EA024870B1

EA024870B1 - Система утилизации тепла

Info

Publication number: EA024870B1
Application number: EA201400140A
Authority: EA
Inventors: Артем Николаевич ЯКОВЛЕВ
Original assignee: Артем Николаевич ЯКОВЛЕВ
Priority date: 2013-02-19
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2016-10-31
Also published as: WO2014129935A1; EA201400140A1

Abstract

Изобретение относится к области энергетики, а именно к системам утилизации тепла с холодильных машин. В системе утилизации тепла на входе линии нагнетания 1 установлен обратный клапан линии нагнетания 2, выход которого соединен с входом соленоидного вентиля 3, установленного на линии утилизации тепла 4, и входом регулятора давления конденсации утилизации 5. Выход регулятора давления конденсации утилизации 5 соединен с выходом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4, входом регулятора давления 7 в ресивере 8, установленном на линии байпас 9, и входом регулятора давления конденсации 10. Выход регулятора давления 10 соединен с входом выносного конденсатора 11, выход которого соединен с входом реле давления 12 и входом обратного клапана 13 жидкостной линии 14, выход которого соединен с выходом обратного клапана 15 линии байпас 9 и с входом в ресивер 8. Выход соленоидного вентиля 3 соединен с теплообменником 16, выход которого соединен с входом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4. Изобретение позволяет производить 100% возврат тепла для различных нужд.

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к системам утилизации тепла с холодильных машин.

Уровень техники

Известна система регулирования давления конденсации (Ьйр://№№№.йап£о88.сот/ИЕ/гйои1уге8/135С14СР-3В0В-4РП1-9САП03879ЕП1В3Е6/0/Роуу8Ьетее£Гек11УПО8Й_раг13.рй£, стр. 16), в которой выход линии нагнетания компрессора соединен с входом регулятора давления в ресивере, расположенном на линии байпас, и входом регулятора давления конденсации, выход которого соединен с входом выносного конденсатора, выход которого соединен с входом обратного клапана жидкостной линии, выход которого соединен с ресивером, выход регулятора давления в ресивере, расположенного на линии байпас, соединен с выходом обратного клапана жидкостной линии и входом в ресивер.

Недостатком этой системы является то, что все тепло, отнимаемое конденсатором от газа, утилизируется на улицу.

Раскрытие изобретения

Основной технической задачей является создание системы утилизации тепла, позволяющей обеспечить возврат тепла от перегретого газа в помещение без нарушения режимов работы холодильного оборудования.

Основная техническая задача достигается тем, что в системе утилизации тепла, включающей линию нагнетания компрессора, регулятор давления конденсации, выносной конденсатор, выход которого соединен с входом обратного клапана жидкостной линии, выход которого соединен с ресивером, согласно предложенному решению на входе линии нагнетания компрессора установлен обратный клапан линии нагнетания, выход которого соединен с входом соленоидного вентиля, установленного на линии утилизации тепла и входом регулятора давления конденсации утилизации, выход которого соединен с выходом обратного клапана линии утилизации тепла, входом регулятора давления в ресивере, расположенном на линии байпас, и входом регулятора давления конденсации, выход соленоидного вентиля соединен с теплообменником, выход которого соединен с входом обратного клапана линии утилизации тепла, выход регулятора давления в ресивере соединен с входом обратного клапана линии байпас, выход которого соединен с выходом обратного клапана жидкостной линии и входом в ресивер, выход выносного конденсатора соединен с входом реле давления и входом обратного клапана жидкостной линии.

Краткое описание чертежей

Изобретение поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема системы утилизации, на фиг. 2 - принципиальная схема, в которой в качестве теплообменника используются фанкойлы, на фиг. 3 - принципиальная схема, в которой в качестве теплообменника используется пластинчатый теплообменник.

Осуществление изобретения

В системе утилизации тепла на входе линии нагнетания 1 установлен обратный клапан линии нагнетания 2, выход которого соединен с входом соленоидного вентиля 3, установленного на линии утилизации тепла 4, и входом регулятора давления конденсации утилизации 5. Выход регулятора давления конденсации утилизации 5 соединен с выходом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4, входом регулятора давления 7 в ресивере 8, установленном на линии байпас 9, и входом регулятора давления конденсации 10. Выход регулятора давления 10 соединен с входом выносного конденсатора 11, выход которого соединен с входом реле давления 12 и входом обратного клапана 13 жидкостной линии 14, выход которого соединен с выходом обратного клапана 15 линии байпас 9 и с входом в ресивер 8. Выход соленоидного вентиля 3 соединен с теплообменником 16, выход которого соединен с входом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Регулятор давления конденсации утилизации 5 настраивается по паспорту холодильной машины, например 42°С или 17,5 бар. Регулятор давления конденсации 10 настраивается на максимальную температуру окружающей среды, например 30°С или 13 бар. Регулятор давления 7 в ресивере 8 настраивается ниже настройки регулятора давления конденсации 10 на 1-2 бар-10 бар. Реле давления 12, установленное на жидкостной линии, настраивается на минимальную температуру конденсатора 10°С-7,2 бар с дифференциалом - 1,5 бар. В систему заправляется газ - К404а.

В линию нагнетания 1 компрессором или группой компрессоров нагнетается перегретый газ. Если производительности теплообменника 16 достаточно, чтобы сконденсировать газ, не достигая уставки давления 17,5 бар, то регулятор давления конденсации утилизации 5 останется закрытым, и весь объем перегретого газа будет проходить через теплообменник 16. При этом утилизируется 100% тепла от нагнетания. Если давление нагнетания перед регулятором давления конденсации утилизации 5 тепла начинает расти (например: нагреваемая среда достигла высокой температуры и теплосъема недостаточно для поддержания необходимого давления конденсации), то регулятор давления конденсации утилизации 5 откроется настолько, насколько необходимо, чтобы давление конденсации упало до уставки 17,5 бар.

- 1 024870

При этом часть перегретого газа утилизируется выносным конденсатором 11. Если проток горячего газа на линии утилизации тепла 4 закрыт с помощью соленоидного вентиля 3, то обратный клапан линии 6 утилизации тепла не даст газу залечь в теплообменнике. Если теплообменник 16 производит переохлаждение газа (например: нагреваемая среда очень низкой температуры), и давления газа на выходе линии утилизации тепла 4 недостаточно для поддержания заданной температуры выносного конденсатора 11, то реле давления 12 с помощью соленоидного вентиля 3 тепла закрывает проток через линию утилизации тепла 4 до тех пор, пока температура выносного конденсатора 11 не достигнет заданной температуры.

В условиях холодного климата, для избегания залегания газа в теплообменнике выносного конденсатора 11 поддерживается давление в выносном конденсаторе 11 и ресивере 8, то есть выносной конденсатор 11 должен быть теплым и в ресивере 8 должно быть достаточное давление для проталкивания сжиженного хладона на потребителей холода. Регулятор давления конденсации 5 поддерживает давление до себя 13 Ьаг и открывается с ростом давления на входном патрубке. Регулятор давления 7 в ресивере 8 поддерживает давление после себя и открывается с падением давления на выходном патрубке. Когда значение давления на входе в регулятор давления конденсации 5 превышает значение уставки, регулятор давления конденсации 5 начинает открываться и газ попадает в выносной конденсатор 11, а затем в ресивер 8. Регулятор давления 7 в ресивере 8 открывается с падением давления на выходной стороне клапана, т.е. когда давление в ресивере 8 падает ниже уставки регулятора давления 7, составляющее 11 Ьаг, тем самым происходит прямой перепуск газа с нагнетания, что обеспечивает необходимое давление жидкости в ресивер 8.

Примеры конкретного выполнения

Для отопления помещения прямым съемом тепла с перегретого газа (фиг. 2) в качестве теплообменника 16 применяли фанкойлы, которые представляли собой меднопаяный теплообменник и вентиляторы в одном корпусе. Фанкойлы, снабженные пультом управления 17, устанавливали вместо радиатора центрального отопления или добавляли к ним. Производили регулирование протока горячего газа через фанкойл исходя из показаний датчика 18 с помощью соленоидного вентиля 3 и задавали скорость вращения вентилятора. На выходе каждого фанкойла установлен обратный клапан 6. При установке нескольких фанкойлов для распределения горячего газа по всем фанкойлам использовали обратный клапан с усиленной пружиной. На входе и выходе каждого фанкойла установлены запорные вентили 19.

В качестве теплообменника 16 также устанавливали пластинчатый теплообменник (фиг. 3). Жидкость (вода или антифриз) с потребителей проходила через фильтр механической очистки 20, выход которого соединен с входом в пластинчатый теплообменник 16, выход которого соединен с входом циркуляционного насоса 21, выход которого соединен с потребителями тепла (радиаторы отопления, бакгидроаккумулятор и т.д.).

Применение предложенного решения в помещении с маленькой холодильной централью на двух компрессорах ΒΙΤΖΕΚ 4ОС-7.2У К404а при работе одного компрессора позволяет получить до 19,16 кВт/ч тепловой энергии, что за сутки эквивалентно выделяемой энергии при сжигании 41 килограмма сжиженного газа. Такой объем выделяемого тепла позволит системе утилизации взять на себя основную часть отопления магазина.

Изобретение можно использовать для любых холодильных машин (низкотемпературные, среднетемпературные, кондиционеры, чиллеры и т.д.) и оно позволяет производить 100% возврат тепла для различных нужд. Также преимуществом является доступность и эффективность.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Система утилизации тепла, включающая линию нагнетания компрессора (1), регулятор давления конденсации (10), выносной конденсатор (11), выход которого соединен с входом обратного клапана (13) жидкостной линии (14), причем выход указанного обратного клапана (13) соединен с ресивером (8), отличающаяся тем, что на входе линии нагнетания компрессора (1) установлен обратный клапан (2) линии нагнетания (1), выход которого соединен с входом соленоидного вентиля (3), установленного на линии утилизации тепла (4), и входом регулятора давления конденсации при утилизации тепла (5), причем выход указанного регулятора давления (5) соединен с выходом обратного клапана (6) линии утилизации тепла (4), входом регулятора давления (7) в ресивере (8), расположенном на байпасной линии (9), и входом регулятора давления конденсации (10); выход соленоидного вентиля (3) соединен с теплообменником (16), выход которого соединен с входом обратного клапана (6) линии утилизации тепла (4); выход регулятора давления (7) в ресивере (8) соединен с входом обратного клапана (15) байпасной линии (9), причем выход указанного обратного клапана (15) соединен с выходом обратного клапана (13) жидкостной линии (14) и входом в ресивер (8); выход выносного конденсатора (11) соединен с входом реле давления (12) и входом обратного клапана (13) жидкостной линии (14).