CZ290038B6

CZ290038B6 - Způsob přenosu vytápěcí a/nebo chladicí energie azařízení pro provádění tohoto způsobu

Info

Publication number: CZ290038B6
Application number: CZ19962162A
Authority: CZ
Inventors: Seppo Leskinen
Original assignee: Abb Installaatiot Oy
Priority date: 1994-01-24
Filing date: 1995-01-23
Publication date: 2002-05-15
Also published as: FI98857C; EP0772754B1; EE9600081A; CZ216296A3; CA2181565A1; KR970700848A; SK95996A3; FI98857B; CN1139479A; ES2133724T3; WO1995020135A1; NO963069L; ATE182399T1; PL178579B1; DE69510944D1; JPH09507707A; EP0772754A1; NO963069D0; DE69510944T2; AU1419695A

Abstract

Vyn lez se t²k zp sobu p°enosu vyt p c a/nebo chladic energie a za° zen pro p°enos vyt p c a/nebo chladic energie z m stn ch rozvodn²ch s t do vyt p c ho syst mu (21) a/nebo chladic ho syst mu (22) budovy prost°ednictv m tepeln²ch v²m n k (10, 11, 12). Za · elem sn en investi n ch n klad jsou stejn tepeln v²m n ky (10, 11) typu kapalina-kapalina uzp sobeny k tomu, aby mohly b²t pou ity k p°enosu vyt p c energie b hem topn sez ny a k p°enosu chladic energie v obdob , kdy je po adov no chlazen .\

Description

Způsob přenosu vytápěcí a/nebo chladicí energie a zařízení pro provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přenosu vytápěcí a/nebo chladicí energie z vnějších rozvodných sítí vytápěcí a/nebo chladicí energie do místních vytápěcích a/nebo chladicích systémů v budovách, a to pomocí tepelných výměníků. Dále se tento vynález týká zařízení pro přenos vytápěcí a/nebo chladicí energie.

Dosavadní stav techniky

V současné době jsou budovy v obcích obvykle vytápěny místním vytápěním, které může být výhodně zásobováno energií z kombinované výroby elektrické energie a tepla zároveň. Teplo je získáváno jako kondenzační teplo z turbíny, takže je v podstatě získáváno bez jakýchkoliv nákladů. U elektráren, které produkují pouze elektrickou energii, je tedy toto teplo nevyužito, přičemž musí být přesto kondenzováno ve vodních rozvodech, například v kondenzátorech na slanou vodu nebo ve vzduchu pomocí chladicích věží.

V létě není teplo využitelné pro nic jiného, než pro výrobu teplé užitkové vody. Nicméně elektrická energie je v létě téměř beze změn používána stejně, jako v zimním období. Jelikož elektřina nemusí být používána ke svícení, může být například místo toho používána ke chlazení, a to zejména u velkých budov. Potřebná chladicí energie je obvykle generována při výrobě elektrické energie, a to pomocí chladicích kompresorů. Tepelné elektrárny tak musejí být využity rovněž i v létě, ale vyrobená tepelná energie je v tomto období vyplýtvána, tj. tepelné elektrárny pracují dosti neekonomicky a v podstatě jako kondenzační elektrárny.

Chladicí energie však může být rovněž vyráběna pomocí horké vody nebo páry, a to pomocí takzvaných tepelných čerpadel, jejichž nejznámějšími zástupci jsou agregáty bromid litný-voda nebo čpavek-voda. Odpadní teplo tak může být výhodně využito, přičemž využití elektřiny v budovách může být současně významně redukováno. Toto podstatně vylepší ziskovost tepelných elektráren, a sníží i například emise oxidu uhličitého CO₂, apod.

Místní chladicí systémy se ovšem nestaly nijak běžnými, a to z důvodů vysokých investičních nákladů. Ačkoliv cena jedné kWh chladu, vyrobeného tímto způsobem, je dosti nízká ve srovnání s cenou kWh elektřiny, je počet hodin, kdy je tento systém využíván v těch klimatických pásmech, kde je důvod tyto místní systémy budovat, tak malý, že nestačí ani k tomu, aby pokryl uvedené investice tohoto místního chladicího systému, adsorpčních agregátů, tepelných výměníků v budovách a podobně. Z tohoto důvodu například ve Finsku tyto systémy budovány nebyly. Většina z nich dodnes existuje v Japonsku, USA a v Koreji.

