FI129363B - Method and system for improving cooling of district heat - Google Patents
Method and system for improving cooling of district heat Download PDFInfo
- Publication number
- FI129363B FI129363B FI20215097A FI20215097A FI129363B FI 129363 B FI129363 B FI 129363B FI 20215097 A FI20215097 A FI 20215097A FI 20215097 A FI20215097 A FI 20215097A FI 129363 B FI129363 B FI 129363B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- heat exchanger
- hot water
- heating
- water
- district heating
- Prior art date
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
- F24D10/00—District heating systems
- F24D10/003—Domestic delivery stations having a heat exchanger
-
- 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
- F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
- F24D19/1024—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves a multiple way valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
- F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Uppfinningen avser ett fjärrvärmesystem, vilket innefattar - fjärrvärmens primärkrets inbegripande • en tvådelad värmeväxlare (10) för bruksvatten, vilken inbegriper en övre del (108) och en undre del (109), • eller en motsvarande anordnad helhet av två enkla värmeväxlare och mellanrör, och uppvärmningskretsens värmeväxlare (14), där det återgående uppvärmningsvattnet har kopplats till bruksvattnets värmeväxlare (10) mellan anslutningarna för kallvatten och varmvatten och uppvärmningskretsens värmeväxlares (14) returledning för fjärrvärmevattnet har kopplats till bruksvattnets värmeväxlares (10) nedre del (109) medelst en mellanstegsanslutning, - en uppvärmningskrets (22) som cirkulerar cirkulationsvatten reglerbart på bruksställena via uppvärmningskretsens värmeväxlare (14), Dessutom - bruksvattnets värmeväxlare (10) inbegriper en mellanstegsutgång (102) för att leda det från den övre delen (108) återgående fjärrvärmevattnet utanför bruksvattnets värmeväxlare (10), - i bruksvattnets värmeväxlare (10) leds det fjärrvärmevatten som värmer uppvärmningsvattnets retur från mellanstegsutgången (102) till uppvärmningskretsens värmeväxlare (14), varvid uppvärmningskretsens värmeväxlare (14) har anordnats att reglerbart uppvärmas med fjärrvärmens framledningsvatten eller med det fjärrvärmevatten som återgår från bruksvattnets värmeväxlares (10) övre del (108) eller med en kombination av dessa, och • mellan mellanstegsutgången (102) och mellanstegsingången (103) finns en reglerventil (30) och ett rör (35). Uppfinningen avser även ett motsvarande förfarande.The invention relates to a district heating system, which comprises - the district heating primary circuit including • a two-part heat exchanger (10) for domestic water, which comprises an upper part (108) and a lower part (109), • or a correspondingly arranged whole of two simple heat exchangers and intermediate pipes, and the heating circuit heat exchanger (14), where the return heating water has been connected to the domestic water heat exchanger (10) between the connections for cold water and hot water and the heating circuit heat exchanger (14) return line for the district heating water has been connected (10) , - a heating circuit (22) which circulates circulating water controllably at the use points via the heat exchanger (14) of the heating circuit. 10), - i bruksvattnets v The heat exchanger (10) is led to the district heating water which heats the return of the heating water from the intermediate stage output (102) to the heat exchanger (14) of the heating circuit, the heating circuit heat exchanger (14) being arranged to be heated with the district heating part (108) or with a combination of these, and between the intermediate stage outlet (102) and the intermediate stage input (103) there is a control valve (30) and a pipe (35). The invention also relates to a corresponding method.
Description
MENETELMÄ JA JÄRJESTELMÄ KAUKOLÄMMÖN JÄÄHTYMÄN PARANTAMISEKSI Keksinnön kohteena on kaukolämpölämmitysjärjestelmä, johon kuu- luu e kaukolämmön ensiöpiiri käsittäen ainakin o joko kaksivetoisen käyttöveden lämmönvaihtimen, joka käsittää ylemmän osan ja alemman osan, ja jossa kaukolämmön tuleva virta on ohjattu ylempään osaan samalla kun siitä on sovitettu poistumaan lämminvesi, o tai vastaavasti järjestetyn kahden yksivetoisen lämmönvaihtimen ja väliputkitusten muodostaman ko- konaisuuden, ja lämmityskierron lämmönvaihtimen, joissa palaava läm- minkiertovesi on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimeen kylmäveden ja lämminveden yhteiden väliin ja lämmitys- kierron lämmönvaihtimen kaukolämpöveden paluu on lii- tetty käyttöveden lämmönvaihtimen alempaan osaan esi- lämmittämään käyttövettä välisyöttökytkennällä väli- syöttöyhteen kautta, e lämmityspiiri kierrättäen kiertovettä säädettävästi ku- N lutuskohteissa lämmityskierron lämmönvaihtimen kautta, N e lämpötila-antureita ainakin kaukolämmön meno- ja paluu- > veden, lämmityskierron meno- ja paluuveden ja lämmin- & veden lämpötilojen mittaamiseksi, ja E 25 e ohjainlaitteet kaukolämmön virtaaman ohjaamiseksi ase- S tetun kulutuksen mukaan.The invention relates to a district heating system comprising a primary district heating circuit comprising at least o a two-drive domestic hot water heat exchanger comprising an upper part and a lower part , o or a set of two single-drive heat exchangers and intermediate pipes arranged respectively, and a heating circuit heat exchanger in which the return heat circulation water is connected to the domestic hot water heat exchanger between the cold water and hot water connections and the district heating hot water heat exchanger to heat the hot water by means of an intermediate supply connection via an intermediate supply connection, e a heating circuit with adjustable circulation of circulating water at consumption sites via a heat exchanger in the heating circuit, N e temperature sensors at least for district heating n for measuring the flow and return-> water, the flow and return water and the hot & water temperatures of the heating circuit, and E 25 e control devices for controlling the district heating flow according to the set consumption.
5 Keksinnön kohteena on myös vastaava menetelmä.The invention also relates to a corresponding method.
N Kaukolämpö tuotetaan tyypillisesti lämmön ja sähkön yhteistuo- tantona. Lämmön ja sähkön yhteistuotannossa vastapainevoimalaitoksen sähkön tuotantomäärä riippuu kauko- lämpöverkosta palaavan veden lämpötilasta.N District heating is typically produced as cogeneration of heat and electricity. In combined heat and power production, the amount of electricity produced by a back-pressure power plant depends on the temperature of the water returning from the district heating network.
Mikäli kaukolämpö- vesi ei jäähdy lämmönkuluttajien lämmönjakovaihtimissa tarvit- tavan matalaan lämpötilaan, palaavan kaukolämpöveden lämpötilaa täytyy alentaa lauhduttamalla lämpöä esimerkiksi vesistöön tai hyväksymällä sähkötehon pieneneminen.If the district heating water does not cool down to the low temperature required in the heat exchangers of heat consumers, the temperature of the returning district heating water must be reduced by condensing the heat in the water system or accepting a reduction in electrical power.
Tarkemmin sanottuna yhteistuotannossa tuotettavan sähkön määrää rajoittaa palaavan kaukolämpöveden lämpötila.More specifically, the amount of electricity produced in cogeneration is limited by the temperature of the returning district heating water.
Turbiinin läpi- kulkevan höyryn paisunta tapahtuu lauhduttimessa lämpötilan määräämään paineeseen käyttäen kaukolämpövettä, joka samalla lämpenee.The expansion of the steam passing through the turbine takes place in the condenser to a pressure determined by the temperature using district heating water, which at the same time is heated.
