která spotřebovávají chladicí energii, vyznačující se tím, že alespoň část zpětné vody, přicházející z klimatizační jednotky nebo z nějakého jiného zařízení, spotřebovávajícího chladicí energii, je vedena do absorpčního agregátu (5, 8, 9, 10), nebo do nějakého jiného agregátu, který vyrábí teplo, jež má být kondenzováno, kde voda absorbuje kondenzační teplo, produkované v agregátu, přičemž za kondenzační částí (8) je zpětná voda, přicházející z klimatizační jednotky nebo z nějakého jiného zařízení, spotřebovávajícího chladicí energii, vedena do nádrže (26), připojené k absorpčnímu agregátu (5, 8, 9, 10), nebo k nějakému jinému agregátu, který produkuje teplo, jež má být kondenzováno.
2. 2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že voda, přenášející chladicí energii, je ochlazována v tepelných výměnících klimatizační jednotky, nebo v podobných zařízeních, pokud v klimatizačním systému není potřeba chlazení.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2 vyznačující se tím, že energie, potřebná pro budovy, je během dne

   odebírána z nádrže studená voda. (26) , ve které je v noci uchovávána 4 . Způsob podle nároku 1 v y z n a č u j í c í s e tím , že zpětná voda je vedena do nádrže (26) přes absorpční část (10) absorpčního agregátu (5, 8, 9 , 10) nebo

   jiného podobného zařízení.
4. 5. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků vyznačující se tím, že za kondenzační částí (8) absorpčního agregátu nebo jiného podobného zařízení je alespoň část vratné vody, přicházející z klimatizační jednotky, vedena přes zpětný vodný kondenzátor (43) nebo tepelný výměník (45) před tím, než je vedena do nádrže (26).
5. 6. Zařízení pro výrobu chladu neboli chladicí energie pro jednu nebo více budov a pro distribuci energie do budov prostřednictvím kapaliny, obíhající v potrubním systému, přičemž chladicí energie je vyráběna v absorpčním agregátu (5, 8, 9, 10) nebo v nějakém jiném agregátu, který vyrábí teplo, jež má být kondenzováno, a přičemž je chladicí energie předávána vzduchu, který je dodáván do budov prostřednictvím klimatizační jednotky, nebo nějakého jiného zařízení, které spotřebovává chladicí energii, vyznačující se tím, že alespoň část zpětné vody, přicházející z klimatizační jednotky, nebo z nějakého jiného zařízení, které spotřebovává chladicí energii, je určena k tomu, aby byla vedena do absorpčního agregátu (5, 8, 9, 10), nebo do nějakého jiného agregátu, který produkuje teplo, jež má být kondenzováno, přičemž voda absorbuje kondenzační teplo, produkované v agregátu, a přičemž za kondenzační částí (8) je ·· ♦ zpětná voda, přicházející z klimatizační jednotky nebo z nějakého jiného zařízení, spotřebovávajícího chladicí energii, určena k tomu, aby byla vedena do nádrže (26), připojené k absorpčnímu agregátu (5, 8, 9, 10), nebo k nějakému jinému agregátu, který produkuje teplo, jež má být kondenzováno.
6. 7. Zařízeni podle nároku 6 vyznačující se tím, že zpětná voda je určena k tomu, aby byla vedena do nádrže (26) přes absorpční část (10) absorpčního agregátu (5, 8, 9, 10), nebo jiného podobného zařízení.
7. 8. Zařízení podle nároku 6 nebo 7 vyznačující se tím, že za kondenzační částí (8) absorpčního agregátu (5, 8, 9, 10), nebo jiného podobného zařízení, je alespoň část zpětné vody, přicházející z klimatizační jednotky, určena k tomu aby byla vedena přes zpětný vodní kondenzátor (43) a/nebo tepelný výměník (45) před tím, než je vedena do nádrže (26).
8. 9. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 6 až 8 vyznačující se tím, že studená kondenzační voda je určena k tomu, aby byla v noci uchovávána v nádrží (26), a že nádrž (26) je určena k tomu, aby dodávala uchovávanou vodu v denní době za účelem dodávání energie do budov.