Finská patentová přihláška FI921 034 popisuje způsob a zařízení k přenosu tepelné energie, využitelný v budovách. Pomocí tohoto zařízení a způsobu přenosu je teplota vracející se vody z místního vytápěcího systému snížena na výrazně nízkou hodnotu, a to v případě potřeby až na hodnotu 20 °C. Celý systém je založen na myšlence, že nosič tepla nejprve vyzařuje tepelnou energii za účelem vyhřívání budovy a pak za účelem ohřívání klimatizačního vzduchu.

Současně podaná finská patentová přihláška Fl 940 342 popisuje místní rozvodnou síť tepelné energie, u které je aplikován princip, popsaný ve finské patentové přihlášce Fl 921 034, přičemž teploty vracející se vody v chladicím systému a ve vyhřívacím systému jsou navrženy tak, aby byly shodné, čímž je možno uzpůsobit obvyklé zpětné potrubí pro chladicí vodu a pro vytápěcí vodu a tím také podstatně snížit investiční náklady na místní rozvodnou síť. Uvedená patentová přihláška rovněž popisuje jednotlivá provedení vynálezu, s jejichž pomocí mohou být náklady

-1 CZ 290038 B6 udrženy na zanedbatelném minimu, které v podstatě umožňuje z místního chladicího systému udělat ziskovou záležitost, vhodnou k vybudování a k využívání.

Největší nákladovou položku na stavbu místního chladicího systému představují náklady na 5 tepelné výměníky, jej ichž pomocí je chladicí energie přenášena z místní rozvodné sítě na chladicí vodu v rozváděči síti přímo v budově. Protože různé typy budov nebo jejich části mají současně požadavky na chlazení i vytápění z důvodu rozdílného využití těchto budov a z důvodu jejich různých rozmístění, vnitřního tepelného zatížení, slunečního záření, doby použití a podobně, jsou potřebné oddělené tepelné výměníky jak pro chlazení, tak pro vytápění budovy. Jejich podíl na investičních nákladech pro celý místní chladicí systém činí podle výzkumů provedených ve Finsku okolo 15 %, včetně plochy a nákladů na montáž.

Podstata vynálezu 15

Úkolem tohoto vynálezu je vyvinout způsob a zařízení, které by eliminovaly nevýhody způsobů a zařízení v provedeních dle dosud známých řešení. Toho je dosaženo pomocí způsobu a zařízení podle tohoto vynálezu. Jednoduchá základní myšlenka předmětu tohoto vynálezu je využít tepelné výměníky, jejichž potřeba v budovách je nevyhnutelná.

Shora uvedeného úkolu bylo v souladu s předmětem tohoto vynálezu dosaženo tím, že byl vyvinut způsob přenosu vytápěcí a/nebo chladicí energie z vnějších rozvodných sítí vytápěcí a/nebo chladicí energie do vytápěcího systému nebo chladicího systému budovy prostřednictvím tepelných výměníků, jehož podstata spočívá v tom, že stejné tepelné výměníky typu kapalina25 kapalina se použijí pro přenos vytápěcí energie a chladicí energie.

Pro zajištění možnosti současného vytápění a chlazení v různých částech budovy se vytápěcí a chladicí energie s výhodou přenášejí prostřednictvím alespoň dvou funkčně samostatných tepelných výměníků.

Při přechodu z vytápění na chlazení nebo naopak se s výhodou jeden tepelný výměník přepne z jedné funkce na druhou a později při nárůstu zatížení se přepne z jedné funkce na druhou další tepelný výměník nebo více tepelných výměníků.

Chladicí energie se s výhodou přenáší tepelným výměníkem vytápěcího systému budovy.

V souladu s dalším aspektem tohoto vynálezu bylo dále rovněž vyvinuto zařízení pro přenos vytápěcí a/nebo chladicí energie v vnějších rozvodných sítí vytápěcí a/nebo chladicí energie do vytápěcího systému nebo chladicího systému budovy prostřednictvím tepelných výměníků, jehož podstata spočívá v tom, že stejné tepelné výměníky typu kapalina-kapalina jsou uspořádány pro přenos vytápěcí energie a chladicí energie.

Pro zajištění možnost současného vytápění a chlazení jsou v různých částech budovy s výhodou uspořádány alespoň dva funkčně samostatné tepelné výměníky.