Mitä korkeampi on lauhduttimelle saapuvan palaavan kaukolämpöveden lämpötila, sitä korkeammaksi muodostuu lauh- duttimessa syntyvä paine, jotta sama energiamäärä voidaan siir- tää samaan määrään kaukolämpövettä.The higher the temperature of the return district heating water entering the condenser, the higher the pressure generated in the condenser so that the same amount of energy can be transferred to the same amount of district heating water.
Lauhduttimen paine puoles- taan toimii rajoittavana tekijänä sille, kuinka paljon turbii- nilla voidaan tuottaa sähköä.The condenser pressure, in turn, acts as a limiting factor in how much electricity can be generated by the turbine.
Nykyaikaisissa kaukolämpölaitoksissa on myös savukaasujen pe- sulaitteistot (savukaasupesurit). Nämä laitteet ottavat lämpöä talteen savukaasuista ja lämmittävät kaukolämmön paluuvettä siirtäen siihen lämpöä.Modern district heating plants also have flue gas scrubbers (flue gas scrubbers). These devices recover heat from the flue gases and heat the district heating return water, transferring heat to it.
Matalalämpöiseen paluuveteen lämmön- = siirto onnistuu paremmin. & - Lisäksi huono jäähtymä johtaa suurempaan virtaukseen kaukoläm- = pöverkossa, jolloin vettä täytyy pumpata enemmän, ja tämä lisää - pumppauskustannuksia.Heat transfer to low-temperature return water is better. & - In addition, poor cooling leads to a higher flow in the district heating network, which means that more water has to be pumped, and this increases the pumping costs.
Korkeampi paluuveden lämpötila lisää myös a 25 lämpöhäviöitä järjestelmässä. 3 1 Kaukolämmön jäähtymän vaikutus lisääntyy jatkuvasti ja yhä use- O ampi energialaitos on siirtynyt tai siirtymässä hinnoittelu- malliin, jossa hyvästä jäähtymästä asiakaskiinteistössä palki- taan halvemmalla energian hinnalla ja/tai edullisemmalla perusmaksulla. Tyypillisesti kaukolämmön jäähtymää on pyritty parantamaan välisyöttökytkennällä, jossa lämmityskierron läm- mönvaihtimen kaukolämmön paluu ohjataan käyttöveden lämmönvaih- timelle esilämmittämään käyttövettä. Energiateollisuus ry on esitellyt välisyöttökytkennän julkaisussa // Rakennusten kauko- lämmitys, määräykset ja ohjeet K1/2013'/, jossa on esitetty kaukolämmityksen kytkentävaihtoehtoja ja niiden suositeltuja käyttöalueita. Varsinkin uudiskohteissa kaukolämmön paluu on kuitenkin liian matalalämpöistä laittaa sisään perinteisestä paikasta kierron vierestä. Lämmönkulutus tapahtuu aikaisempaa matalammassa läm- pötilassa, mikä tilanne on esim. lattialämmitysjärjestelmässä. Uudiskohteissa myös käyttöveden ja ennen kaikkea sen kierron osuus lämmön tarpeesta korostuu, kun varsinaiset lämmöntarpeet ovat pieniä johtuen paksuista eristeistä ja hyvistä lämmön tal- teenotoista.A higher return temperature also increases a 25 heat losses in the system. 3 1 The impact of district heating cooling is constantly increasing and more and more energy plants have moved or are moving to a pricing model in which good cooling in a customer's property is rewarded with a lower energy price and / or a lower base fee. Typically, efforts have been made to improve the cooling of the district heating by means of an intermediate supply circuit, in which the return of the district heat from the heating circuit heat exchanger is directed to the hot water heat exchanger to preheat the domestic hot water. The Finnish Energy Industry Association has presented the intermediate supply connection in the publication // District heating of buildings, regulations and instructions K1 / 2013 '/, which presents the district heating connection options and their recommended areas of use. However, especially in new developments, the return of district heating is too low to put in from a traditional location next to the cycle. Heat consumption takes place at a lower temperature than before, which is the case, for example, in an underfloor heating system. In new projects, the share of hot water and, above all, its circulation in the heat demand is also emphasized, when the actual heat demand is small due to the thick insulation and good heat recovery.
Patenttijulkaisusta DE 102013102147 Al tunnetaan kaukolämpö- lämmitysjärjestelmän lämmönjakokeskus, jossa käyttöveden läm- mönvaihtimessa lämminkiertoveden paluuta lämmittävää kaukoläm- pövettä johdetaan lämmityskiertoon. Kyseisessä järjestelmässä = lämmityskiertoon voidaan johtaa korkeintaan 70 °C kaukolämpö- N vettä. Nykyisissä kaukolämpölämmitysjärjestelmissä kaukolämpö- 5 veden lämpötila voi olla jopa 115 °C ja paine 16 bar, jolloin S kaukolämpövettä ei voida johtaa lämmityskiertoon. Kyseisessä E 25 julkaisussa käyttöveden kiertoa lämmittänyt vesi sekoittuu läm- K mityskierron paluuveteen ja kiertää sieltä lämmityslaitteisiin. 3 Tällöin on mahdollista, että jos käyttövesiprosessista palaa 3 paljon kuumaa 50-55 °C kaukolämpövettä, niin lämmityskiertoa ylilämmitetään. Lämpötilaa ei voi hallita alaspäin, jolloin esim. lattialämmitykseen järjestelmä ei sovellu lainkaan. Näin ollen julkaisussa esitetty lämmönjakokeskus ei sovi käytettä- väksi nykyaikaisessa kaukolämpöjärjestelmässä.DE 102013102147 A1 discloses a heat distribution center for a district heating system in which district heating water which heats the return of the heating circuit is fed to a heating circuit in a domestic hot water heat exchanger. In this system = a maximum of 70 ° C district heating water can be introduced into the heating circuit. In current district heating systems, the temperature of the district heating water can be as high as 115 ° C and the pressure 16 bar, so that S district heating water cannot be fed into the heating circuit. In this E 25 publication, the water that has heated the hot water circuit mixes with the return water of the heating circuit K and circulates from there to the heating devices. 3 In this case, it is possible that if a lot of hot district heating 50-55 ° C burns out of the domestic hot water process, the heating circuit will be overheated. The temperature cannot be controlled downwards, which means that the system is not suitable at all for underfloor heating, for example. Therefore, the heat distribution center disclosed in the publication is not suitable for use in a modern district heating system.
Patenttijulkaisusta FI 110027 B tunnetaan kaukolämpölämmitys- järjestelmän lämmönjakokeskus, jossa käyttöveden lämmönvaih- toon tarvitaan kolme erillistä lämmönvaihdinta siten, että läm- minkiertovettä lämmitetään erillisessä lämminkiertoveden läm- mönvaihtimessa ennen sen johtamista lämpimän käyttöveden läm- mönvaihtimelle.FI 110027 B discloses a heat distribution center for a district heating system in which three separate heat exchangers are required for hot water heat exchange, so that the heating water is heated in a separate hot water heat exchanger before it is fed to the hot water heat exchanger.
Kyseisessä lämmönjakokeskuksessa kaukolämpö- vettä johdetaan lämminkiertoveden lämmönvaihtimesta lämmitys- kierron lämmönvaihtimelle ja sen läpi edelleen.In this heat distribution center, district heating water is passed from the heat circulating water heat exchanger to the heat exchanger in the heating circuit and onwards.
