CZ290586B6 - Zařízení k rozvádění tepelné energie - Google Patents

Zařízení k rozvádění tepelné energie Download PDF

Info

Publication number
CZ290586B6
CZ290586B6 CZ19962161A CZ216196A CZ290586B6 CZ 290586 B6 CZ290586 B6 CZ 290586B6 CZ 19962161 A CZ19962161 A CZ 19962161A CZ 216196 A CZ216196 A CZ 216196A CZ 290586 B6 CZ290586 B6 CZ 290586B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
cooling
heating
energy
pipe
group
Prior art date
Application number
CZ19962161A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ216196A3 (en
Inventor
Seppo Leskinen
Ingmar Rolin
Original Assignee
Abb Oy
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 Abb Oy filed Critical Abb Oy
Publication of CZ216196A3 publication Critical patent/CZ216196A3/cs
Publication of CZ290586B6 publication Critical patent/CZ290586B6/cs

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F24F3/10Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units with separate supply lines and common return line for hot and cold heat-exchange fluids i.e. so-called "3-conduit" system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00District heating systems
    • F24D10/003Domestic delivery stations having a heat exchanger
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17District heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

Za° zen je ur eno k rozv d n tepeln energie, v zan na nosi tepla a koncentrovan vyr b n za · elem vyt p n a/nebo chlazen budov. Vyt p c energie je ur ena k rozv d n do vyt p c ch za° zen (16) budov (14) pomoc jednoho potrub (10) nebo jedn skupiny potrub (10), a podobn je chladic energie ur ena k rozv d n do chladic ch za° zen (15) pomoc jin ho potrub (30, 19) nebo skupiny potrub (30, 19). Potrub (30, 19), pop° pad skupina potrub (30, 19), pro rozv d n chladic energie je spojeno s potrub m (10), pop° pad skupinou potrub (10), pro rozv d n vyt p c energie prost°ednictv m prvn ho ventilu (17) a odpov daj c m zp sobem je pak napojeno v budov ch (14) nebo v okol budov (14) prost°ednictv m druh ho ventilu (18), p°i em jak potrub (30, 19), pop° pad skupina potrub (30, 19), pro rozv d n chladic energie, tak i potrub (10), pop° pad skupina potrub (10), pro rozv d n vyt p c energie jsou spojeny se spole n²m zp tn²m potrub m (20) nebo skupinou zp tn²ch potrub (20).\

Description

Vynález se týká zařízení k rozvádění tepelné energie, vázané na nosič tepla a koncentrovaně vyráběné za účelem vytápění a/nebo chlazení budov, přičemž vytápěcí energie je určena k rozvádění do vytápěcích zařízení budov pomocí jednoho potrubí nebo jedné skupiny potrubí, a podobně je chladicí energie určena k rozvádění do chladicích zařízení pomocí jiného potrubí nebo skupiny potrubí.
Dosavadní stav techniky
V mnoha zemích jsou budovy' běžně vyhřívány tepelnou energií, resp. teplem, vytvářeným ve velkých, soustředěných tepelných zdrojích, teplárnách, což je levnější a méně škodlivé k životnímu prostředí, než malé vytápěcí jednotky v každém domě. Ve velkých teplárnách uvedeného typu mohou být například nečistoty, obsažené v kouřových zplodinách, vyčištěny efektivněji a s rozumnými náklady. Ve velkých teplárnách je účinnost výroby tepla podstatně vyšší, než tomu je u menších kotelen a údržba a náklady na provoz velké teplárny jsou rovněž nižší, než tomu je u zmíněných malých kotelen.
Výroba tepelné energie, resp. tepla, je obzvláště levná tehdy, když je dohromady zkombinována výroba elektrické energie a výroba tepelné energie, protože tak je tepelná energie získávána jako teplo z kondenzátu parní turbíny a tím pádem i bez jakýchkoli dalších nákladů. V elektrárně, kde se vyrábí pouze elektrická energie, kondenzuje použitá pára z parní turbíny ve výstupním kanálu s vodou, která je přivedena z vodovodního řadu, nebo ve speciálních kondenzačních věžích. U kombinované výroby elektrické energie a tepelné energie může být pára kondenzována pomocí vracející se vody z lokálního rozváděcího systému, která byla v ohřátém stavu použita pro vyhřívání budov v místní lokalitě.