Zapojení tepelných výměníků s výhodou umožňuje přechod z vytápění na chlazení nebo naopak, přičemž jeden tepelný výměník je přepnut z jedné funkce na druhou a později při nárůstu zatížení je přepnut z jedné funkce na druhou další tepelný výměník nebo více tepelných výměníků.

Pro přenos chladicí energie je s výhodou uspořádán tepelný výměník vytápěcího systému budovy.

Tepelné výměníky jsou při špičkovém zatížení s výhodou zapojeny do série s vnější rozvodnou sítí.

-2CZ 290038 B6

Při chladicím provozu jsou tepelné výměníky s výhodou zapojeny do série jak s vnější rozvodnou sítí, tak s chladicím systémem budovy, na protiproudém principu.

Chladicí systém budovy je s výhodou opatřen odpařovacími chladicími jednotkami.

Pro zajištění chlazení ve vytápěcím systému budovy je tepelný výměník mezi vytápěcím systémem budovy a vnější rozvodnou sítí tepla s výhodou rozdělen na dvě části.

Tepelný výměník nebo tepelné výměníky jsou mezi vnější rozvodnou sítí a systémy budovy s výhodou uspořádány přímo v cirkulačních průtokových okruzích nebo v cirkulačním průtokovém okruhu chladicího systému.

Hlavní výhodou předmětu tohoto vynálezu je skutečnost, že zde nejsou potřeba žádné samostatné tepelné výměníky pro využití v místních chladicích systémech, přestože je zde požadavek na současnou dodávku chladicí i vytápěcí energie v různých částech budovy. Další výhodou je to, že během špičkového zatížení systému je zde k dispozici větší povrch určený k přenosu tepla, než jaký byl dostupný u minulých konstrukcí těchto systémů, to znamená, že je dosaženo většího chladicího výkonu s daným průtokem vody. Investiční náklady na vybudování místního chladicího systému jsou dále sníženy asi o 15 %, jak již bylo shora uvedeno, a rovněž tak jsou výrazně sníženy i provozní náklady a například účinnost čerpání, a to v porovnání s technikami, které byly používány dříve.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k obrázkům na přiložených výkresech, kde:

obr. 1 znázorňuje obecný pohled na konvenční systém rozvádění tepelné energie;

obr. 2 znázorňuje systém podle obr. 1, který je aplikován na zařízení poněkud pokročilejšího stupně;

obr. 3 znázorňuje zjednodušený obecný pohled na první řešení systému v provedení podle tohoto vynálezu;

obr. 4 znázorňuje účinek odpařovacích chladicích a vytápěcích požadavků;

obr. 5 znázorňuje poněkud detailnější pohled na systém podle obr. 3;

obr. 6 znázorňuje zjednodušený obecný pohled na druhé řešení systému v provedení podle tohoto vynálezu;

obr. 7 znázorňuje poněkud detailnější pohled na provedení systému podle obr. 3; a obr. 8 znázorňuje třetí provedení systému podle tohoto vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje konvenční známé zařízení pro přenášení tepelné energie. Teplo je dodáváno z místní teplárny místní rozvodnou sítí pomocí rozvodného potrubí i a ochlazená voda se pak navrací zpětným potrubím 2. Odpovídajícím způsobem je chladicí voda dodávána dalším rozvodným potrubím 3, přičemž ohřátá voda se navrací zpět dalším zpětným potrubím 4. Pro různé druhy provozu jsou zde obvykle čtyři tepelné výměníky 9, 10, 11 a 12. Horká užitková

-3CZ 290038 B6 voda je ohřívána v prvním tepelném výměníku 9. Druhý tepelný výměník 10 slouží síti radiátorů, systému topných těles nebo nějakému jinému vytápěcímu systému 21 v budově.

Voda, cirkulující ve ventilačním topném zařízení 20, je ohřátá ve třetím tepelném výměníku 11.

a pro chladicí vodu, cirkulující v hladicím zařízení 19, zde slouží čtvrtý tepelný výměník 12, jak již bylo shora uvedeno. Teplota vody, navracející se místní rozvodnou vytápěcí sítí, je udržována v požadovaném rozsahu pomocí ventilů 5, 6, 7 a 8. Navíc pak okruhy pro cirkulující vodu obvykle obsahují čerpadla 16, Γ7 a 18 a obtokové ventily 13, 14 a 15. Avšak na obr. 1 jsou znázorněny pouze ty části, které jsou pro pochopení funkce a provozu zařízení podstatné.

io Skutečný způsob propojení potrubí je pochopitelně mnohem složitější.