Myös tässä rat- kaisussa on mahdollista, että jos käyttövesiprosessista palaa paljon kuumaa 50-55 *C kaukolämpövettä, niin lämmityskiertoa ylilämmitetään.Also in this solution, it is possible that if a lot of hot 50-55 * C district heating water burns from the hot water process, the heating circuit will be overheated.
Lämpötilaa ei voi hallita alaspäin.The temperature cannot be controlled down.
Ratkaisu ei ole toteutuskelpoinen ja vaatii kesäaikaan esimerkiksi läm- mityskierron kiertovesipumpun sammuttamisen, sillä muuten ra- kennusta lämmitetään silloinkin, kun se ei sitä tarvitse.The solution is not feasible and requires, for example, switching off the circulating water pump in the heating circuit during the summer, otherwise the building will be heated even when it is not needed.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada parannettu menetelmä mahdollistamaan kaukolämmön suurempi jäähtymä lämmityskoh- teessa.It is an object of the invention to provide an improved method for enabling greater cooling of district heating at a heating site.
Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät ohei- sesta patenttivaatimuksesta 1. Keksinnön tarkoituksena on myös = aikaansaada parannettu kaukolämpölämmitysjärjestelmä mahdol- N listamaan kaukolämmön suurempi jäähtymä lämmityskohteessa.The characteristic features of the present invention appear from the appended claim 1. It is also an object of the invention to provide an improved district heating system to allow greater cooling of district heating at a heating site.
Tä- 5 män keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta pa- & tenttivaatimuksesta 4. = + 25 Keksinnön mukaisessa menetelmässä kaukolämmön jäähtymän paran- S tamiseksi kaukolämpölämmitysjärjestelmään kuuluu kaukolämmön = ensiöpiiri käsittäen ainakin joko kaksivetoisen käyttöveden N lämmönvaihtimen, joka käsittää ylemmän osan ja alemman osan, ja jossa kaukolämmön tuleva virta on ohjattu ylempään osaan samalla kun siitä on sovitettu poistumaan lämminvesi, tai vastaavasti järjestetyn kahden yksivetoisen lämmönvaihtimen ja väliputkitusten muodostaman kokonaisuuden, ja lämmityskierron lämmönvaihtimen, joissa palaava lämminkiertovesi on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimeen kylmäveden ja lämminveden yhteiden 5 väliin, ja käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaava kaukolämpövesi on liitetty lämmityskierron lämmönvaihtimeen, ja lämmityskierron lämmönvaihtimen kaukolämpöveden paluu on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimen alempaan osaan esilämmit- tämään käyttövettä välisyöttökytkennällä.The characteristic features of the present invention are apparent from the appended claim 4. the incoming flow of district heating is directed to the upper part while being adapted to drain hot water, or a combination of two single-drive heat exchangers and intermediate pipes, respectively, and a heating circuit heat exchanger with return water circulating the district heating water is connected to the heating circuit heat exchanger, and the district heating water return of the heating circuit heat exchanger is connected to the lower part of the hot water heat exchanger to preheat the hot water intermediate feeds in the field.
Menetelmässä kierto- vettä kierrätetään säädettävästi kulutuskohteissa lämmitys- kierron lämmönvaihtimen kautta, mitataan ainakin lämmityskier- ron menoveden lämpötila ja lämmityskierron paluuveden lämpö- tila, ja ohjataan kaukolämmön virtaamaa asetetun kulutuksen mu- kaan.In the method, the circulating water is circulated in a controllable manner at the consumption points via the heat exchanger of the heating circuit, at least the flow temperature of the heating circuit and the return temperature of the heating circuit are measured, and the district heating flow is controlled according to the set consumption.
Menetelmässä käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavan kaukolämpöveden lämpötila mitataan lämpötila-antu- rilla, ja lämmityskierron lämmönvaihdinta lämmitetään säädet- tävästi kaukolämmön menovedellä tai käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavalla kaukolämpövedellä tai näiden yh- distelmällä siten, että käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaava kaukolämpövesi johdetaan kokonaisuudessaan läm- mityskierron lämmönvaihtimelle, jos käyttöveden lämmönvaihti- — men ylemmästä osasta palaavan kaukolämpöveden lämpötila on kor- O keampi kuin lämmityskierron paluuveden lämpötila ja lämmitys- 5 kierron menoveden lämpötilan asetusarvoa ei ylitetä, tai käyt- > 25 töveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaava kaukolämpövesi z johdetaan osittain lämmityskierron lämmönvaihtimelle siinä mää- N rin, että lämmityskierron menoveden lämpötilan asetusarvo saa- 3 vutetaan, ja osittain käyttöveden lämmönvaihtimen alempaanIn the method, the temperature of the district heating water returning from the upper part of the hot water heat exchanger is measured by a temperature sensor, and the heat exchanger of the heating circuit is heated in a controllable manner for a heat exchanger if the temperature of the district heating water returning from the upper part of the domestic hot water heat exchanger is higher than the return temperature of the heating circuit and the set value of the heating circuit flow is not exceeded, or to the extent that the flow temperature setpoint is reached, and in part to the lower
3 osaan.3 parts.
Talla tavoin kaukolämmön jäähtymää saadaan parannettua lämmi- tyskohteessa ja lämmityskierron lämmönvaihtimen lämmityksen säädettävyys on huomattavasti tekniikan tason mukaisia mene- telmiä parempi erityisesti matalalämpöisissä lammityspiireissa sekä lämmityskauden alussa ja lopussa ja muulloin, kun lämmi- tyksen tarve on vähäistä.In this way, the district heating cooling can be improved at the heating site and the heating controllability of the heating circuit heat exchanger is considerably better than the prior art methods, especially in low temperature heating circuits and at the beginning and end of the heating season and other times when heating is low.
Edullisesti lämmityskierron lämmönvaihdinta lämmitetään kauko- lämmön menoveden ja käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavan Kaukolämpöveden yhdistelmällä, jos lämmitys- kierron menoveden lämpötilan asetusarvoa ei saavuteta pelkäs- tään käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavan kau- kolämpöveden luovuttamalla lämmöllä. Tällä tavoin lämmityspii- riin saadaan riittävä lämpötila kylminä vuoden aikoina tai muulloin, kun lämmityksen tarve on suurta.Preferably, the heating circuit heat exchanger is heated by a combination of district heating water returning from the upper part of the district heating flow and domestic hot water heat exchanger if the heating circuit flow temperature setpoint is not reached by the district heating heat returning from the upper part of the domestic hot water heat exchanger alone. In this way, a sufficient temperature is obtained in the heating circuit during the cold season or at other times when the need for heating is high.
Edullisesti käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta pa- laava kaukolämpövesi johdetaan kokonaisuudessaan suoraan käyt- töveden lämmönvaihtimen alempaan osaan, jos lämmityspiirissä ei ole lämmityksen tarvetta tai jos käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavan kaukolämpöveden lämpötila on kylmem- pää kuin lämmityskierron paluuveden lämpötila. Tällä tavoin lämmityskierron lämmönvaihdinta ei lämmitetä turhaan lämmitys- kauden ulkopuolella, eikä toisaalta jäähdytetä lämmityskierron lämmönvaihdinta, jos käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä N osasta palaava kaukolämpövesi on liian viileää.Preferably, the district heating water returning from the upper part of the domestic hot water heat exchanger is conducted entirely directly to the lower part of the domestic hot water heat exchanger if there is no need for heating in the heating circuit or if the district heating water temperature returning from the upper part of the domestic hot water heat exchanger is colder than heating. In this way, the heat exchanger of the heating circuit is not heated unnecessarily outside the heating season, and on the other hand the heat exchanger of the heating circuit is not cooled if the district heating water returning from the upper N part of the hot water heat exchanger is too cool.
