FI129013B - Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä - Google Patents

Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä Download PDF

Info

Publication number
FI129013B
FI129013B FI20195024A FI20195024A FI129013B FI 129013 B FI129013 B FI 129013B FI 20195024 A FI20195024 A FI 20195024A FI 20195024 A FI20195024 A FI 20195024A FI 129013 B FI129013 B FI 129013B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat
heat exchanger
circuit
heating
evaporator
Prior art date
Application number
FI20195024A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20195024A1 (fi
Inventor
Antti Hartman
Original Assignee
Hoegforsgst 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 Hoegforsgst Oy filed Critical Hoegforsgst Oy
Priority to FI20195024A priority Critical patent/FI129013B/fi
Priority to EP20151595.4A priority patent/EP3683508B9/en
Publication of FI20195024A1 publication Critical patent/FI20195024A1/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI129013B publication Critical patent/FI129013B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D12/00—Other central heating systems
    • F24D12/02—Other central heating systems having more than one heat source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0207—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps district heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0235—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy
    • F24D11/0242—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy contained in exhausted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1072—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00—District heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/11—Geothermal energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F24D2200/123—Compression type heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/13—Heat from a district heating network
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/22—Ventilation air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/31—Air conditioning systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/32—Heat sources or energy sources involving multiple heat sources in combination or as alternative heat sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/02—Fluid distribution means
    • F24D2220/0271—Valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

Keksinnön kohteena on hybridilämmitysjärjestelmä, johon kuuluu - primäärilämmöntuottajan ensiöpiiri, - lämmityspiiri (22) kierrättäen kiertovettä säädettävästi kulutuskohteissa sanotun primäärilämmöllä lämmitetyn lämmönvaihtimen (14) kautta, - lämpöpumppuyksikkö (30) kytkettynä hyödyntämään höyrystimellään (34) valittua lämmönlähdettä sekä luovuttamaan sekundäärilämpöä lauhduttimellaan (36a) rinnakkaisesti primäärilämmön lämmönvaihtimen (14) rinnalla. - Valittu lämmönlähde käsittää ainakin poistoilmalämmönvaihtimen(20) ja jäähdytyspatterin (28).

Description

KAUKOLÄMPÖLÄMMITYSTÄ KÄYTTÄVÄ HYBRIDILÄMMITYSJÄRJESTELMÄ Keksinnön kohteena on kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridiläm- mitysjärjestelmä, johon kuuluu o primäärilämmöntuottajan ensiöpiiri käsittäen ainakin rinnakkain primäärilämmöllä lämmittävät käyttöveden lämmönvaihtimen ja lämmityskierron lämmönvaihtimen, o lämmityspiiri kierrättäen kiertovettä säädettävästi ku- lutuskohteissa sanotun primäärilämmöllä lämmitetyn läm- mönvaihtimen kautta, o lämpöpumppuyksikkö käsittäen kompressorin, kuristimen, höyrystimen ja lauhduttimen ja kytkettynä hyödyntämään höyrystimellään valittua lämmönlähdettä sekä luovutta- maan sekundäärilämpöä lauhduttimellaan rinnakkaisesti sanotun primäärilämmön lämmönvaihtimen rinnalla, jossa sanottu lämmönlähde käsittää ainakin poistoilmalämmön- vaihtimen ja jäähdytyspatterin.
Usein käyttöveden lämmönvaihtimen ja lämmityskierron lämmön- vaihtimen kanssa sarjaan on kytketty kylmän käyttöveden lämmön- vaihdin, jolloin palaavan käyttöveden kierto on liitetty sano- tun käyttöveden ylemmän ja alemman lämmönvaihtimen väliin. Varsinkin suuremmissa kiinteistöissä kaukolämmön rinnalla kan- > 25 nattaa käyttää lämpöpumppua, jolla on lämmönlähteenä esimerkik- N si maalämpö tai poistoilma. Koska kaukolämmön toimitussopimuk- O siin kuuluu aina määräyksiä esim. kaukolämpöveden minimijäähty- 3 mästä, tämä rajoittaa lämpöpumpun hyödyntämistä. x a X 30 Energiateollisuus ry on tuonut julkaisuja poistoilmalämpöpumpun 3 (PILP) soveltamisesta kaukolämpötalossa: Lämmönkäyttötyöryhmä > 30.10.2017; ”Poistolämpöpumppu (PILP) kaukolämpötaloon; ohjeet suunnittelijalle”. Julkaisu esittää esimerkkikytkentöjä (Hybri- di 1 ja Hybridi 2). Julkaisu esittää lämpöpumpun lämmityksen ohjaamista valinnaisesti kylmän käyttöveden lämmitykseen, jos lämpöä jää yli lämmityskierron lämmityksen jälkeen. Rakennuksessa on varsinkin kesäaikaan tilanne, ettei lämmönku- lutusta ole, mutta on jäähdytystarvetta. Tätä varten, yleensä rakennuksen katolle asennetaan usein lauhduttimet lämmönkulut- tajaksi lämpöpumpulle, jotta se pystyy tuottamaan jäädytystä. Tunnetaan ns. RoofTop-yksikköjä, joissa katolle asennettava tu- loilma-poistoilmavksikössä poistoilma voi toimia sekä lämmön- lähteenä LTO-tarkoituksessa että lämmönkuluttajana jäähdytys- tarkoituksessa. Tällaisen yksikön kytkeminen muuhun järjestel- mään ei ole käytännöllistä, koska silloin yksikön integraa- tiohyöty menetetään kokonaan.
Tämän keksinnön tarkoituksena on tuoda uudenlainen järjestelmä mahdollistamaan jäähdytyksen tuottaminen myös silloin, kun var- sinaista lämmönkulutusta ei ole. Keksinnön mukaiselle hybridi- järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patentti- vaatimuksissa.
Keksinnön mukaisessa järjestelmässä primäärilämpö voidaan tuot- taa monella tavalla - kaukolämpö on vain yksi sovellus. Sähkö- kattila voidaan mainita myös tyypillisenä primäärilämmöntuotta- jana. Tässä lämmön dumppauksella tarkoitetaan ylimäärälämmön S 25 poistamista järjestelmästä. & 5 Keksinnön mukainen ratkaisu skaalautuu helposti, koska esimer- 3 kiksi useita poistoilmalämmönvaihtimia voidaan kytkeä rinnak- E kain esimerkiksi kerrostalossa, jossa jokaisen rapun yhteydessä X 30 on oma poistoilmalinja katolle. Myös lämpöpumppuja ja muita 3 osakomponentteja voi olla useita rinnakkain. > Lisäksi maalämpöjärjestelmä on myös hyödynnettävissä sekä nor- maaliin tapaan että eräillä uusilla tavoilla (jäljempänä).
Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisien kuvioi- den eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole kuitenkaan tarkoitus yksinomaan rajoittaa.
Kuvassa 1 on esitetty kaukolämmitystä käyttävä ja lämpöpumpun avulla poistoilmalämpöä hyödyntävä hybridijärjestelmän peruskytkentä tavanomaisessa poistoilma-LTO-moodissa Kuvassa 2 on kuvan 1 järjestelmä tuottaa jäähdytystä lämpöpum- pun avulla, kun tavanomaista lämmönkulutusta ei ole (dumppausmoodi) Kuvassa 3 on virtauskytkennän valintajärjestelmään kuuluva put- kistokombinaatio Kuvassa 4 on havainnollistettu vapaavirtauserotinta Kuvien 1 ja 2 järjestelmän pohjana on ensiksi kaukolämpöä ta- vanomaisesti hyödyntävä peruskytkentä, johon kuuluu kaukolämmön ensiöpiiri rinnakkain lämmittävillä käyttöveden ylempi lämmön- vaihdin 11 ja lämmityskierron lämmönvaihdin 14 sekä yhteisesti näiden kanssa sarjaan kytketty kylmän käyttöveden KV lämmön- vaihdin 12, jossa palaavan käyttöveden kierto LVK on liitetty sanotun käyttöveden ylemmän ja alemman lämmönvaihtimien 12, 11 väliin. Tavanomaiseen järjestelmään kuuluu lämmityspiiri 22 kierrättäen kiertovettä säädettävästi sanotun kaukolämmön läm- > 25 mityksen lämmönvaihtimen 14 kautta. Sinänsä tunnettuna osana on N lämpöpumppuvyvksikkö 30 käsittäen kompressorin 31, kuristimen 32, 5 höyrystimen 34 ja lauhduttimen 36a kytkettynä hyödyntämään höy- S rystimellään valittua ulkoista lämmönlähdettä, tässä poistoil- E makoneikkoa 20 sekä luovuttamaan lämpöä lauhduttimellaan 36a 3 30 rinnakkaisesti sanotun kaukolämmön lämmönvaihtimen 14 rinnalla 3 valitulla tavalla. Palaava virtaus kulkee säiliön 19 kautta, > joka tasaa lämpötiloja. Niinpä kuvien 1 ja 2 kaukolämpöosan kytkennöillä ei ole merkitystä tässä keksinnössä.
Ns. vapaavirtauserotin 24 on valinnainen komponentti, jossa sa- maan tilavuuteen on liitetty lämmityspiirin latauksen tulo läm- mönvaihtimelta 14, sen poisto, lisälämmityksen tulo lauhdutti- melta 36a ja lisälämmityksen poisto. Tämän virtauskomponentin avulla latauspiirin kiertovirtaus ei häiriinny lisälämmityksen syöttövirtauksesta, mutta tällä saadaan oleellisesti latausvir- ran mukainen tilavuusvirta siirrettyä lisälämmityksen tulovir- rasta. Kuvaan 1 on piirretty valinnaisia poistoilmalämmönvaihtimia
207. Järjestelmää voidaan helposti hyödyntää usean poistoilma- kohteen yhteydessä. Esimerkiksi kerrostalon kunkin rapun yhtey- dessä on poistoilmalämmönvaihdin, jotka kytketään rinnakkain. Kaikki erillään olevat poistot saadaan näin hyödynnettyä.
Kuviin 1 ja 2 on merkitty lämpöpumppuyksikössä 30 ensimmäinen lauhdutin 36b tulistetun väliaineen lämpömäärän hyödyntämisek- si. Tämä tulistuksen hyödyntäminen ei ole tämän keksinnön kan- nalta oleellista.
Lämpöpumppuvksikkö 30 hyödyntää tässä poistoilmaa koneikon 20 avulla. Höyrystimen 34 painepuolelta (yhde 2) johdetaan glyko- lineste suoraan (venttiili 40 auki, venttiili 39 kiinni) pois- toilmalämmönvaihtimelle 20 LTO-käytössä, jolloin glykolineste S 25 lämpiää, joka lämpöenergia siirretään piirin 341 kautta höyrys- N timelle 34. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää muutakin saatavil- O la olevaa lämmönlähdettä, erityisesti maalämpökaivoa 60. Lämpö- 3 pumppu on tässä epäsuoralla höyrystyksellä liitetty poistoilma- E koneikkoon. Kytkentä voi olla myös suorahöyrysteinen, jossa X 30 kylmäaine kiertää suoraan poistoilmapatterissa tai muussa läm- 3 mönlähteessä. Glykolilla tarkoitetaan tässä sopivaa väliainet- > ta, yleensä joko etanolia, propyleeni- tai etyleeniglykolia.
Järjestelmässä voidaan hyödyntää sellaisiakin moodeja, joissa lämpöpumppu ei ole toiminnassa.
Pumpuilla ja poistoilmako- neikoilla kierrätetään glykolia sekä poistoilmapatterin, maa- lämpökaivon 60 että lämmönvaihtimen 34 (ei toiminnassa) kautta. 5 Tällä tavoin maalämpökaivosta tulee lämpövarasto poistoilmasta saadulle lämmölle.
Höyrystimeltä 34 lähtevän glykolin alhainen lämpötila mahdol- listaa sen hyödyntämisen jäähdytyspatterissa 28, joka on lii- tetty ns. ryöstökytkentänä oman pumpun avulla samaan linjaan (yhteet 3 ja 4). Piireillä 261 ja 262 ei ole käyttöä LTO- moodissa.
Kuva 2 esittää sen sijaan tapausta, jossa kiinteistössä on hy- vin vähäinen lämmönkulutus, mutta tarvitaan jäähdytystä.
Kiin- teistön lämmitykseen (lämmityspiiri 22) ei kulu lainkaan lämpö- pumpun lämmitystehoa ja käyttövedenkin lämmitykseen vain vähäi- nen määrä.
Jäähdytyksen tuottaminen edellyttää lämpömäärän luo- vutusta korkeammassa lämpötilassa.
Siten järjestelmästä täytyy löytyä erillinen lämmönluovutuspaikka tällaisia tilanteita var- ten.
Tätä varten lämmityspiirin 22 rinnalle on asennettu lisä- piiri 261 omalla pumpullansa 263 luovuttaen lämpöä lämmönvaih- timen 26 kautta glvkolipiiriin 262. > 25 Nyt kiertolinja 38 sulkuventtiili 39 on auki ja linjan 342 sul- N kuventtiili 40 on kiinni.
Tällöin poistoilman lämmönvaihdin 20 5 onkin liittynyt dumppauslämmönvaihtimen 26 piirin 262. Tällä S tavoin poistoilmalämmönvaihtimessa 20 poikkeuksellisesti lämmi- E tetään poistoilmaa, mikä mahdollistaa oleellisesti samansuurui- X 30 sen jäähdytyksen. 3 > Höyrystin 34 tuottaa kylmää ainoastaan jäähdytyspatteria 28 varten.
Maalämpökaivo 60 saattaa olla tietyissä tilanteissa kierrossa mukana, jos se pystyy ottamaan vastaan lämpöä.
Kuvassa 3 on putkistokombinaatio, jossa on jakotukit eli pää- linjat A ja B sekä niiden keskellä venttiilillä 39 suljettava kiertolinja 38. Lisäksi ainakin yhdessä päälinjassa A, B on sulkuventtiili 40. Putkistokombinaatio 50 on muodostettu edul- lisesti omalla rungolla varustetuksi komponentiksi (katkovii- va).
Yhteet 1 ja 2 liitetään höyrystimeen ja yhteet 9 ja 10 pois- toilmalämmönvaihtimeen. Yhteet 3 ja 4 liitetään jäähdytyspatte- riin sekä yhteet 5 ja 6 dumppauspiiriin. Maalämpökaivon yhteet ovat vallinaiset.
Järjestelmään kuuluu venttiilin ohjausjärjestelmä, joilla sul- kuventtiileitä 39, 40 käytetään toimintamoodien aikaansaamisek- si.
Lämpöpumpun lämpötilatasot vaihtelevat tehontarpeiden mukaan. Jos lämmitystarve on pieni, niin poistoilma lämmittää keruupii- riä normaalia lämpimämmäksi. Myös latauspuolella lämpötilataso vaihtelee tarpeen mukaan.
Poistoilma-LTO-kytkennässä jäähdytyspiiri ketjutetaan, kun ta- lossa on lämmitystarvetta samaan aikaan kun siellä on hiukan S 25 jäähdytystarvetta. Tällöin dumppausta ei tapahdu ja lämpöpumppu N jäähdyttää samalla jäähdytyspiiriä ja poistoilmaa. Tämä on kui- 5 tenkin harvinainen tilanne.
3 E Maalämpö toimii tiettynä aikana isona kylmä/lämpövarastona - X 30 siis tuon jäähdytyspiirin 3-4 kanssa sarjassa.
3 > Kuvassa 4 on esitetty vapaavirtauserotin 24, jossa samaan tila- vuuteen on liitetty lämmityspiirin latauksen tulo 24.1, sen poisto 24.2, lisälämmityksen tulo 24.4 ja lisälämmityksen pois-
to 24.3. Tämän virtauskomponentin avulla latauspiirin kierto- virtaus ei häiriinny lisälämmityksen syöttövirtauksesta, mutta tällä saadaan oleellisesti latausvirran mukainen tilavuusvirta siirrettyä lisälämmityksen tulovirrasta. Tämä komponentti kuten primäärilämmityksen muoto muutenkaan ei ole keskeistä tämän keksinnön kannalta.
oO
N O N S O O
I a a +
N O O O O N

Claims (6)

Patenttivaatimukset
1. Hybridilämmitysjärjestelmä, johon kuuluu o primäärilämmöntuottajan ensiöpiiri käsittäen ainakin rinnakkain primäärilämmöllä lämmittävät käyttöveden lämmönvaihtimen (11) ja lämmityskierron lämmönvaihtimen (14) sekä edullisesti yhteisesti näiden kanssa sarjaan kytketyn kylmän käyttöveden lämmönvaihtimen (12), jol- loin palaavan käyttöveden kierto (LVK) on liitetty sa- notun käyttöveden ylemmän ja alemman Jlämmönvaihtimen (12, 11) väliin, o lämmityspiiri (22) kierrättäen kiertovettä säädettäväs- ti kulutuskohteissa sanotun primäärilämmöllä lämmitetyn lämmönvaihtimen (14) kautta, o lämpöpumppuyksikkö (30) käsittäen kompressorin (31), kuristimen (32), höyrystimen (34) ja lauhduttimen (36a, 36b) ja kytkettynä hyödyntämään höyrystimellään (34) valittua lämmönlähdettä sekä luovuttamaan sekundääri- lämpöä lauhduttimellaan (36a) rinnakkaisesti sanotun primäärilämmön lämmönvaihtimen (14) rinnalla, jossa sa- nottu lämmönlähde käsittää ainakin poistoilmalämmön- vaihtimen (20) ja jäähdytyspatterin (28), S 25 tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu N e lämmityskierron lämmityspiirin (22) rinnalla lämmön O dumppauslämmönvaihdin (26) lämmön luovuttamiseksi pois S erityiseen lämpöenergian poistopiiriin (262), silloin E kun sanotuilla kulutuskohteilla ei ole kulutusta, N 30 S e virtauskytkennän valintajärjestelmä sovitettuna kytke- > mään sanottu poistoilmalämmönvaihdin (20) valinnaisesti a) lämpöpumpun (LP) höyrystimen (34) lämmönlähteeksi, tai b) sanottuun dumppauslämmönvaihtimen (26) poistopiiriin (262) lämmönkuluttajaksi, ja samalla liittämään jääh- dytyspatteri (28) lämmönlähteeksi höyrystimelle (34).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hybridilämmitysjärjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytyspatteri (20) on kytketty höy- rystimen (34) menopuolen linjaan (342) ns. ryöstökytkentänä, jolloin sen tulo- ja paluulinjat (3, 4) yhtyvät menopuolen putkeen välin päässä toisistaan ja jäähdytyspatterin (28) kiertopiiri (281) on varustettu omalla pumpulla (282).
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hybridilämmitysjärjes- telmä, tunnettu siitä, että virtauskytkennän valintajärjes- telmään kuuluu putkistokombinaatio (50), jossa on e ensimmäinen jakotukki (A) liitettäväksi yhdestä pääs- tään (2) höyrystimen (34) menolinjaan (342) ja toisesta päästään (9) poistoilmalämmönvaihtimen (20) paluulin- jaan ja jakotukissa (A) on ensimmäinen sulkuventtiili (40) päiden erottamiseksi eri piireihin Q 25 N e toinen jakotukki (B) liitettäväksi yhdestä päästään (1) O höyrystimen (34) paluulinjaan (341) ja toisesta pääs- S tään (10) poistoiimalämmönvaihtimen (20) menolinjaan, i N 30 e putkistokombinaatioon kuuluu ensimmäisen ja toisen ja- S kotukin (A, B) keskeltä yhdistävä kiertoliitäntä (38) S varustettuna toisella sulkuventtiilillä (39) sekä jako- tukkien yhteet (3, 4, 5, 6, 7, 8) sovitettuna muodosta-
maan putkistokombinaatiolla valinnaisesti seuraavat toiminnot : — höyrystimen (34) liitoksen läpivirtausyhteydellä poistoilmalämmönvaihtimeen (20) lämmönlähteenä, tai — kaksi piiriä käsittäen höyrystimeen (34) liitetyn jäähdytyspatterin (28) ensimmäisenä piirinä ja sa- nottuun dumppauslämmönvaihtimen (26) poistopiiriin (262) liitetyn poistoilmalämmönvaihtimen (20) läm- mönkuluttajana toisena piirinä.
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen hybridilämmitysjärjestelmä, tunnettu siitä, että putkistokombinaatio (50) on muodostettu omalla rungolla varustetuksi komponentiksi.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen hybridilämmitys- järjestelmä, tunnettu siitä, että järjestelmään kuuluu aina- kin yksi maalämpökaivo (60) tai muu maalämpöpiiri kytkettynä höyrystimen (34) kiertopiiriin.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen hybridilämmitys- järjestelmä, tunnettu siitä, että höyrystinpiirin väliaine on yksi seuraavista: etanoli, propyleeniglykoli tai etylee- Q 25 niglykolia.
O
N 5 (>
O
I a a +
N
O
O
O
O
N
FI20195024A 2019-01-15 2019-01-15 Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä FI129013B (fi)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195024A FI129013B (fi) 2019-01-15 2019-01-15 Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
EP20151595.4A EP3683508B9 (en) 2019-01-15 2020-01-14 Hybrid heating system containing a heat pump unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195024A FI129013B (fi) 2019-01-15 2019-01-15 Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20195024A1 FI20195024A1 (fi) 2020-07-16
FI129013B true FI129013B (fi) 2021-05-14

Family

ID=69742633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20195024A FI129013B (fi) 2019-01-15 2019-01-15 Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3683508B9 (fi)
FI (1) FI129013B (fi)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3933291A1 (en) 2020-07-01 2022-01-05 Smart Heating Oy Exhaust air heat pump system and method for controlling the system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021107698A1 (de) * 2021-03-26 2022-09-29 Peter Hulin-Bischof Niedertemperatur-Wärmenetz
AT526452A1 (de) * 2022-09-08 2024-03-15 Josef Masswohl Dipl Ing Dr Techn Kombinierte Heiz- und Kühlanlage mit Sole-Wasser-Wärmepumpe und zwei Umweltwärmequellen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT5778B (lt) * 2010-02-24 2011-10-25 Genadij Pavlovskij Centralizuota šilumos ir karšto vandens tiekimo sistema
SE541469C2 (en) * 2015-11-20 2019-10-08 Sens Geoenergy Storage Ab Methods and systems for heat pumping

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3933291A1 (en) 2020-07-01 2022-01-05 Smart Heating Oy Exhaust air heat pump system and method for controlling the system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3683508B9 (en) 2023-08-16
EP3683508B1 (en) 2023-06-07
EP3683508A1 (en) 2020-07-22
EP3683508C0 (en) 2023-06-07
FI20195024A1 (fi) 2020-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI129013B (fi) Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
CN110573803B (zh) 区域能量分配系统和提供机械功并加热区域热能回路的热传递流体的方法
KR101270616B1 (ko) 코제너레이션
US20180283799A1 (en) Geothermal heat utilization system and geothermal heat utilization method
KR101775024B1 (ko) 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템
CN102239372B (zh) 用于提供蒸汽压缩循环的系统及控制蒸汽压缩循环的方法
US20160334116A1 (en) Thermal energy network
US8904815B2 (en) Heating installation and heating method
KR200409887Y1 (ko) 고효율 히트펌프를 이용한 온수 발생장치
KR101845300B1 (ko) 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템
EP2182296A2 (en) District heating arrangement and method
US8151586B2 (en) Hot water supply and air conditioning system using CO2 heat pump
US20140338389A1 (en) Vapor compression system with thermal energy storage
CN108431376A (zh) 热力循环和热源的功能协同效应
CN102483243A (zh) 用于向主系统中循环排水的热泵的对称中间蓄水箱
JP2016035045A (ja) 臭化テトラｎ−ブチルアンモニウム水溶液
CN102434995A (zh) 采用evi压缩机的r32风冷冷水热泵机组
KR101881851B1 (ko) 지열-수열 복합 냉난방 시스템 및 그 작동 방법
KR20150111775A (ko) 히트펌프식 급탕 시스템
FI129742B (fi) Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
US10274207B2 (en) Heating installation
KR101203574B1 (ko) 열병합 발전 시스템 및 그 제어방법
KR101016717B1 (ko) 3중 효용의 히트펌프 시스템
ITTO20111133A1 (it) Unita' a pompa di calore ad alte prestazioni
KR101834156B1 (ko) 폐열회수 및 열원보상을 이용한 지열 냉난방 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129013

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B