Při uplatnění současné technologie tepelných výměníků 10, Π. u poněkud pokročilejších technických systémů, ve kterých tepelný výměník 10 vytápěcího systému 2J a tepelný výměník 11 chladicího systému 22 jsou zapojeny do série, jako u řešení podle finské patentové přihlášky

FI921 034, a to za účelem snížení teploty zpětné vody v místní rozvodné vytápěcí síti, a u kterého jsou tepelné operace chlazení či klimatizace zkombinovány způsobem, popsaným ve finské patentové přihlášce FI 915 511, je výsledkem provedení podle obr. 2.

Ve skutečnosti je chladicí systém vody 22 budovy složen z několika klimatizačních či chladicích jednotek, kde každá slouží jiné části budovy. Během jara nebo podzimu jsou některé z těchto jednotek propojeny s vodním okruhem tepelného výměníku 11 pomocí ventilu 25, zatímco ostatní jsou spojeny s vodním okruhem chladicího výměníku 12, a to pomocí obtokového potrubí 26 a ventilu 23.

Jednoduchou základní myšlenkou předmětu tohoto vynálezu je skutečnost, že tepelné výměníky 10, il v budově, které jsou vždy potřebné pro vytápění, jsou využity pro chlazení během letního období, to znamená, že stejný tepelný výměník 10 nebo výměníky 10, H. jsou použity pro přednost tepelné energie k vytápění během topné sezóny, a potom během letního období pro přenos chladicí energie pro chlazení budovy. Provoz může být vykonáván během různých fází, například takovým způsobem, že když jedna část budovy potřebuje chlazení, je tepelný výměník 11 klimatizačního či chladicího systému 22 odpojen od místní rozvodné vytápěcí sítě a je připojen k místní rozvodné chladicí síti, čímž začne sloužit těm částem budovy, které uvedené ochlazování potřebují. Tepelný výměník 10 vytápěcího systému 21 pak pokračuje v provoz a slouží těm částem budovy, které potřebují být vytápěny, jak narůstá vnější teplota v okolí budovy, dochází ke snižování požadavků na vytápění budovy a naopak vzrůstají požadavky na její ochlazování. Tepelný výměník JO vytápěcího systému 2J je rovněž odpojen od místní rozvodné vytápěcí sítě a je spojen s místní rozvodnou chladicí sítí. Tepelné výměníky 10, 11 mohou být spojeny s místní rozvodnou chladicí sítí budovy pomocí sériového spojení na protiproudém principu, a tím představují velmi účinný tepelný výměník 10, 11, přičemž tento tepelný výměník 10, Π. má pak takovou povrchovou plochu pro přenos tepla, která je mnohem větší, než povrchové plochy u konvenčních konstrukcí oddělených tepelných výměníků 10, 11 pro místní chladicí systémy 22. Rozdíly v teplotách jsou tak velmi malé, přičemž z důvodu těchto malých rozdílů je průtok vody v místním chladicím systému 22 snížen, tj. účinnost čerpání je snížena rovněž. V některých případech může být rovněž možné provést potrubí menší, čímž je dále snížena účinnost čerpání chladicího systému budovy a/nebo jsou sníženy investiční náklady na výstavbu systému 22.

S ohledem na výše uvedené skutečnosti je tak v souladu s předmětem tohoto vynálezu výhodné použít dva funkčně oddělené tepelné výměníky 10, 11, protože je pak možné poskytnout současné vytápění a chlazení budovy v různých jejích částech. Termín „funkčně oddělené“ znamená, že tepelné výměníky 10, li jsou zcela na sobě nezávislé, takže je umožněno současné vytápění a zároveň i chlazení. Tepelnými výměníky 10. Tl mohou být oddělené samostatné jednotky, nebo oddělená šroubovitá potrubí nebo podobná zařízení, uspořádaná ve společné skříni.

-4CZ 290038 B6

Výše uvedené etapy provozu mohou být podstatně zredukovány a někdy rovněž i zcela vynechány tím, že je uspořádán klimatizační nebo chladicí systém 22 s odpařovacími chladicími jednotkami, který je všeobecně známý.

V následujícím bude vynález popsán detailněji s ohledem na zjednodušená schémata na obr. 3 a na obr. 6. Provedení vynálezu podle obr. 3 a podle obr. 6 jsou podrobněji znázorněna ve větších detailech na obr. 5 a na obr. 7.