> Keksinnön mukaiseen kaukolämpölämmitysjärjestelmään kuuluu ER kaukolämmön ensiöpiiri käsittäen ainakin joko kaksivetoisen I 25 käyttöveden lämmönvaihtimen, joka käsittää ylemmän osan ja a N alemman osan, ja jossa kaukolämmön tuleva virta on ohjattu 3 ylempään osaan samalla kun siitä on sovitettu poistumaan läm- N minvesi, tai vastaavasti järjestetyn kahden yksivetoisen läm- N mönvaihtimen ja väliputkitusten muodostaman kokonaisuuden, ja lämmityskierron lämmönvaihtimen, joissa palaava lämminkierto- vesi on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimeen kylmäveden ja lämminveden yhteiden väliin ja lämmityskierron lämmönvaihtimen kaukolämpöveden paluu on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimen alempaan osaan esilämmittämään käyttövettä välisyöttökytken- nällä välisyöttöyhteen kautta, lämmityspiiri kierrättäen kier- tovettä säädettävästi kulutuskohteissa lämmityskierron lämmön- vaihtimen kautta, lämpötila-antureita ainakin kaukolämmön meno- ja paluuveden, lämmityskierron meno- ja paluuveden ja lämmin- veden lämpötilojen mittaamiseksi, ja ohjainlaitteet kaukolämmön virtaaman ohjaamiseksi asetetun kulutuksen mukaan. Lisäksi kau- kolämpölämmitysjärjestelmän käyttöveden lämmönvaihdin käsittää väliottoyhteen ylemmästä osasta palaavan kaukolämpöveden joh- tamiseksi käyttöveden lämmönvaihtimen ulkopuolelle, käyttöve- den lämmönvaihtimessa lämminkiertoveden paluuta lämmittävä kau- kolämpövesi on johdettu väliottoyhteestä lämmityskierron läm- mönvaihtimeen, jolloin lämmityskierron lämmönvaihdin on sovi- tettu lämmitettäväksi säädettävästi kaukolämmön menovedellä tai käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavalla kauko- lämpövedellä tai näiden yhdistelmällä, ja väliottoyhteen ja välisyöttöyhteen välillä on säätöventtiili ja putki väliotto- yhteestä palaavan kaukolämpöveden virtauksen ohjaamiseksi ko- konaan tai osittain lämmityskierron lämmönvaihtimelle tai käyt- — töveden lämmönvaihtimen alempaan osaan.The district heating system according to the invention comprises an ER district heating primary circuit comprising at least either a two-drive hot water heat exchanger comprising an upper part and a lower part A, and the incoming district heat flow is directed to the upper part 3 while being adapted to discharge hot water, or N single heat exchanger and intermediate piping, and the return heat is connected to the domestic hot water heat exchanger between the cold water and hot water connections. circulating water in an adjustable manner at the point of consumption through the heating circuit heat exchanger, temperature sensors at least for district heating supply and return water, heating circuit supply and return water and heating n- for measuring water temperatures, and control devices for controlling the flow of district heat according to the set consumption. In addition, the domestic hot water heat exchanger of the district heating system comprises a tap connection for directing the district heating water returning from the upper part to the hot water heat exchanger. district heating water returning from the upper part of the heat exchanger or a combination thereof, and between the inlet connection and the intermediate supply connection there is a control valve and a pipe for controlling the flow of district heating water returning all or part of the heating circuit to the heat exchanger or domestic water heat exchanger.
N N Tällä tavoin kaukolämmön jäähtymää saadaan parannettua lämmi- O tyskohteessa.N N In this way, the district heating cooling can be improved at the heating site.
Q _ 25 Kun käyttöveden lämmitystarvetta ei ole, käyttöveden lämmön- E vaihtimelta palaavan kaukolämpöveden lämpötila on noin 50 - 55 S °C. Tällöin samalla kaukolämpövedellä voidaan lämmittää esimer- = kiksi märkätilojen lattialämmitys kokonaan. Käyttämällä samaa N kaukolämpövettä sekä palaavan lämminkiertoveden ja lämmitys- kierron että kylmäveden esilämmitykseen saavutetaan huomatta- vasti parempi kaukolämpöveden jäähtymä tekniikan tasoon nähden.Q _ 25 When there is no need to heat the hot water, the temperature of the district hot water returning from the hot water heat exchanger is approx. 50 - 55 S ° C. In this case, for example, the underfloor heating of wet rooms can be heated completely with the same district heating water. By using the same N district heating water for the preheating of both the return circulating water and the heating circuit and the cold water, a considerably better cooling of the district heating water is achieved compared to the prior art.
Tekniikan tasoon nähden keksinnön mukaisessa järjestelmässä kaukolämpö saadaan tehokkaasti siirrettyä lämmityspiiriin läm- mityskierron lämmönvaihtimen kautta ja käyttöveteen, jolloin saavutetaan hyvä kaukolämmön jäähtymä ilman kolmatta käyttöve- den lämmönvaihdinta. Keksinnön mukaisen järjestelmän ohjain- laitteet ja väliottoyhteen ja välisyöttöyhteen välillä oleva säätöventtiili ja putki mahdollistavat lämmityspiirin lämpöti- lan hallinnan, joka ei ole mahdollista tekniikan tason mukai- sissa järjestelmissä.With respect to the prior art, in the system according to the invention, district heating can be efficiently transferred to the heating circuit via the heat exchanger of the heating circuit and to the domestic hot water, whereby good district heating cooling is achieved without a third domestic hot water heat exchanger. The control devices of the system according to the invention and the control valve and the pipe between the intake connection and the intermediate supply connection enable the control of the temperature of the heating circuit, which is not possible in the systems according to the prior art.
Edullisesti kaukolämpölämmitysjärjestelmään kuuluu lämpötila- anturi käyttöveden lämmönvaihtimen väliottoyhteestä palaavan kaukolämpöveden lämpötilan mittaamiseksi. Lämpötilatiedon pe- rusteella kaukolämpöveden virtaamaa voidaan säätää ohjainlait- teilla edulliseksi.Preferably, the district heating system includes a temperature sensor for measuring the temperature of the district heating water returning from the inlet connection of the hot water heat exchanger. Based on the temperature information, the district heating water flow can be adjusted to advantage by means of control devices.
Edullisesti väliottoyhteen ja välisyöttöyhteen välillä oleva säätöventtiili on kolmitiesäätöventtiili. Tällä tavoin samalla komponentilla voidaan säätää kaukolämpöveden virtaamaa väliot- toyhteestä välisyöttöyhteeseen ja käyttöveden lämmönvaihti- meen.Preferably, the control valve between the tap-off connection and the intermediate feed connection is a three-way control valve. In this way, the same component can be used to control the flow of district heating water from the inlet connection to the intermediate supply connection and the hot water heat exchanger.