Dnešní budovy nepřijímají pouze tepelnou energii, ale také chladicí energii, přivedenou potrubní sítí. Voda je ochlazena ve čpavkové kompresorové stanici, a to pomocí absorpčních tepelných čerpadel, chladičů s mořskou vodou, nebo podobným způsobem. Chladná voda je pak přečerpána skrze přiváděči potrubí do budov, kde ochlazuje klimatizační vzduch, nebo radiátorové chladiče, či podobně. Potom se tato voda navrací již ohřátá do centrální chladímy. Jedním z hlavních problémů je zde zbavení se používaných chladiv, neboť to jsou obvykle substance, působící ztenčení ozónové vrstvy Země.
Vytápění a chlazení a požadavky na ně se různí od budovy k budově, stejně jako požadavky na elektrickou energii mění stav v elektrické rozvodné síti. Přístroje pro výrobu a přenášení energie musí být konstruovány s filozofií vyhovět maximálním požadavkům, což je přirozeně neekonomické. Dalším následkem je neekonomická výroba, nižší, než maximální účinnost výroby energie, zhoršení výrobního poměru mezi elektrickou energií a tepelnou energií, resp. teplem, atd. Obzvláště škodlivé jsou rozdílné, krátkodobé špičky v zatížení. S ohledem na požadavky na chlazení jsou tyto špičky dosahovány v několika letních polednách, a s ohledem na požadavky na chlazení jsou to špičky, tzv. pondělní ranní špičky, které nastávají během vytápěcího období, kdy je pokojová teplota, která byla víkend snížena, opět zvýšena na normál. Obvykle ktomu dochází v kancelářích, apod. Aby bylo možné ukončit tyto špičky ve spotřebě elektrické energie, musí být dodatečné teplo zkondenzováno v chladné vodě, tj. v plynové turbíně během zátěžových špiček.
Výše uvedené nevýhody jsou eliminovány použitím termálních akumulátorů, tzv. tepelných akumulátorů a chladicích nádrží, obvykle uspořádaných ve spojení s elektrárnou. Například, chladicí zatížení může být vyrovnáno pomocí nádrží s ledem nebo akumulátory se studenou vodou, a vytápěcí špičky mohou být srovnány tepelnými akumulátory nebo podobným zařízením,
-1 CZ 290586 B6 s objemem rovným tisícům krychlových metrů. Špičky v použití elektrické energie mohou být vyrovnány taktéž, a to rovněž uložením nadbytečné tepelné energie do akumulátorů během špičky.
Protože akumulátory přirozeně vyžadují vysoké investiční náklady, je jejich efekt pro vyrovnání špiček omezený. Ekonomie akumulátorů, umístěných v elektrárnách a teplárnách je dále snížena skutečností, že sítě pro přenos energie musí být dimenzovány na špičkové zatížení. Proto takové akumulátory, instalované v elektrárnách a teplárnách, nejsou příliš rozšířené.
Dalším přiblížením se ideálu je umístění akumulátorů do budov. Nejznámější akumulátory tohoto druhu jsou bojlery na teplou pitnou vodu a tzv. domácí akumulátory, které ukládají noční elektrický proud. Takové akumulátory rovněž nejsou příliš používané, protože zcela přirozeně mají stavitelé jenom matné ponětí o tom, jaký je účinek jejich složitého provozního procesu při výrobě a rozvádění energií a navíc účinek, pro který by bylo vhodné je pořizovat, se vy platí 15 nikoliv uživatelům, ale právě výrobcům uvedených energií. Dále z toho plyne, že investiční náklady na pořízení jedné jednotky jsou rovněž vysoké.
To, co bylo omezeno kombinovanou výrobou tepla a chladu je, že v budovách, napojených na rozvodné sítě, jsou vytápěcí a chladicí energie potřeba nepřetržitě, a to z důvodu rozdílů 20 v umístění, tepelného zatížení a využití v jednotlivých budovách, pokud toto budeme porovnávat právě mezi těmito budovami. Systém tak vyžaduje dodávkové a zpětné (vratné) potrubí pro vyhřívání a proto chlazení, tj. dohromady celkem čtvero potrubí.
Několik různých systémů již bylo vyvinuto za účelem snížení nákladů. Příkladem může být 25 teplo-přenosný systém pro budovy, který je popsán v patentové přihlášce FI 921 034, kde teplota vracející se vody ve vytápěcím rozváděcím lokálním systému, může být snížena na znatelně nižší úroveň, asi na 20 °C, pokud je to potřeba. Základní ideou tohoto systému je to, že nosič tepla nejprve emituje teplo pro ohřívání budovy a pak ještě pro ohřívání vzduchu v budově.
Podstata vynálezu
Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení k rozvádění tepelné energie, vázané na nosič tepla a koncentrovaně vyráběné za účelem vytápění a/nebo chlazení budov, přičemž vytápěcí energie 35 je určena k rozvádění do vytápěcích zařízení budov pomocí jednoho potrubí nebo jedné skupiny potrubí, a podobně je chladicí energie určena k rozvádění o chladicích zařízení pomocí jiného potrubí nebo skupiny potrubí, podle vynálezu, jehož podstatou je, že potrubí, popřípadě skupina potrubí, pro rozvádění chladicí energie je spojeno s potrubím, popřípadě skupinou potrubí, pro rozvádění vytápěcí energie prostřednictvím prvního ventilu a odpovídajícím způsobem je pak 40 napojeno v budovách nebo v okolí budov prostřednictvím druhého ventilu, přičemž jak potrubí, popřípadě skupina potrubí, pro rozvádění chladicí energie, tak i potrubí, popřípadě skupina potrubí, pro rozvádění vytápěcí energie jsou spojeny se společným zpětným potrubím nebo skupinou zpětných potrubí.
Podle výhodného provedení je potrubí pro rozvádění chladicí energie rozděleno do dvou či více potrubí pro přenos nosiče tepla o rozdílných teplotách.
Potrubí obsahující nosič tepla o vyšší teplotě s výhodou tvoří zpětné potrubí nosiče tepla pro potrubí, obsahující nosič tepla s nižší teplotou.
Hlavní výhodou řešení podle vynálezu je to, že jedna ze čtyř trubek, použitých v dřívějších systémech, může být vynechána, čímž dojde k podstatnému snížení investičních nákladů. Vynechání jednoho z potrubí nesníží významně parametry nebo výkon zařízení ve srovnání s dřívějšími systémy. Další výhodou vynálezu je to, že u jiných aplikací vznikne nezanedbatelně 55 veliký akumulátor tepelné energie, a to v podstatě bez jakýchkoliv dodatečných nákladů,
-2CZ 290586 B6 obzvláště vhodný pro vyrovnávání špiček spotřeby tepla. Vynález dále umožňuje udělat potrubí podstatně menší a tím i snížit investiční náklady na výrobu potrubní sítě. Základní idea vynálezu tak může být využita pro konstrukci potrubních systémů, skládajících se z potrubních soustav s různými energetickými úrovněmi. Navracející se kapalina z jednoho systému tak může být využita jako účinná pracovní kapalina systému dalším. Aplikace vynálezu podstatně snižuje náklady na dřívější kombinovaná zařízení a mnohem účinněji využívá tepelnou energii.
Přehled obrázků na výkresech
V následujícím textu bude vynález podrobně popsán s odkazem na provedení vynálezu podle připojených vý kresů, na nichž obr. 1 znázorňuje křivky teplotní výdrže u tří různých míst ve Finsku, obr. 2 jedno ze zařízení v provedení podle uvedeného vynálezu během chladicí periody, obr. 3 průřez zařízením z obr. 2, vedený podél linie III—III na obr. 2, obr. 4 zařízení v provedení podle uvedeného vynálezu z obr. 2 během ohřívací periody, obr. 5 průřez zařízením, vedený podél linie V-V na obr. 4, obr. 6 druhé zařízení v provedení podle uvedeného vynálezu, obr. 7 průřez zařízením, vedený podél linie VII-VII z obr. 6, obr. 8 třetí zařízení v provedení podle uvedeného vynálezu, obr. 9 průřezu zařízením, vedený podél linie IX-IX z obr. 8, a obr. 10 průřez čtvrtý m zařízením v provedení podle uvedeného vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Ve skutečnosti je vynález založen na pozorování, že špičky poptávky na vytápění a na chlazení nejsou shodné, nepobírají ve stejnou dobu. Obr. 1 znázorňuje trvání teplotních křivek vnějšího ovzduší na třech odlišných místech ve Finsku, uvedený diagram je založen na pozorování počasí, probíhajícím od roku 1961 do roku 1980. Křivka 1 je založena na měření, provedeném Meteorologickým institutem v Helsinkách, na letišti Vantaa. Křivka 2 je založena na podobném měření, provedeném na letišti Jyvaskylá. Křivka 3 je pak založena na měření, provedeném na letišti Rovaniemi.
Teploty použité při konstrukci vytápěných zařízení a rozvodné tepelné sítě jsou -26 °C v Helsinkách, -32 °C v Jyvaskylá a -38 °C v Rovaniemi. Pokud budeme z důvodu jednoduchosti předpokládat, že teplotní požadavek na vytápění budovy 14 je přímo úměrný rozdílu venkovní a vnitřní teploty a že vnitřní teplota je +22 °C. Pak je jednoduché určit, kdy došlo ke zmenšení požadavku na teplo potřebné k vytápění budovy 14 na poloviční hodnotu, na kterou byl systém konstruován. Na obr. 1 jsou tyto uvedené hodnoty vnější teploty následující: -2 °C Helsinky v bodě la, -5 °C v Jyvaskylá v bodě 2a a -8 °C v Rovaniemi v bodě 3a. Ve skutečnosti není situace tak jednoduchá, protože v budově je vždy potřebná teplá užitková voda a tak se i mění proporce množství horké vody a celkové spotřeby tepelné energie se mění s typem budovy 14. Špička spotřeby je zarovnána snížením proudění vzduchu v budově 14, v jejím ventilačním systému. Rovněž na základě výše uvedené představy je možné uvést, že v průměru byla spotřeba
-3CZ 290586 B6 tepla v budově 14 jednoznačně snížena na méně než polovinu, a to v čase, kdy dojde k přiblížení venkovní teploty na hodnotu +10 °C.
Požadavky na chlazení budovy 14 pomocí vnější energie se významně různí. V obvyklých budovách 14 je chlazení nutné jen zřídka. Ve starých kancelářských budovách 14 je chlazení potřebné při teplotě v rozmezí +18 °C až +20 °C. V nových budovách 14 s velkým množstvím lidí a s velkým množstvím nového technologického vybavení se může chlazení stát potřebným, již v době, kdy venkovní teplota dosáhne hodnoty v rozmezí +12 °C až +16 °C. Některé z budov 14, jako například školy, vládní úřady a podobné, nejsou obvykle rovněž používány během hlavních období, kdy dochází k nárůstu požadavku na dodávku energií na maximum - například během letních školních prázdnin. V průměru se může chlazení stát potřebným při teplotě okolo +16 °C - to je křivka A a body lb, 2b a 3b na obr. 1. Při odhadu, tímto způsobem, tak toto chlazení nedosáhne úrovně 50 % až do doby, kdy teplota dosáhne asi +22 °C.
Rozdíl mezi vnější teplotou, při které požadavek na vytápění nebo na chlazení přesahuje 50 % je tak velký, jasně nad 10 °C, že zpětné potrubí 20 rozváděči sítě nemůže být přetížené z důvodu nepřetržitého použití. Když budeme uvažovat rozváděči síť jako celek, tak jsou rozdíly tak veliké, že i jednotlivá budova 14, kde je tepelná energie využívána nejen k vytápění či chlazení, může změnit celkovou situaci v napojeném systému.
Výše uvedený odstavec rozebírá průběh teplot ve Finsku. Stejný rozbor je možné aplikovat na všechny klimatické zóny, kde musí být budovy 14 jak vytápěny, tak i chlazeny. Přerušovaná čára na obr. 1 je křivka pro Dánsko. Jak může být vidět, tak obecný smysl křivek se nijak nezměnil. Na většině evropského kontinentu je rozhodujícím faktorem při určení velikosti zpětného potrubí 20 požadavek na vytápění, ale například na severu Itálie je to již požadavek na chlazení budov j_4.
Základní jednoduchou ideou vy nálezu je to, že teploty vracející se vytápěcí a chladicí vody jsou navržené tak, aby byly shodné, a že vytápěcí a chladicí voda se vrací společným zpětným potrubím 20. Tím je možno vynechat jedno zpětné potrubí 20.
Funkce a možná provedení zařízení pro rozvádění tepelné energie podle vynálezu jsou popsány s odkazem na obr. 2 až obr. 10.
Obr. 1 až obr. 4 znázorňují rozvodnou síť, kde jsou průtoky vody, pro chlazení i vytápění, v navržené situaci stejné. Obr. 2 a obr. 3 znázorňují situaci během doby chlazení. V potrubí 10 protéká vytápěcí voda, použitá pro výrobu horké užitkové vody a - během jara a během podzimu - pro vyhřívání budovy L4. V potrubí 30 protéká chladicí voda. Potrubí 20 je společné zpětné potrubí 20 a musí být navrženo tak, aby bylo schopné pojmout průtok vody při maximální poptávce po tepelné energii, nebo naopak by mělo být schopné vést chladicí vodu při maximálním požadavku na chladicí energii a navíc ještě průtok vody pro výrobu horké užitkové vody. Na obr. 1 jsou znázorněna chladicí zařízení 15 a vytápěcí zařízení 16. Vytápěcí voda je dodávána do vytápěcího zařízení 16 pobočným potrubím 10a a chladicí voda je dodávána do chladicího zařízení 15 pobočným potrubím 30a. Vytápěcí voda se pak navrací do zpětného potrubí 20 zpětným potrubím 20a a chladicí voda pak zpětným potrubím 20b.
Pokud je u horkovodního potrubí 10 a u potrubí 30 s chladicí vodou předpokládáno, že jsou stejné velikosti, tj. mají například 300 mm v průměru, pak je průtok vody oběma větvemi potrubí asi 305 m3/h, pokud je umožněna rychlost proudění vody 1,2 m.s1. Pokud je teplota horké vytápěcí vody asi 105 °C a u chladicí vody pak asi 7 °C a teplota obou při návratu pak 25 °C, je maximální vyhřívací energie 28,4 MW a maximální chladicí energie pak 5,7 MW. Toto je v souladu s finskou urbanistickou strukturou a klimatem, protože ve Finsku většina budov 14 nemá chladicí systém, neboť období, kdy by chlazení bylo potřeba je velice krátké a zimy jsou zde skutečně studené. V jižních krajích se však požadavek na chlazení stává rozhodujícím faktorem.
-4CZ 290586 B6
Když se zpětné potrubí 20 navrhuje, musí být požadavek na horkou užitkovou vodu také brán v úvahu. A to proto, že situace s chlazením se rovněž stává rozhodujícím faktorem, při platnosti výše uvedených předpokladů. Pokud je u horké vody předpoklad, že tvoří asi 20 % denní spotřeby vytápěcí energie, tak průtok vody ve zpětném potrubí 20 je 366 m3/h a průměr zpětného potrubí 20 je 330 mm. Pokud naopak jsou všechna potrubí JO, 20, 30 požadována o stejné velikosti, tak teplota chladicí vody je asi 3,5 °C, neboje maximální chladicí energie asi 4,8 MW.
V každém případě je potřeba pouze jednoho přídavného potrubí 19 pro chladicí médium.
Na obr. 1 a na obr. 5 je vidět, jak výše zmíněné provedení vynálezu pracuje v zimním období. Voda s teplotou v rozmezí 100 °C až 115 °C je dodávána horkovodním potrubím 10 za účelem vyhřívání budovy 14 a pro výrobu horké užitkové vody. Voda se pak navrací zpětným potrubím 20. Protože zde není využíváno chlazení, tak není použito potrubí 30 se studenou vodou.
Pokud je potrubí 30 na studenou vodu použito a je napojeno na přepouštěcí první ventil 17 do horkovodního přívodního potrubí 10 z teplárny způsobem podle obr. 6, a dále rovněž v souladu s obr. 6 pomocí přepouštěcího druhého ventilu 18 do horkovodního přívodního potrubí 10 v budově 14, pak může být potrubí 30 na studenou vodu využito rovněž v zimním období. Potrubí 30 na studenou vodu pak může být naplněno horkou vodou ve chvíli, kdy je spotřeba nízká, například v noci nebo o víkendu. Tato voda pak může být použita pro vyrovnávání špičkového zatížení.
V souladu s výše uvedeným, pokud je průměr potrubí 30 na studenou vodu 300 mm a délka tohoto potrubí 30 na studenou vodu je 3 000 m, pak může toto potrubí 30 na studenou vodu pojmout 212 m3 vody, to je dost k tomu, aby potrubí 30 bylo schopné vyrovnat 20 % přetížení po dobu 3,5 h, pokud je konstrukční výkon rozváděči horkovodní sítě 28,5 MW a rozdíl v teplotách je 80 °C. Tak zde existuje významně velký tepelný akumulátor, který je v podstatě bez jakýchkoliv nákladů. Jedině náklady jsou na dva dvoupolohové přepouštěcí ventily 17 a 18. Výše uvedené zpětné potrubí 20 o průměru 300 mm je dostatečné pro celkové množství vody.
Vynález snižuje konstrukční příkon celé teplárny, takže má rovněž významný ekonomický efekt. Dále, dostatečný výkon je předložen po celé ploše použití, tj. horkovodní potrubí 10 může být navrženo pro 80 % vodního toku požadovaného pro maximální výkon, což není v případě, že horkovodní nádrže jsou umístěny do teplárny. Takové teplárny jsou obecně používány pro vyrovnávání špičkového zatížení.
Obr. 8 a obr. 9 znázorňuje další provedení zařízení k rozvádění tepelné energie podle vynálezu. U tohoto provedení je horkovodní potrubí 10 navrženo s ohledem na výkon existující pouze ve chvíli, kdy je potřebné chlazení, stejně jako výkon požadovaný teplou užitkovou vodou. Souhrnem to dělá v rozmezí 30 až 35 % navrhovaného výkonu. Potrubí 30 na studenou vodu je navrženo s ohledem na požadavek na chladicí energii, pokud je průtok vody požadovaný systémem alespoň v rozmezí 65 až 70 % průtoku vody požadovaného v návrhu pro tepelný výkon.pokud je to méně, než činí uvedená hodnota, pak potrubí 30 na studenou vodu je navrženo na základě tepelného výkonu, v tomto případě nevyžaduje ve skutečnosti chlazení jakoukoliv potrubní kapacitu, protože potrubí 10 na horkou vodu je jednoduše rozděleno do dvou větví a jedna z těchto věcí je rezervována pro chladicí vodu potřebnou v létě. Dodatečné náklady v potrubní rozváděči síti, vyžádané chlazením jsou velmi malé: rozdíl v ceně mezi jedním potrubím 10 s velkým průměrem a dvěma malými potrubími 10 o celkovém průřezu stejném, jako u velkého potrubí, je velmi nízký. Náklady činí v rozmezí 10 až 20 % nákladů v současnosti používaných systémů.
U zařízení v provedení podle obr. 10 jsou dodávány dva druhy chladicí energie. Toto provedení vynálezu připomíná provedení z obr. 8 a z obr. 9. v potrubí 30 na studenou vodu proudí voda, mající teplotu například +7 °C a potřebná pro chlazení budovy 14, zatímco v potrubí 19 proudí studená voda (asi +2 °C) určená ke chlazení třeba výkladních skříní v obchodech s potravinami.
-5 CZ 290586 B6
Potrubí 30 na studenou vodu nyní může pracovat jako zpětné potrubí 20 pro potrubí 19, protože voda, navracející se z výkladních skříní o teplotě v rozmezí +5 °C až +7 °C je velmi dobře vhodná pro chlazení budov 14. Tímto způsobem je tato voda využita v podstatě dvakrát. Z tohoto důvodu může být potrubí 30 na studenou vodu navrženo tak, že je menšího průměru. Přirozeně 5 není vůbec potřeba žádného zpětného potrubí 20. Efekt na investiční náklady je podobný efektu z provedení na obr. 8, tj. dva druhy chladicí energie mohou být dodávány s velmi malými dodatečnými náklady. Dále, provedení z obr. 10 umožňuje dodávat uvedenou chladicí energii rovněž v zimním období.
Výše uvedená provedení vynálezu nejsou nijak omezena, ale vynález může být naopak modifikován zcela volně s ohledem na uvedené patentové nároky. Tak je zřejmé, že zařízení ' podle vynálezu, nebo detaily tohoto vynálezu nemusí být identické tomu provedení, které je na obrázcích, ale jsou tak možná i jiná řešení. Například absorpční agregát nebo nějaký jiný zdroj I chlazení, nemusí být umístěn přímo v teplárně, ale může být umístěn kdekoliv v potrubní síti, jako tzv. podcentrum, nebo může rovněž sloužit větší budově 14, jako například v nemocnici. Energie je tak dodávána do absorpčního agregátu ve formě tepla pomocí normálního dvoupotrubního systému, a přenášena dále pomocí třípotrubního, nebo vícepotrubního systému v souladu s výše uvedeným. Nevýhodou uvedeného zařízení je vysoká teplota dodávané vody do oblasti vytápění, stejně jako údržba, servis, apod.

Claims (3)

1. Zařízení k rozvádění tepelné energie, vázané na nosič tepla a koncentrovaně vyráběné za účelem vytápění a/nebo chlazení budov, přičemž vytápění energie je určena k rozvádění do vytápěcího zařízení (16) budov (14) pomocí jednoho potrubí (10) nebo jedné skupiny potrubí
30 (10), a podobně je chladicí energie určena k rozvádění do chladicích zařízení (15) pomocí jiného potrubí (30, 19) nebo skupiny potrubí (30, 19), vyzn ač u j í cí se tí m , že potrubí (30, 19), popřípadě skupina potrubí (30, 19), pro rozvádění chladicí energie je spojeno s potrubím (10), popřípadě skupinou potrubí (10), pro rozvádění vytápěcí energie prostřednictvím prvního ventilu (17) aje pak napojeno v budovách (14) nebo v okolí budov (14) prostřednictvím druhého ventilu 35 (18), přičemž jak potrubí (30, 19), popřípadě skupina potrubí (30, 19), pro rozvádění chladicí energie, tak i potrubí (10), popřípadě skupina potrubí (10), pro rozvádění vytápěcí energie jsou spojeny se společným zpětným potrubím (20) nebo skupinou zpětných potrubí (20).
2. Zařízení krozvádění tepelné energie podle nároku 1, vyznačující se tím, že 40 potrubí (30) pro rozvádění chladicí energie je rozděleno do dvou či více potrubí (19) pro přenos nosiče tepla o rozdílných teplotách.
3. Zařízení krozvádění tepelné energie podle nároku 2, vyznačující se tím, že potrubí (30) obsahující nosič tepla o vyšší teplotě tvoří zpětné potrubí (20) nosiče tepla pro
45 potrubí (19), obsahující nosič tepla s nižší teplotou.
CZ19962161A 1994-01-24 1995-01-23 Zařízení k rozvádění tepelné energie CZ290586B6 (cs)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI940342A FI98856C (fi) 1994-01-24 1994-01-24 Termisen energian jakelujärjestelmä
PCT/FI1995/000029 WO1995020134A1 (en) 1994-01-24 1995-01-23 A thermal energy distribution system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ216196A3 CZ216196A3 (en) 1997-08-13
CZ290586B6 true CZ290586B6 (cs) 2002-08-14

Family

ID=8539679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19962161A CZ290586B6 (cs) 1994-01-24 1995-01-23 Zařízení k rozvádění tepelné energie

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP0740761B1 (cs)
JP (1) JPH09507706A (cs)
KR (1) KR970700847A (cs)
CN (1) CN1139477A (cs)
AT (1) ATE196194T1 (cs)
AU (1) AU1419595A (cs)
BG (1) BG100741A (cs)
CA (1) CA2181452A1 (cs)
CZ (1) CZ290586B6 (cs)
DE (1) DE69518738T2 (cs)
DK (1) DK0740761T3 (cs)
EE (1) EE9600083A (cs)
ES (1) ES2149963T3 (cs)
FI (1) FI98856C (cs)
NO (1) NO963068L (cs)
PL (1) PL177015B1 (cs)
SK (1) SK96096A3 (cs)
WO (1) WO1995020134A1 (cs)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29900636U1 (de) * 1999-01-18 1999-04-01 Supellex Ag, Frauenfeld Vorrichtung zum Verteilen und Mischen eines im geschlossenen Kreislauf umgewälzten Wärmeträgermediums
ITCH20050004U1 (it) * 2005-11-11 2007-05-12 Angelosante Dino D modulo di utilizzazione di fuido termovettore primario per l'alimentazione di utenze combinate.
CN103163911A (zh) * 2013-01-31 2013-06-19 石家庄均宜采暖科技有限公司 一种电加热系统的温度控制系统和方法
DE102013214891A1 (de) * 2013-07-30 2015-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Wärmetechnische Verschaltung einer Geothermiequelle mit einem Fernwärmenetz
CN104651780A (zh) * 2015-03-11 2015-05-27 丹阳市鼎新机械设备有限公司 一种镀膜专用正电子元素蒸汽发生器
EP3165831A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-10 E.ON Sverige AB A district thermal energy distribution system
EP3267119A1 (en) * 2016-07-07 2018-01-10 E.ON Sverige AB Combined heating and cooling system
CN109564438B (zh) * 2016-07-20 2022-02-22 威拓股份有限公司 区域制热中的返回温度的降低以及区域制冷中的返回温度的增加
EP3372903A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-12 E.ON Sverige AB A local thermal energy consumer assembly and a local thermal energy generator assembly for a district thermal energy distribution system
EP3505831A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-03 Brunnshög Energi AB Control unit and method for controlling a local distribution system's outtake of heat or cold from a thermal energy distribution grid
EP3637217A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-15 E.ON Sverige AB A method for controlling a thermal energy distribution system
DE102019134349A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Wolfgang Jaske und Dr. Peter Wolf GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Wolfgang Jaske, 49811 Lingen; Dr. Peter Wolf, 26209 Hatten) Gebäudesystem zur Klimatisierung und Wärmeversorgung
BE1030934B1 (nl) * 2022-10-03 2024-04-29 Renson Ventilation Nv Een verwarmings- en/of koelingssysteem voor collectieve residentiële wooneenheden, een sturingsinrichting daarvoor en een werkwijze voor het aansturen daarvan
FR3144268A1 (fr) 2022-12-27 2024-06-28 Watinyoo Système d’échange thermique par boucle d’échange géothermique associé a à des sources de chaleur additionnelles

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1210538B (de) * 1962-01-09 1966-02-10 Luwa Ag Heiz- und/oder Kuehlanlage
AT231661B (de) * 1962-07-13 1964-02-10 Luwa Ag Klimaanlage und Differenzdruckregler hiefür
DE1269318B (de) * 1964-02-20 1968-05-30 Meyer Fa Rud Otto Hochdruck-Klima- oder Lueftungsanlage mit einem in mehrere Zonen unterteilten Dreileiter-Wassernetz und gemeinsamen Waerme- und Kaelteerzeugern fuer alle Zonen
US3288205A (en) * 1964-11-02 1966-11-29 Borg Warner Three-pipe air conditioning system and control arrangement therefor
GB1602219A (en) * 1977-08-17 1981-11-11 Canada Square Management Ltd Heating and cooling system
FI92867C (fi) * 1991-11-22 1997-07-08 Suomen Puhallintehdas Oy Ilmastointilaitteisto huonetiloja varten
FI94173C (fi) * 1992-03-10 1998-04-15 Flaekt Oy Menetelmä ja laitteisto rakennuksen huonetilojen lämmittämiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
AU1419595A (en) 1995-08-08
DE69518738T2 (de) 2001-05-03
FI98856C (fi) 1997-08-25
ES2149963T3 (es) 2000-11-16
PL315526A1 (en) 1996-11-12
NO963068L (no) 1996-09-16
CA2181452A1 (en) 1995-07-27
DE69518738D1 (de) 2000-10-12
BG100741A (en) 1997-02-28
ATE196194T1 (de) 2000-09-15
FI98856B (fi) 1997-05-15
EE9600083A (et) 1996-12-16
FI940342A0 (fi) 1994-01-24
EP0740761A1 (en) 1996-11-06
DK0740761T3 (da) 2000-10-16
KR970700847A (ko) 1997-02-12
CN1139477A (zh) 1997-01-01
EP0740761B1 (en) 2000-09-06
FI940342A (fi) 1995-07-25
JPH09507706A (ja) 1997-08-05
SK96096A3 (en) 1997-02-05
CZ216196A3 (en) 1997-08-13
WO1995020134A1 (en) 1995-07-27
NO963068D0 (no) 1996-07-23
PL177015B1 (pl) 1999-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Esen et al. A techno-economic comparison of ground-coupled and air-coupled heat pump system for space cooling
CZ290586B6 (cs) Zařízení k rozvádění tepelné energie
JP3036634B1 (ja) 分散型ヒートポンプ装置による地域冷暖房システム
EP0772754B1 (en) A method and system for transferring heating and/or cooling power
CZ290405B6 (cs) Způsob rozvádění tepelné energie a zařízení k provádění tohoto způsobu
Tanaka et al. Feasibility study of a district energy system with seasonal water thermal storage
Zeh et al. 5th generation district heating and cooling networks as a heat source for geothermal heat pumps
US20220325904A1 (en) Auxiliary system for a low-temperature thermal energy distribution network
CZ2000499A3 (cs) Způsob realizace chlazení
Lazzarin Solar-assisted absorption heat pumps feasibility
Liu et al. Research on Optimization of Regional Integrated Energy System Based on Thermal Inertia of Building Clusters
Dhaundiyal et al. Investigation of a vertical closed‐loop geothermal system for heating an educational building
PL181754B1 (pl) Zespól do wytwarzania mocy chlodniczej i grzewczej PL
Husetić et al. The Role of Heat Pumps in the Energy Efficiency of Buildings
Vasilev Analysis of perspective technical solutions for the implementation of integrated heat and cooling systems in a harsh continental climate
JPH07116641A (ja) 下水熱を利用した恒温水の供給及び利用システム
Okumiya Revolution of urban energy system
Chicherin et al. Benefits of Cascade Connection within a District Heating (Dh) System: Operational Data for a Feasibility Analysis
Calm Recovery of wasted heat with centralized and distributed heat pump systems
FI100431B (fi) Menetelmä ja sovitelma jäähdytystehon tuottamisen yhteydessä
CN115823647A (zh) 一种分布式多能互补冷暖辐射换热系统
CZ116598A3 (cs) Způsob a zařízení pro výrobu chladu
Kanoglu et al. Incorporating a district heating/cooling system to an existing geothermal power plant
CN101523124A (zh) 主动热能存储系统
Al-Juwayhel Simulation of the dynamic performance of air-source, earth-source, and solar assisted earth-source heat pump systems

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20050123