Systém podle obr. 3 pracuje principiálně následujícím způsobem. Tepelný výměník 9 pro teplou ío užitkovou vodu vždy odebírá vodu z rozvodného potrubí 1, které náleží k místní rozvodné potrubní síti a pak ji navrací zpět přes zpětné potrubí 2. Průtok vody je řízen ventilem 5 v souladu se spotřebou teplé užitkové vody. Tento subsystém pracuje stejným způsobem u všech provedení předmětu tohoto vynálezu během všech dále popsaných provozních situací, takže provoz již nebude u dalších příkladů provedení vynálezu podrobněji popisován.

Během mrazivého období v zimě, kdy veškerá technika v budově potřebuje teplo, jsou jak tepelný výměník 10 vytápěcího systému 21, tak i tepelný výměník 11 chladicího systému 22, spojeny s místní rozvodnou vytápěcí sítí pomocí sériového zapojení. Vytápěcí voda protéká od rozvodného potrubí i do tepelného výměníku 10 přes ventil 6, který řídí průtok vody v souladu s požadavky na vytápění vytápěcího systému 21. Dvoupolohové ventily 29 a 27 udržují potrubí 33 a 32 rozvodného potrubí 3 místní rozvodné sítě v uzavřené poloze.

Vytápěcí voda protéká od tepelného výměníku 10 do tepelného výměníku 11 přes ventily 25 a 27, a dále do zpětného potrubí 2 místní rozvodné sítě. Pokud chladicí systém 22 nemůže využít všechno teplo obsažené ve vodě, ventil 25 umožní částí vody protéci tepelným výměníkem ϋ přímo do zpětného potrubí 2. Pokud zde naopak není dostatek tepla, ventil 24 se otevře a umožní tak dodatečné vodě proudit tepelným výměníkem 10 do tepelného výměníku 11.

Čerpadlo 16 zajišťuje oběh vytápěcí vody ve vytápěcím systému 21 budovy a čerpadlo 17 pak v chladicím systému 22 budovy. Ventily 13 a 14 řídí množství vody, cirkulující přes výměníky 10 a 11, za účelem úpravy teploty vody cirkulující v systému na vhodnou hodnotu pro regulaci teploty v místnostech budovy. Ventil 30 udržuje obslužné potrubí mezi tepelnými výměníky 10 a 11 uzavřené, přičemž ventil 34 uzavírá potrubí 34.

Pokud poptávka na chlazení budovy vzrůstá, například během jarního období, pak je tepelný výměník 11 chladicího systému 22 budovy spojen s místní rozvodnou chladicí sítí, takže dvoupolohový ventil 27 uzavře potrubí, vedoucí k tepelnému výměníku 10 vytápěcího systému 21 budovy, a otevře potrubí 32, vedoucí k rozvodnému potrubí 3 místní rozvodné chladicí sítě. Současně pak ventil 28 otevře potrubí tepelného výměníku 10 vytápěcího systému 21 budovy, vedoucí do zpětného potrubí 2 místní rozvodné vytápěcí sítě. Vytápěcí systém 21 a chladicí systém 22 nyní pracují odděleně a mají oddělené úkoly, tj. vytápěcí systém 21 vyhřívá oblasti, kde přetrvává poptávka po teple, přičemž chladicí systém 22 ochlazuje oblasti, kde je potřeba chlazení.

Pokud venkovní teplota dále vzrůstá a vytápění již není nutné, tak dojde k zastavení čerpadla 16. Současně se pak uzavřou i ventily 6 a 28. Vytápěcí systém 21 pak není používán a chladicí systém 22 ochlazuje budovu.

Pokud venkovní teplota dále narůstá, nemusí být výkon tepelného výměníku JT chladicího systému 22 dostatečný. Tepelný výměník 10 vytápěcího systému 21 pak může být využit jako chladicí tepelný výměník 10, a to následujícím způsobem. Ventil 29 uzavře potrubí mezi tepelným výměníkem 10 a rozvodným potrubím 1 místní rozvodné vytápěcí sítě, a otevře potrubí 33, vedoucí do rozvodného potrubí 3 místní rozvodné chladicí sítě. Ventil 6 je otevřen a ventil 24 je uzavřen. Odpovídajícím způsobem pak ventil 27 uzavře potrubí 32 mezi tepelným výměníkem

11 chladicího systému 22 a rozvodným potrubím 3 místní rozvodné chladicí sítě, a otevře

-5CZ 290038 B6 obslužné potrubí, vedoucí do tepelného výměníku 10 vytápěcího systému 21. Dále ventil 30 uzavře potrubí vedoucí k ventilu 14, a otevře potrubí mezi tepelnými výměníky 10 a 11. Ventil 31 otevře cirkulační potrubí 34. Tepelné výměníky 10 a 11 jsou nyní přepnuty do chladicího režimu.

Nezávisle na tepelném výměníku H chladicího systému 22 je také pro chlazení nyní využit i tepelný výměník 10, patřící původně vytápěcímu systému 21. Ten je zapojen do série s místní rozvodnou sítí na protiproudém principu, a tak je obvykle k dispozici povrchová plocha pro přenos tepelné energie, která má alespoň dvakrát takovou velikost, než je běžná konstrukční velikost, takže výše uvedené výhody jsou dosaženy bez odděleného samostatného tepelného výměníku 12 pro chlazení.

Současné provádění chlazení a vytápění však může být v některých budovách problematické. Tato nevýhoda může být obvykle eliminována, nebo mohou být eliminovány na minimum alespoň její důsledky, a to opatřením všech, nebo alespoň některých klimatizačních či chladicích systémů 22, které jsou kritické z hlediska konstrukce, odpařovacími chladicími jednotkami. Pracovní princip odpařovacího chlazení je ten, že voda je odpařována do výstupního vzduchu například pomocí rozstřikování, a tím odpařovaná voda absorbuje teplo v množství, které je ekvivalentní jejímu výpamému teplu, a tím pádem dochází k poklesu teploty výstupního vzduchu. Chlad je získán nazpět z ochlazeného výstupního vzduchu, načež je převeden do vstupního vzduchu v jednotce pro využití odpadního tepla, která je dnes téměř standardním prvkem klimatizačních a chladicích zařízení.

Účinek odpařovacího chlazení je znázorněn na obr. 4, u kterého křivka a představuje požadavek na vytápění budovy, kde je běžné chladicí zatížení asi 50 W/m² v podnebí, které převládá na jihu Finska. Požadavek je uveden jako požadavek na snížení množství vstupního vzduchu. V dané situaci by teplota musela být snížena asi o 12 °C a chlazení je potřebné po dobu asi 1 400 hodin. Křivka b představuje část tepla, které může být získáno z odpařovacího chlazení. Vyšrafovaná plocha mezi křivkami a a b představuje část, která musí být pokryta vnějším zdrojem chlazení, tj. místním ochlazováním. Jak je vidět na obr. 4, vnější chlazení není potřeba po dobu delší než 400 hodin a u předmětné situace pokrývá odpařovací chlazení asi 7 °C. Jinými slovy, místní chladicí systém 22 nemusí pokrýt více než 5 °C, tj. asi 40 % celkového výkonu. Přirozeně tak dochází ke snížení investičních nákladů na místní chladicí zařízení, takže systém je více ziskovým a vhodným k uplatnění.

Vnější chlazení je potřebné v případě, když by měl být vnější vzduch ochlazován o více než 4 °C. Pokud například bude chlazení potřebné při 16 °C, místní chlazení nebude potřebné až do doby, kdy bude venkovní teplota 20 °C. Protože na této teplotě nemusí být vytápěna žádná část budovy, nejsou potřebné různé etapy provozu, ale tepelné výměníky 10 a 11 mohou být současně převedeny zjednoho režimu provozu na druhý. To jistě zjednodušuje zapojení, uvedená na obr. 3, například ventily 27,28 a 30 a odpovídající obslužná potrubí nejsou potřebná.

Obr. 5 znázorňuje poněkud detailněji pohled na systém z obr. 3. Na obr. 5 jsou znázorněny chladicí systémy 22,22' a 22 a odpovídající vytápěcí systémy 21.2Γ a 21 v budově. V situaci, kdy například chladicí systémy 22 a 22' potřebují být chlazeny a oblast obsluhovaná chladicím systémem 22 potřebuje být vytápěna, je tepelný výměník 11 propojen s rozvodným potrubím 3 místní rozvodné chladicí sítě a tepelný výměník 10 je propojen s rozvodným potrubím i místní rozvodné vytápěcí sítě. Radiátorové ventily 37, 37' a 37 jsou použity pro regulování teploty vjednotlivých místnostech. V situaci, uvedené na příkladu, jsou radiátorové ventily 37 a 37 vytápěcích systémů 21. 21' pro oblasti, které musejí být chlazeny, uzavřeny, tj. vytápěcí systémy 21 a 21' nyní nehřejí. Ventily 37 jsou otevřeny a vytápěcí systém 21 nyní topí v této oblasti. Odpovídajícím způsobem jsou pak řídicí ventily 36 a 36' chladicích systémů 22 a 22' otevřeny a získávají chladicí energii z cirkulačního průtokového obvodu tepelného výměníku H. Ventil

-6CZ 290038 B6 nezískává chladicí energii pro chladicí systém 22. Provoz provedení vynálezu podle obr. 5 je podobný těm způsobům, které byly uvedeny ve spojení s provedením na obr. 3.

Obr. 6 a obr. 7 znázorňují poněkud odlišné provedení příslušného zapojení. Schéma podle obr. 6 je zjednodušená verze provedení podle obr. 7. U zapojení, uvedeného na obr. 6 a obr. 7, jsou tepelný výměník H a při chladicí situaci i tepelný výměník 10, zapojeny přímo do cirkulačního průtokového okruhu vytápěcích systémů 21, 21' a 21, takže není potřeba například ventil 14, uvedený na obr. 3. Teplota je regulována ventily 25, 6 a 13. Jinak provoz odpovídá způsobu, který byl objasněn u výše uvedených provedení předmětu tohoto vynálezu.

Ještě jednodušší zapojení je provedeno pomocí rozdělení tepelného výměníku IT tak, že každý chladicí systém 22, 22' a 22 má svůj vlastní tepelný výměník 11, 1Γ a 1_1, takže například čerpadlo 17 a řídicí ventily 36, 36' a 36, uvedené například na obr. 7, pak nejsou potřebné. Tento druh zapojení je uveden na obr. 8. Každý z chladicích systémů 22, 22' a 22 má svůj vlastní tepelný výměník 11, 11' a 11, kteiý může být využit dle potřeby k vyhřívání či chlazení. Tento typ řešení je zejména vhodný pro vzduchové vyhřívací systémy.

Systém z obr. 8 může činit tepelné výměníky 11, JT' a IT poněkud nákladnějšími, pokud zde bude více jednotek. Potrubí může být rovněž drahé a může být problematické uzpůsobit potrubní vedení pro místní vytápění či chlazení v budovách. Tepelný výměník 11 může být pak rozdělen do dvou částí, které, zapojeny do série, mohou být využity pro vytápění či chlazení během špičkového zatížení systému. Když je zde požadavek na současné vytápění a chlazení, jedna z částí je spojena s místní rozvodnou vytápěcí sítí a další je spojena s místní rozvodnou chladicí sítí. Přepínání mezi sítí a jednotlivými jednotkami je provedeno v souladu s výše uvedenými principy.

Výše uvedená provedení nikterak neomezují rozsah předmětu tohoto vynálezu, a to žádným způsobem, naopak, může být předmět tohoto vynálezu modifikován zcela volně v oblasti rozsahu patentových nároků. Je tak zcela pochopitelné, že způsob a zařízení podle tohoto vynálezu, nebo příslušné detaily a podrobnosti, nemusejí být shodné s tím, co je uvedeno na obrázcích, ale jsou tedy možné i jiné typy provedení předmětu tohoto vynálezu.

Výše jsou popsána například řešení, kde zdrojem tepelné energie je místní rozvodná vytápěcí síť nebo místní rozvodná chladicí síť. Nicméně zdrojem může rovněž být jakýkoliv systém, který generuje vytápěcí nebo chladicí energii. U příkladů je vynález aplikován na kombinaci tepelných výměníků 10. 11 klimatizačních či chladicích jednotek podle finské patentové přihlášky FI915 511. Není to však jediná možnost, neboť do rozsahu patentových nároků spadají všechna známá zapojení tepelných výměníků, která jsou využívána u klimatizačních jednotek, například oddělené samostatné vytápěcí a chladicí radiátory. Dále, vytápěcí systém 21 nemusí být radiátorový systém nakreslený na obrázcích, aleje například možný i podlahový vytápěcí systém 21, stejně jako i ostatní vytápěcí systémy 21, které jsou známy, například tedy různé sálavé vytápěče nebo konvektory. Vzduchové vytápěcí systémy 21 jsou popsány odděleně ve spojení s obr. 8, ale jiné zdroje tepla mohou být rovněž aplikovány, například plynové, nebo elektrické topení. Na obrázcích příslušných provedení jsou tepelné výměníky 10 a 11 zapojeny do série na protiproudém principu, protože je to nejvýhodnější řešení podle tohoto vynálezu.

Vynález se přirozeně také týká aplikací, kde jsou tepelné výměníky 10 a jT z nějakého zvláštního důvodu zapojeny paralelně a/nebo na souproudém principu. Tepelné výměníky 10 a H jsou zde uvedeny jako oddělené, ale vynález přirozeně také zahrnuje známé řešení, kde jeden tepelný výměník obsahuje oddělené svinuté závity nebo jiné podobné prostředky pro ochlazení nebo pro ventilaci. U plynového či elektrického vytápěcího systému 21, které byly uvedeny výše, je zde přirozeně pouze jeden tepelný výměník 11 pro ventilaci a tento je využíván pro vytápění během zimního období a pro chlazení během uvedeného letního období.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob přenosu vytápěcí a/nebo chladicí energie z vnějších rozvodných sítí vytápěcí a/nebo chladicí energie do vytápěcího systému (21) nebo chladicího systému (22) budovy prostřednictvím tepelných výměníků (10, 11,12), vyznačující se tím, že stejné tepelné výměníky (10, 11) typu kapalina-kapalina se použijí pro přenos vytápěcí energie a chladicí ío energie.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že pro zajištění možnosti současného vytápění a chlazení v různých částech budovy se vytápěcí a chladicí energie přenášejí prostřednictvím alespoň dvou funkčně samostatných tepelných výměníků (10,11).

3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že při přechodu z vytápění na chlazení nebo naopak se jeden tepelný výměník (11) přepne z jedné funkce na druhou a později při nárůstu zatížení se přepne zjedné funkce na druhou další tepelný výměník (10) nebo více tepelných výměníků (10).

4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že chladicí energie se přenáší tepelným výměníkem (10) vytápěcího systému (21) budovy.

5. Zařízení pro přenos vytápěcí a/nebo chladicí energie z vnějších rozvodných sítí vytápěcí

25 a/nebo chladicí energie do vytápěcího systému (21) nebo chladicího systému (22) budovy prostřednictvím tepelných výměníků (10,11,12), vyznačující se tím, že stejné tepelné výměníky (10, 11) typu kapalina-kapalina jsou uspořádány pro přenos vytápěcí energie a chladicí energie.

30

6. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že pro zajištění možnosti současného vytápění a chlazení jsou v různých částech budovy uspořádány alespoň dva funkčně samostatné tepelné výměníky (10, 11).

7. Zařízení podle nároku 5 nebo 6, vyznačující se tím, že zapojení tepelných

35 výměníků (10, 11) umožňuje přechod z vytápění na chlazení nebo naopak, přičemž jeden tepelný výměník (11) je přepnutelný zjedné funkce na druhou a později při nárůstu zatížení je přepnutelný zjedné funkce na druhou další tepelný výměník (10) nebo více tepelných výměníků (10).

40

8. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 5až 7, vyznačující se tím, že pro přenos chladicí energie je uspořádán tepelný výměník (10) vytápěcího systému (21) budovy.

9. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 5až 8, vyznačující se tím,

45 že tepelné výměníky (10, 11) jsou při špičkovém zatížení zapojeny do série s vnější rozvodnou sítí.

10. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 5až 8, vyznačující se tím, že při chladicím provozu jsou tepelné výměníky (10, 11) zapojeny do série jak s vnější

50 rozvodnou sítí, tak s chladicím systémem (22) budovy, na protiproudém principu.

11. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 5ažl0, vyznačující se tím, že chladicí systém (22) budovy je opatřen odpařovacími chladicími jednotkami.

-8CZ 290038 B6

12. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházej ících nároků 5ažll,vyznačující se tím, že pro zajištění chlazení ve vytápěcím systému (21) budovy je tepelný výměník (11) mezi vytápěcím systémem (21) budovy a vnější rozvodnou sítí tepla rozdělen na dvě části.

5 13. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 5 až 11, vy z n a č uj í c í se tím, že tepelný výměník (11) nebo tepelné výměníky (10, 11) jsou mezi vnější rozvodnou sítí a systémy (21, 22) budovy uspořádány přímo v cirkulačních průtokových okruzích nebo v cirkulačním průtokovém okruhu chladicího systému (22).