Eräässä sovellusmuodossa säätöventtiili on sijoitettu käyttö- = veden lämmönvaihtimen sisäpuolelle. Tällä tavoin säätöventtiili N voidaan integroida käyttöveden lämmönvaihtimen rakenteeseen. > Edullisesti säätöventtiilin karaa käyttävä akseli on sijoitettu & valittuun käyttöveden lämmönvaihtimen yhteeseen. Tällä tavoin E 25 — säätöventtiilin avausastetta voidaan säätää lämmönvaihtimen ul- E kopuolelta käsin.In one embodiment, the control valve is located inside the drive = water heat exchanger. In this way, the control valve N can be integrated into the structure of the hot water heat exchanger. > Preferably, the shaft driving the control valve stem is located & selected in connection with the hot water heat exchanger. In this way, the opening degree of the E 25 control valve can be adjusted from outside the heat exchanger.
N Eräässä toisessa sovellusmuodossa säätöventtiili on sijoitettu & käyttöveden lämmönvaihtimen ulkopuolelle. Tällä tavoin keksin- nön mukainen järjestelmä voidaan toteuttaa myös lämmönvaihti- milla, joissa ei ole sisäänrakennettua säätöventtiiliä.N In another embodiment, the control valve is located outside the hot water heat exchanger. In this way, the system according to the invention can also be implemented with heat exchangers which do not have a built-in control valve.
Fdullisesti kaukolämpölämmitysjärjestelmän lämmityskierron lämmönvaihdin on kaksivetoinen käsittäen yhteen välisyötölle käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavaa kauko- lämpövettä varten. Tällä tavoin lämmityskierron lämmönvaihtimen toimintaa saadaan parannettua erityisesti matalalämpöpviireissä kuten lattialämmityksessä. Kun kaukolämpöverkon menoveden läm- pötilaa tulevaisuudessa lasketaan, tämän merkitys korostuu. Keksintöä kuvataan seuraavassa vyksityiskohtaisesti viittaa- malla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirrok- siin, joissa Kuva 1 esittää erään keksinnön mukaisen kaukolämpöläm- mitysjärjestelmään kuuluvan käyttöveden lämmön- vaihtimen, Kuva 2 esittää erään keksinnön mukaisen kaukolämpökyt- kennän, joka soveltuu kaikkiin lämmityskohtei- siin, Kuva 3 esittää erään toisen keksinnön mukaisen kauko- lämpökytkennän, joka soveltuu erityisesti mata- lalämpöpiireille, ja N 20 Kuva 4 esittää levylämmönvaihtimen, jota voidaan käyt- = tää keksinnön mukaisessa kaukolämpölämmitysjär- = jestelmässä käyttöveden lämmönvaihtimena,The heat exchanger in the heating circuit of the district heating system is two-drive, comprising one for the intermediate supply of hot water returning from the upper part of the upper heat exchanger. In this way, the operation of the heat exchanger in the heating circuit can be improved, especially in low-temperature circuits such as underfloor heating. When the flow temperature of the district heating network is reduced in the future, the importance of this will be emphasized. The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate some embodiments of the invention, in which Figure 1 shows a domestic hot water heat exchanger according to the invention, Figure 2 shows a district heating circuit according to the invention, suitable for all heating Fig. 3 shows another district heating circuit according to the invention, which is particularly suitable for low-temperature circuits, and Fig. 4 shows a plate heat exchanger which can be used in the district heating system according to the invention as a hot water heat exchanger.
N E Kuvat 5a-5c esittävät levylämmönvaihtimen sisälle sovitet- 5 tua kaksitiesäätöventtiili käyttävää muunnel- D 25 maa,N E Figures 5a-5c show a D 25 ground using a two-way control valve fitted inside a plate heat exchanger,
O N Kuva 6 esittää yksinkertaista kaksitiesäätöventtiilin sisältävää ratkaisua.O N Figure 6 shows a simple solution with a two-way control valve.
Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukaiseen kaukolämpöjärjestel- mään kuuluva käyttöveden lämmönvaihtimen 10 eräs sovellusmuoto.Figure 1 shows an embodiment of a domestic hot water heat exchanger 10 belonging to a district heating system according to the invention.
Kaksivetoisen käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ensiöpuoli sisäl- tää ylemmän osan 108 ja alemman osan 109 sekä kaukolämmön tu- loyhteen 101, väliottoyhteen 102, välisyöttöyhteen 103 ja kau- kolämmön paluuyhteen 104. Käyttöveden lämmönvaihtimen 10 toi- siopuoli sisältää lämminvesiyhteen 105, lämminkiertovesiyhteen 106 sekä kylmävesiyhteen 107. Käyttöveden lämmönvaihtimessa 10 kaukolämmön tuloyhteeseen 101 tuleva ja ylemmän osan 108 väliottoyhteestä 102 poistuva kau- kolämpövesi on sovitettu lämmittämään lämminkiertoveden LVK pa- luuta.The primary side of the two-drive hot water heat exchanger 10 includes an upper portion 108 and a lower portion 109, as well as a district heating inlet 101, an inlet connection 102, an intermediate supply connection 103 and a district heating return connection 104. The secondary side of the hot water heat exchanger 10 includes hot water. In the domestic hot water heat exchanger 10, the district heating water entering the district heating inlet 101 and leaving the outlet connection 102 of the upper part 108 is adapted to heat the return of the DHW circulation water.
Alemman osan 109 välisyöttöyhteeseen 103 tuleva ja kau- kolämmön paluuyhteestä 104 poistuva kaukolämpövesi on sovitettu esilämmittämään kylmävettä KV siten, että välisyöttöyhteeseen 103 tuleva kaukolämpövesi ei jäähdytä lämminkiertoveden LVK paluuta.The district heating water entering the intermediate supply connection 103 of the lower part 109 and leaving the district heating return connection 104 is adapted to preheat the cold water KV so that the district heating water entering the intermediate supply connection 103 does not cool the return of the DHW circulation water.
Käyttöveden lämmönvaihtimen 10 yhteydessä on myös kaukolämpö- veden säätöjärjestelmä, johon kuuluu säätöventtiili 30, putki 35 sekä väliottoyhteestä 102 poistuvan kaukolämpöveden lämpö- tilaa mittaava lämpötila-anturi 40. Tässä sovellusmuodossa sää- = töventtiili 30 on kolmitiesäätöventtiili, mutta keksinnön mu- N kainen kaukolämpölämmitysjärjestelmä voidaan toteuttaa myös 5 kaksitiesäätöventtiiliä käyttäen.In connection with the hot water heat exchanger 10, there is also a district heating water control system comprising a control valve 30, a pipe 35 and a temperature sensor 40 for measuring the temperature of the district heating water leaving the inlet connection 102. also implemented using 5 two-way control valves.
Säätöventtiili 30 voi sijaita 2 joko käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ulkopuolella, kuten kuvassa E 25 1, tai käyttöveden lämmönvaihtimen 10 sisäpuolella.The control valve 30 can be located 2 either outside the hot water heat exchanger 10, as shown in Fig. E 25 1, or inside the hot water heat exchanger 10.
Säätövent- K tiilin 30 avausastetta säätämällä voidaan ohjata kaukolämpöve- 3 den virtaamaa asetetun kulutuksen mukaan.By adjusting the opening degree of the control valve 30, the flow of district heating 3 can be controlled according to the set consumption.
Säätöventtiilin 30 3 avulla voidaan säätää haluttu kaukolämpöveden virtaama ylemmän osan 108 väliottoyhteestä 102 suoraan alemman osan 109 vä- lisyöttöyhteeseen 103 putken 35 kautta.By means of the control valve 30 3, the desired flow of district heating water from the inlet connection 102 of the upper part 108 to the intermediate supply connection 103 of the lower part 109 via the pipe 35 can be regulated.
Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen kaukolämpölämmitys- järjestelmän eräs sovellusmuoto. Järjestelmän pohjana on en- siksi kaukolämpöä tavanomaisesti hyödyntävä peruskytkentä, jo- hon kuuluu kaukolämmön ensiöpiiri käsittäen käyttöveden läm- mönvaihtimen 10 ja lämmityskierron lämmönvaihtimen 14. Kauko- lämpövesi johdetaan kaukolämpöverkosta käyttöveden lämmönvaih- timelle säätöventtiilin 51 kautta ja lämmityskierron lämmön- vaihtimelle 14 säätöventtiilin 52 kautta. Lämminkiertovesi LVK on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimen 10 kylmävesiyhteen 105 ja lämminvesiyhteen 107 välissä olevaan lämminkiertovesiyhtee- seen 106. Tavanomaiseen järjestelmään kuuluu myös lämmityspiiri 22 kierrättäen kiertovettä säädettävästi lämmityskierron läm- mönvaihtimen 14 kautta. Keksinnön mukaisessa kaukolämpöjärjestelmän kytkennässä kauko- lämmön menovettä käytetään käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylem- mässä osassa 108 lämminkiertoveden LVK paluun lämmittämiseen. Lamminkiertoveden LVK lämmittämiseen käytetty kaukolämpövesi on johdettu käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylemmän osan 108 väliottoyhteestä 102 lämmityskierron lämmönvaihtimeen 14. Läm- mityskierron lämmönvaihtimen 14 lämmittämiseen voidaan käyttää kaukolämmön menovettä tai käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylem- N mästä osasta 108 palaavaa kaukolämpövettä tai näiden yhdistel- = mää. Lämmityskierron lämmönvaihtimesta 14 kaukolämpövesi palaa = yhteistä putkea pitkin käyttöveden lämmönvaihtimen 10 alempaan - 25 osaan 109 välisyöttöyhteeseen 103 kylmäveden KV esilämmityk- & seen. Välisyöttö on sovitettu siten, että lämmityskierron läm- S mönvaihtimelta 14 tuleva kaukolämpövesi ei jäähdytä lämminkier- = tovetta LVK.Figure 2 shows an embodiment of a district heating system according to the invention. The system is first based on a basic circuit that normally uses district heating and includes a primary district heating circuit comprising a hot water heat exchanger 10 and a heating circuit heat exchanger 14. The district heating water is led from the district heating network to the hot water heat exchanger 52 The DHW circulation circuit LVK is connected to the DHW circuit 105 between the cold water connection 105 and the hot water connection 107 of the hot water heat exchanger 10. The conventional system also includes a heating circuit 22 with adjustable circulation of the circulation water via the heating circuit heat exchanger 14. In the connection of the district heating system according to the invention, the district heating supply water is used in the upper part 108 of the domestic water heat exchanger 10 to heat the return of the DHW circulation water. The district heating water used to heat the DHW circulation water is derived from the inlet connection 102 of the upper part 108 of the hot water heat exchanger 10 to the heat exchanger 14 of the heating circuit. From the heat exchanger 14 of the heating circuit, the district heating water burns = along a common pipe to the lower - 25 parts 109 of the hot water heat exchanger 10 to the intermediate supply connection 103 for the preheating of the cold water DHW. The intermediate supply is arranged so that the district heating water coming from the heat exchanger 14 of the heating circuit does not cool the heating circuit water LVK.
N Säätämällä säätöventtiilin 30, joka tässä sovellusmuodossa on kolmitiesäätöventtiili, avausastetta kulutuksen mukaan käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylemmässä osassa 108 lämminkier- toveden LVK lämmittämiseen käytetty kaukolämpövesi voidaan oh- jata osin tai kokonaan joko lämmityskierron lämmönvaihtimelle 14 tai suoraan käyttöveden lämmönvaihtimen 10 alempaan osaan 109 välisyöttöyhteeseen 103 putken 35 kautta. Säätöventtiilin 30 yhteydessä olevalla lämpötila-anturilla 40 voidaan mitata käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylemmästä osasta 108 palaavan kaukolämpöveden lämpötilaa. Lämpötilan perusteella voidaan säätää säätöventtiilin 30 avautumisastetta. Kaukolämpöjärjestelmän mittauslaitteistoon kuuluu lisäksi seu- raavat lämpötila-anturit: e kaukolämmön menoveden lämpötila-anturi 41, e lämmityskierron menoveden lämpötila-anturi 42, e kaukolämmön paluuveden lämpötila-anturi 43, e lämmityskierron paluuveden lämpötila-anturi 44, e lämminveden lämpötila-anturi 45. Lämpötila-antureiden lukemien perusteella kaukolämpöveden ko- konaisvaltaista virtaamaa voidaan säätää kulutuksen mukaisesti, _ jolloin voidaan saavuttaa kaukolämpöveden tavoiteltu jäähtymä.N By adjusting the opening rate of the control valve 30, which in this embodiment is a three-way control valve in the upper part 108 of the hot water heat exchanger 10, the district heating water used to heat the DHW can be directed partly or completely to either through. The temperature sensor 40 connected to the control valve 30 can measure the temperature of the district heating water returning from the upper part 108 of the hot water heat exchanger 10. Based on the temperature, the degree of opening of the control valve 30 can be adjusted. The measuring equipment of the district heating system further comprises the following temperature sensors: e district heating flow temperature sensor 41, e heating circuit flow temperature sensor 42, e district heating return temperature sensor 43, e heating circuit return water temperature sensor 44, e hot water temperature. Based on the readings of the temperature sensors, the overall flow of the district heating water can be adjusted according to consumption, whereby the desired cooling of the district heating water can be achieved.
N N 20 Mikäli käyttöveden lämmönvaihtimen 10 väliottoyhteestä 102 tu- 2 levan kaukolämpöveden lämpötila eli lämpötila-anturin 40 lukema N on korkeampi kuin lämmityspiirin 22 paluuveden lämpötila eli E lämpötila-anturin 44 lukema, väliottoyhteestä 102 tuleva kau- 5 kolämpövesi johdetaan lämmityskierron lämmönvaihtimeen 14. Mi- D 25 käli lämmitystä tarvitaan enemmän kylmänä vuodenaikana, lämmi- S tyskierron lämmönvaihtimeen 14 johdetaan lisäksi kaukolämpö- vettä kaukolämpöverkosta säätöventtiilin 52 kautta. Lämmöntar- peen ollessa vähäistä väliottoyhteestä 102 tuleva kaukolämpövesi voi siis yksinään riittää lämmityskierron läm- mönvaihtimelle 14. Vähäisellä lämmöntarpeella lämmityskierron lämmönvaihtimen 14 ylilämmittäminen voidaan estää säätämällä säätöventtiilin 30 avausastetta siten, että osa kaukolämpöve- desta kulkee putken 35 kautta suoraan välisyöttöyhteeseen 103 ja osa kulkee lämmityskierron lämmönvaihtimelle 14. Säätövent- tiilin 30 avausasteen säätö voi olla esimerkiksi kymmenportai- nen eli säädettävissä asteikolla 1-10. Väliottoyhteestä 102 tuleva kaukolämpövesi voidaan myös ohjata kokonaisuudessaan putkeen 35, kun kiinteistössä on lämpimän käyttöveden tarvetta, mutta ei lämmitystarvetta esimerkiksi kesäaikaan.NN 20 If the temperature of the district heating water coming from the inlet connection 102 of the hot water heat exchanger 10, i.e. the reading N of the temperature sensor 40 is higher than the reading of the return water of the heating circuit 22, i.e. the reading of the temperature sensor 44 E, the district heating water coming from the connection connection 102 is D 25 If more heating is required during the cold season, district heating water 14 is additionally supplied to the heating circuit heat exchanger 14 from the district heating network via a control valve 52. Thus, when the heat demand is low, the district heating water from the intake connection 102 alone may be sufficient for the heating circuit heat exchanger 14. With low heat demand, overheating of the heating circuit heat exchanger 14 can be prevented by adjusting the 14. The adjustment of the opening degree of the control valve 30 can be, for example, ten steps, i.e. adjustable on a scale of 1 to 10. The district heating water coming from the intake connection 102 can also be directed entirely to the pipe 35 when there is a need for hot water in the building, but no need for heating, for example during the summer.
Kuvassa 2 esitettyyn järjestelmään kuuluu lisäksi ilmanvaihto- piiri 24, jossa kaukolämmön menovedellä lämmitettävältä ilman- vaihdon lämmönvaihtimelta 16 palaavaa Kaukolämpövettä ei ole ohjattu käyttöveden lämmönvaihtimeen 10 käyttöveden esilämmit- tämiseksi, koska sen sallittu painehäviö ylittyisi.The system shown in Figure 2 further includes a ventilation circuit 24 in which district heating returning from the district heating flow heat exchanger 16 is not directed to the hot water heat exchanger 10 to preheat the hot water because its allowable pressure drop would be exceeded.
Kuvassa 2 esitetyssä sovellusmuodossa käyttöveden lämmönvaihdin 10 koostuu yhdestä kaksivetoisesta lämmönvaihtimesta.In the embodiment shown in Figure 2, the hot water heat exchanger 10 consists of one two-drive heat exchanger.
Käyttö- veden lämmönvaihdin 10 voi koostua myös kahdesta erillisestä yksivetoisesta lämmönvaihtimesta ja väliputkituksista, jotka = on sovitettu toiminnalliseksi kokonaisuudeksi, jolloin palaava N lämminkiertovesi LVK on liitetty kahden erillisen lämmönvaih- 5 timen väliin.The hot water heat exchanger 10 can also consist of two separate single-drive heat exchangers and intermediate pipes, which = are arranged as a functional unit, whereby the returning N circulating water LVK is connected between two separate heat exchangers.
Tällöin myös väliottokytkentä on sovitettu kahden ÅR erillisen lämmönvaihtimen väliin ja lämmityskierron lämmönvaih- E 25 timelta 14 palaava kaukolämpövesi johdetaan esilämmittämään K käyttövettä. 2 N Kuvassa 3 on esitetty eräs toinen keksinnön mukainen sovellus- N muoto, joka soveltuu ennen kaikkea matalalämpöpiireille kuten lattialämmitykselle.In this case, the inlet connection is also arranged between two separate heat exchangers ÅR, and the district heating water returning from the heat exchanger 14 of the heating circuit is led to preheat the K hot water. 2 N Figure 3 shows another embodiment of the invention according to the invention, which is particularly suitable for low-temperature circuits such as underfloor heating.
Tässä sovellusmuodossa Kaukolämpölämmi- tysjärjestelmän kytkentä vastaa muuten kuvassa 2 esitettyä kytkentää, mutta lämmityskierron lämmönvaihdin 14 käsittää 1i- säksi yhteen välisyötölle. Tällöin käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylemmässä osassa 108 lämminkiertoveden LVK lämmittämiseen käytetty kaukolämpövesi on johdettu käyttöveden lämmönvaihtimen väliottoyhteestä 103 lämmityskierron lämmönvaihtimen 14 vä- lisyöttöyhteeseen lämmityspiirin 22 kiertoveden esilämmittä- miseksi. Lämmityskierron lämmönvaihtimen 14 lämmittämiseen käy- tetään lisäksi kaukolämmön menovettä säätöventtiilin 52 kautta. Lammityskierron lämmönvaihtimelta 14 kaukolämpö palaa yhteistä 10 putkea pitkin käyttöveden lämmönvaihtimen 10 alempaan osaan 109 esilämmittämään käyttövettä.In this embodiment, the connection of the district heating system otherwise corresponds to the connection shown in Fig. 2, but the heating circuit heat exchanger 14 first comprises one intermediate supply. In this case, the district heating water used in the upper part 108 of the hot water heat exchanger 10 for heating the DHW circulating water is led from the hot water heat exchanger outlet connection 103 to the intermediate supply connection of the heating circuit heat exchanger 14 to preheat the circulating water of the heating circuit 22. In addition, district heating flow water through the control valve 52 is used to heat the heat exchanger 14 of the heating circuit. From the heat exchanger 14 of the heating circuit, the district heat returns along a common pipe 10 to the lower part 109 of the hot water heat exchanger 10 to preheat the hot water.
Kuvassa 4 on esitetty eräs kaksivetoinen levylämmönvaihdin, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisessa Kkaukolämpölämmitys- järjestelmässä käyttöveden lämmönvaihtimena 10.Figure 4 shows a two-drive plate heat exchanger which can be used in the district heating system 10 according to the invention as a hot water heat exchanger 10.
Käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ensimmäiseen päätylevyyn 110 on sijoitettu kaukolämmön tuloyhde 101, väliottoyhde 102, lämmin- vesiyhde 105 ja lämminkiertovesiyhde 106. Käyttöveden lämmön- vaihtimen 10 ensimmäiseen päätylevyyn 110 nähden vastakkaisella puolella olevaan toiseen päätylevyyn 111 on sijoitettu vä- lisyöttöyhde 103, kaukolämmön paluuyhde 104 ja kylmävesiyhde — 107.A district heating inlet 101, an outlet connection 102, a hot water connection 105 and a circulating water connection 106 are disposed in the first end plate 110 of the hot water heat exchanger 10. - 107.
S - Keksinnön mukaisessa kaukolämpölämmitysjärjestelmässä käytet- = tävä käyttöveden lämmönvaihdin 10 eroaa tyypillisestä kaksive- - toisesta kytkennästä siltä osin, että toinen päätylevy 111 si- a 25 sältää välisyöttöyhteen 103 ja kaukolämpövesi ei läpäise ylem- S män osan 108 ja alemman osan 109 välissä olevaa välilevyä 112, = jonka tarkoituksena on parantaa alemman osan 109 eristystä läm- N minkiertoveden LVK paluusta. Sovellettuna kuvissa 2 ja 3 esi- tettyihin kytkentöihin kuvassa 4 esitetyllä kaksivetoisella käyttöveden lämmönvaihtimella 10 voidaan varmistaa, että lämmityskierron lämmönvaihtimelta 14 palaava kaukolämpövesi ei jäähdytä lämminkiertovettä LVK. Keksinnön mukainen kaukolämpölämmitysjärjestelmä voidaan to- teuttaa kuvassa 4 esitetyn kaksivetoisen käyttöveden lämmön- vaihtimen 10 sijaan myös kahdella yksivetoisella lämmönvaihti- mella ja väliputkituksella. Kuvassa 5a esitetyssä sovellusmuodossa säätöventtiili 30 on kaksitiesäätöventtiili, joka on sovitettu käyttöveden lämmön- vaihtimen 10, joka on levylämmönvaihdin, sisälle yhdessä putken 35 kanssa. Kuvan 5b mukaisesti säätöventtiili 30 muodostetaan tässä sovellusmuodossa tekemällä levylämmönvaihtimen välile- vyyn 112 aukko siten, että väliottoyhteen 102 virtaus kytketään välisyöttöyhteen 103 virtaukseen levylämmönvaihtimen sisällä (kuva 1, 4). Aukkoa peittää kara 39, jota käytetään välisyöt- töyhteen 103 sisälle asennetulla akselilla 37. Levylämmönsiir- timen ulkopuolella on välisyöttöyhteestä 103 tiivistetty pyö- rivä liitos, jolla akselin 37 jatke ulottuu käytettäväksi läm- mönvaihtimen ulkopuolelta sopivalla toimilaitteella 36. Kuva 5c kuvaa akselia 37 ja karaa 39 sekä istukkaa 38. Karassa 39 ja istukassa 38 on esim. puolipallonmuotoiset pinnat, jotka jo = sulkevat virtaustien kokonaan tai muodostavat virtausaukon ol- N lessaan päällekkäin. Tämän säädettävän säätöventtiilin 30 ei 5 tarvitse olla erityisen tiivis. Vähäinen vuoto voidaan sallia.S - The hot water heat exchanger 10 used in the district heating system according to the invention differs from a typical dual-drive connection in that the second end plate 111 and 25 contains an intermediate supply connection 103 and the district heating water does not pass between the upper part 108 and the lower part 109. 112, = intended to improve the insulation of the lower part 109 from the return of the DHW circulating water. When applied to the connections shown in Figs. Instead of the two-drive hot water heat exchanger 10 shown in Fig. 4, the district heating system according to the invention can also be implemented with two single-drive heat exchangers and intermediate piping. In the embodiment shown in Figure 5a, the control valve 30 is a two-way control valve fitted inside the hot water heat exchanger 10, which is a plate heat exchanger, together with a pipe 35. As shown in Fig. 5b, the control valve 30 is formed in this embodiment by making an opening in the plate heat exchanger spacer 112 so that the flow of the intake manifold 102 is connected to the flow of the intermediate supply connection 103 inside the plate heat exchanger (Fig. 1, 4). The opening is covered by a spindle 39 which is driven by a shaft 37 mounted inside the intermediate supply connection 103. Outside the plate heat exchanger there is a rotating joint sealed by the intermediate supply connection 103 to extend the shaft 37 for use outside the heat exchanger with a suitable actuator 36. Figure 5c 39 and the seat 38. The mandrel 39 and the seat 38 have, for example, hemispherical surfaces which already = completely block the flow path or form a flow opening when they overlap. This adjustable control valve 30 does not have to be particularly tight. Minor leaks may be allowed.
Q r Kaksitiesäätöventtiili toimii hyvin, koska kuvassa 5a esitetty a 25 yksisuuntaventtiili 31 ja lämmityskierron lämmönvaihdin 14 ai- S kaansaavat virtausvastusta. Tällöin pelkkä säätöventtiili 30 5 riittää luomaan ohitusvirtauksen.Q r The two-way control valve works well because the one-way valve 31 shown in Fig. 5a and the heat exchanger 14 of the heating circuit provide a flow resistance. In this case, the control valve 30 5 alone is sufficient to create a bypass flow.
N Säätöventtiili 30 toimilaitteineen voi luonnollisesti olla le- vylämmönsiirtimen ulkopuolella oleva kaksitiesäätöventtiili väliottoyhteen 102 ja välisyöttöyhteen 103 (kuva 1) välissä kuvan 6 mukaisesti. Kuvattu keksintö soveltuu käytettäväksi hyvin esimerkiksi Hög- forsGST:n FiksuGST-järjestelmässä, jossa on olemassa tarvittava ohjainlaitteisto ja anturointi lukuun ottamatta lämpötila-an- turia 40.N The control valve 30 with its actuators can, of course, be a two-way control valve outside the plate heat exchanger between the outlet connection 102 and the intermediate supply connection 103 (Fig. 1), as shown in Fig. 6. The described invention is well suited for use, for example, in HögforsGST's FiksuGST system, which has the necessary control equipment and sensing, with the exception of the temperature sensor 40.
N >N>
I jami aI Jami a
Claims (10)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20205089 | 2020-01-29 | ||
| FI20206012 | 2020-10-14 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20215097A1 FI20215097A1 (en) | 2021-07-30 |
| FI129363B true FI129363B (en) | 2021-12-31 |
Family
ID=77669819
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FIU20214096U FI13093Y1 (en) | 2020-01-29 | 2021-01-29 | System for improving cooling of district heat |
| FI20215097A FI129363B (en) | 2020-01-29 | 2021-01-29 | Method and system for improving cooling of district heat |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FIU20214096U FI13093Y1 (en) | 2020-01-29 | 2021-01-29 | System for improving cooling of district heat |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (2) | FI13093Y1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI130379B (en) * | 2022-03-11 | 2023-08-04 | Instmsto Mittatyoe Timo Holopainen Ky | An arrangement in conjunction with the district heat exchangers of a building and a related method |
-
2021
- 2021-01-29 FI FIU20214096U patent/FI13093Y1/en active IP Right Grant
- 2021-01-29 FI FI20215097A patent/FI129363B/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI13093Y1 (en) | 2022-01-21 |
| FI20215097A1 (en) | 2021-07-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7930882B2 (en) | Cogeneration system | |
| WO2003098118A3 (en) | Combined heating and hot water system | |
| EP1766196B1 (en) | Remote-heating plant for urban, civil, industrial and agricultural applications | |
| FI58017C (en) | VAERMEANLAEGGNING INNEFATTANDE EN VAERMEPUMP OCH EN BRAENSLEELDAD VAERMEPANNA MED EN RADIATORKRETS | |
| RU2286465C1 (en) | Heat supply system | |
| FI92867B (en) | Air conditioning equipment for rooms | |
| JPH08121703A (en) | Waste heat recovery apparatus | |
| KR100711788B1 (en) | High efficiency of Power Supply and Power Generation System | |
| FI129363B (en) | Method and system for improving cooling of district heat | |
| FI98857C (en) | Method and system for transmitting heat or cooling power | |
| WO2022112661A1 (en) | A hybrid heating arrangement and a method of operating a hybrid heating arrangement | |
| WO2008007968A1 (en) | An arrangement and a method for changing the temperature of a first and a second fluid located in two separate receptacles | |
| US9835385B2 (en) | Three-conductor and four-conductor system for saving energy in connection with district heat | |
| EP2722596B1 (en) | Heating installation and method related thereto | |
| CN115405983A (en) | Heat pump system, heat pump control system and control method and heat supply network system | |
| CN205448316U (en) | Conduction oil heat -cycle system of bituminous material production line | |
| KR101092041B1 (en) | system for supplying of hot water in an apartment house | |
| KR102009297B1 (en) | heat pump boiler system with Artificial Intelligence Type | |
| KR101445266B1 (en) | Central Control Association Management System of New Renewable Energy for Air Conditioning and Heating | |
| RU2239129C1 (en) | Method of heat supply | |
| RU2641880C1 (en) | Heat supply system | |
| FI12357U1 (en) | Heating system for a building | |
| SU611084A1 (en) | Air conditioning system | |
| FI114566B (en) | A method for heating and cooling a room with liquid circulation and the apparatus used in the method | |
| KR100446991B1 (en) | The Back-Pressure Control Equipment of Steam Turbine in the Combined Heat Power Plant of District heating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 129363 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |