FI130287B - Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaamiseksi - Google Patents
Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI130287B FI130287B FI20205700A FI20205700A FI130287B FI 130287 B FI130287 B FI 130287B FI 20205700 A FI20205700 A FI 20205700A FI 20205700 A FI20205700 A FI 20205700A FI 130287 B FI130287 B FI 130287B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- heat pump
- medium
- heat
- circuit
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
- F24F5/001—Compression cycle type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
- F24H4/02—Water heaters
- F24H4/04—Storage heaters
-
- 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
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
- F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
- F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
- F24F11/84—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers using valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
- F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
- F24F11/86—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling compressors within refrigeration or heat pump circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
- F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
- F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
- F24F12/003—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid using a heat pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0096—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater combined with domestic apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
- F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
- F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
-
- 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
- F25B30/00—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]
- Y02B30/52—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
- 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]
- Y02B30/56—Heat recovery units
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä (20), joka käsittää lämpöpumpun (1), poistoilmakanavan (3) yhteyteen järjestetyn lämmön talteenottimen (4), ensimmäisen väliainekierron (5) lämmön talteenottimen ja lämpöpumpun välillä, lämminvesivaraajan (6), toisen väliainekierron (7) lämpöpumpun ja lämminvesivaraajan välillä, sekä pumput (10, 11) väliaineiden virtauksen aikaansaamiseksi ensimmäisessä ja toisessa väliainekierrossa, jolloin järjestelmä (20) käsittää lisäksi jäähdytysväliainekierron (21), joka liittyy mainittuun ensimmäiseen väliainekiertoon (5) ensimmäisen lämmönsiirtimen (22) välityksellä, jäähdytysvesivaraajan (23), josta jäähdytysväliainekierto siirtää lämpöenergiaa ensimmäiseen lämmönsiirtimeen, sekä pumpun (24) jäähdytysväliaineen virtauksen aikaansaamiseksi jäähdytysväliainekierrossa. Keksintö koskee myös menetelmää tällaisen poistoilmalämpöpumppujärjestelmän (20) ohjaamiseksi.
Description
Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaa- miseksi
Keksintö liittyy poistoilmalämpöpumppua hyödyntävään järjestelmään rakennuksen poistoilmasta kerättävän lämmön hyödyntämiseksi. Täsmällisemmin keksintö tällai- seen järjestelmään, jota on täydennetty rakennuksen jäähdytysominaisuudella, sekä menetelmään tällaisen järjestelmän ohjaamiseksi.
Poistoilmalämpöpumppua käytetään tavanomaisesti keräämään rakennuksen pois- toilmaan sitoutunut lämpöenergia talteen energian säästämiseksi ja kerätyn ener- gian hyödyntämiseksi rakennuksen ja/tai sen käyttöveden lämmittämiseen.
Tällaiset tunnetut poistoilmalämpöpumput käsittävät tyypillisesti rakennuksen pois- toilmahormin tai -kanaviston yhteyteen järjestetyn lämmön talteenottimen, lämpö- pumpun, ensimmäisen väliainekierron kerätyn lämmön välittämiseksi talteenotti- melta lämpöpumpulle, sekä toisen väliainekierron lämmön välittämiseksi lämpö- pumpulta esimerkiksi lämminvesivaraajaan. — Julkaisussa GB 2557480 A on kuvattu poistoilmapumppujärjestelmä, joka käsittää lämpöpumpun, poistoilmakanavan yhteyteen järjestetyn lämmön talteenottimen, en- simmäisen väliainekierron lämmön talteenottimen ja lämpöpumpun välillä, lämmin- vesivaraajan, toisen väliainekierron lämpöpumpun ja lämminvesivaraajan välillä, pumput väliaineiden virtauksen aikaansaamiseksi ensimmäisessä ja toisessa väliai- — nekierrossa, sekä jäähdytysvesivaraajan.
Muita tunnettuja lämpöpumppujärjestelmiä on esitetty esimerkiksi julkaisuissa JP
H0968364 A ja JP 2011179702 A. 2 Nyt tehdyllä keksinnöllä laajennetaan poistoilmalämpöpumppujärjestelmän hyödyn-
N nettävyyttä ja käyttöä myös rakennuksen jäähdytykseen. Näin poistoilmalämpö- & 25 pumppujärjestelmän käyttökelpoisuus mm. laajenee myös kesäaikaan. Keksinnön & mukaisella ratkaisulla pystytään myös esimerkiksi jäähdyttämään kylmä käyttövesi
I siten, että se on kylmää heti sitä laskettaessa, eikä vettä tarvitse laskea suuria mää- = ritä suoraan viemäriin juoksevan veden viilentymistä odotellessa.
O
5 Keksinnön mukainen poistoilmalämpöpumppujärjestelmä käsittää lämpöpumpun,
N 30 — poistoilmakanavan yhteyteen järjestetyn lämmön talteenottimen, ensimmäisen vä-
N liainekierron lämmön talteenottimen ja lämpöpumpun välillä, lämminvesivaraajan, toisen väliainekierron lämpöpumpun ja lämminvesivaraajan välillä, sekä pumput vä- liaineiden — virtauksen — aikaansaamiseksi — ensimmäisessä ja toisessa väliainekierrossa. Lisäksi järjestelmä käsittää jäähdytysväliainekierron, joka liittyy mainittuun ensimmäiseen väliainekiertoon ensimmäisen lämmönsiirtimen välityk- sellä, jäähdytysvesivaraajan, josta jäähdytysväliainekierto siirtää lämpöenergiaa en- simmäiseen lämmönsiirtimeen, sekä pumpun jäähdytysväliaineen virtauksen ai- —kaansaamiseksi jäähdytysväliainekierrossa.
Näin keksinnön mukaisessa ratkaisussa poistoilmalämpöpumpun ensimmäistä vä- liainekiertoa pystytään käyttämään hyväksi jäähdytysvesivaraajan jäähdyttämi- sessä, josta puolestaan voidaan jäähdytettyä väliainetta välittää rakennuksen jääh- dytysjärjestelmään. —Keksinnön mukaisen järjestelmän edullisessa suoritusmuodossa järjestelmä lisäksi käsittää toisen lämmönsiirtimen, joka lämmönsiirrin siirtää lämpöenergiaa toisesta välinainekierrosta ensimmäiseen väliainekiertoon. Tässä suoritusmuodossa toinen lämmönsiirrin on edullisesti kytkettävissä pois järjestelmän toiminnasta venttiilien välityksellä, jotka venttiilit ovat edullisesti 3-tie venttiilejä. — Näin esimerkiksi kesäaikaan lämminvesivaraajaan sitoutuva ylimääräinen lämpö- energia pystytään poistamaan järjestelmästä, ja tämä lämpöenergian poisto pysty- tään poistamaan käytöstä tarpeen mukaan, esimerkiksi vuodenaikojen vaihtuessa.
Keksinnön mukaisen järjestelmän edullisessa suoritusmuodossa mainittu lämmön talteenotin on kytkettävissä pois lämpöpumpulta lähtevästä ensimmäisestä väliai- — nekierrosta venttiilien välityksellä. Venttiilit ovat edullisesti 3-tie venttiilejä. Näin läm- pöpumpulta saatava viilennetty väliaine on kokonaan käytettävissä rakennuksen ja sen kylmän käyttöveden jäähdytykseen. Tässä suoritusmuodossa lämpöenergiaa voidaan edullisesti siirtää mainitun ensimmäisen väliainekierron kautta suoraan toi- en selta lämmönsiirtimeltä lämmön talteenottimelle. Näin ylimääräinen lämpöenergia
S 25 — saadaan poistettua järjestelmästä rakennuksen poistoilman kautta.
S Keksinnön mukaisen järjestelmän edullisessa suoritusmuodossa järjestelmä lisäksi
N käsittää ohjausjärjestelmän poistoilmalämpöpumppujärjestelmän ohjaamiseksi.
I
, Keksintö tarjoaa myös menetelmän poistoilmalämpöpumppujärjestelmän ohjaa-
S miseksi, jossa ohjataan keksinnön mukaista poistoilmalämpöpumppujärjestelmää
S 30 — kyseisessä järjestelmässä olevien venttiilien ja pumppujen välityksellä, ja jossa me-
S netelmässä ainakin osa mainitun ensimmäisen väliainekierron lämpöpumpulta läh- tevästä viilennetystä väliaineesta ohjataan suoraan ensimmäiseen lämmönsiirti- meen jäähdytysväliainekierron väliaineen jäähdyttämiseksi.
Keksinnön mukaisen menetelmän edullisessa suoritusmuodossa osa lämpöpum- pulta lähtevästä ensimmäisen väliainekierron viilennetystä väliaineesta ohjataan ohittamaan ensimmäinen lämmönsiirrin, minkä jälkeen ensimmäisen väliainekierron väliaine ohjataan lämmön talteenottimelle, josta lämmennyt väliaine ohjataan takai- — sin lämpöpumpulle. Tässä suoritusmuodossa toinen lämmönsiirrin edullisesti sulje- taan pois lämpöpumppujärjestelmästä ja sen toiminnasta. Lisäksi jäähdytysväliai- nekierron väliainetta käytetään edullisesti rakennuksen jäähdyttämiseen.
Keksinnön mukaisen menetelmän vaihtoehtoisessa edullisessa suoritusmuodossa ensimmäisen väliainekierron lämpöpumpulta lähtevä viilennetty väliaine ohjataan —kokonaisuudessaan ensimmäiseen lämmönvaihtimeen, ja ensimmäisestä lämmön- vaihtimesta takaisin lämpöpumpulle. Tässä suoritusmuodossa osa toisen väliai- nekierron lämpöpumpulta lähtevästä lämmitetystä väliaineesta ohjataan edullisesti toiseen lämmönvaihtimeen väliaineen jäähdyttämiseksi.
Täsmällisemmin keksinnön mukaisen poistoilmalämpöpumppujärjestelmän piirteet on esitetty patenttivaatimuksessa 1, ja keksinnön mukaisen menetelmän piirteet pa- tenttivaatimuksessa 7. Epäitsenäiset patenttivaatimukset esittävät keksinnön edul- lisia piirteitä ja suoritusmuotoja.
Seuraavaksi keksintöä selostetaan esimerkinomaisesti viittaamalla oheisiin kuvioi- hin, joissa kuvio 1 esittää kaaviomaisesti erästä tekniikan tason mukaista poistoilmaläm- pöpumppujärjestelmää, kuvio 2 esittää kaaviomaisesti erästä keksinnön mukaista poistoilmalämpö- - pumppujärjestelmää, ja
N
N kuviot 3A ja 3B esittävät kuvion 2 järjestelmää kahdessa eri toimintatilassa. 0) 3 25 — Kuviossa 1 kaaviomaisesti esitetty tekniikan tason mukainen ratkaisu käsittää läm-
N pöpumpun 1, rakennuksen poistoilmapuhaltimella 2 varustetun poistoilmakanavan = 3 yhteyteen järjestetyn lämmön talteenottimen 4, ensimmäisen väliainekierron 5, 2 rakennuksen lämminvesivaraajan 6, toisen valiainekierron 7, sekä ohjausjarjestel-
O män 8.
S
N 30 Tässäratkaisussa lämmön talteenotin 4 kerää lämpöenergiaa rakennuksesta pois- toilmapuhaltimella 2 poistoilmakanavasta 3 poistettavasta lämpimästä sisäilmasta.
Talteen otettu lämpöenergia siirretään talteenottimelta 4 lämpöpumpulle 1 ensimmäisellä väliainekierrolla 5. Lämpöpumppu 1 siirtää kerätyn lämpöenergian ensimmäisestä väliainekierrosta 5 toiseen väliainekiertoon 7. Toinen väliainekierto 7 siirtää kerätyn lämpöenergian lämminvesivaraajaan 6 rakennuksen ja lämpimän käyttöveden lämmittämiseen. Ohjausjärjestelmä 8 seuraa lämpötila-anturilta 9 saa- tavan lämpötilatiedon perusteella lämminvesivaraajan veden lämpötilaa, rakennuk- sen lämmitystarvetta ulkolämpötilan perusteella ja/tai lämpimän käyttöveden tar- vetta, ja säätää näiden perusteella lämpöpumpun 1 toimintaa sekä ensimmäisen ja toisen väliainekierron pumppuja 10 ja 11.
Tällaista tunnettua poistoilmalämpöpumppua käytetään tyypillisesti talvisin raken- —nuksen ja lämpimän käyttöveden lämmittämiseen sekä kesäisin vain lämpimän käyttöveden lämmittämiseen. Useasti käytetään myös kahta erillistä varaajaa, jol- loin toinen varaaja on rakennuksen lämmitykselle ja toinen lämpimälle käyttöve- delle, ja talteen otettu lämpöenergia ohjataan jommallekummalle varaajalle tarpeen mukaan. Näin pystytään pienentämään rakennuksen energiakustannuksia. — Kuviossa 2 on kaaviomaisesti esitetty eräs keksinnön mukainen poistoilmalämpö- pumppujärjestelmä 20. Kuvion 2 järjestelmä 20 käsittää kaikki kuvion 1 tunnetun poistoilmalämpöpumpun osat ja ne ovat merkitty vastaavilla viitenumeroilla kuvioon 2. Lämminvesivaraajan 6 yhteyteen on lisäksi lisätty rakennuksen lämmitysverkosto
A selventämään järjestelmän 20 toimintaa. — Kuvion 2 poistoilmalämpöpumppujärjestelmä 20 käsittää lisäksi jäähdytysväliane- kierron 21, joka käsittää väliainekierron lisäksi lämmönsiirtimen 22, jäähdytysve- sivaraajan 23 sekä pumpun 24 väliaineen kierrättämiseksi jäähdytysväliainekier- rossa. 0 Jäähdytysväliainekierron 21 lämmönsiirrin 22 on liitetty järjestelmän 20 ensimmäi-
S 25 — seen väliainekiertoon 5 lämpöpumpun 1 ja lämmön talteenottimen 4 välille, jolloin & lämpöpumpulta lähtevä viilennetty väliaine jäähdyttää ensimmäiseksi lämmönsiirti- © men välityksellä jäähdytysväliainekiertoa ja sen jäähdytysväliainetta. Lämmönsiirti-
N meltä 22 viilennetty jäähdytysväliaine ohjataan jäähdytysvesivaraajaan 23, jossa = sitä hyödynnetään rakennuksen jäähdytykseen ja jossa se viilentää kylmää käyttö-
S 30 — vettä poistamalla käyttövedestä lämpöenergiaa. Jäähdytysvesivaraajassa 23 läm- 5 mennyt jäähdytysväliaine ohjataan takaisin lämmönsiirtimelle 22 jäähdyttämistä var-
S ten. Jäähdytysvesivaraaja 22 on liitetty rakennuksen jäähdytysverkostoon B jääh- dytetyn väliaineen toimittamiseksi jäähdytysverkostoon.
Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä 20 käsittää myös lauhdutinlämmönsiirtimen 25, jonka välityksellä lämpöenergiaa voidaan tarvittaessa siirtää järjestelmän toisesta väliainekierrosta / ensimmäiseen väliainekiertoon 5.
Järjestelmää 20 ohjaava ohjausjärjestelmä 8 seuraa lämminvesivaraajan 6 lämpö- 5 — tilaa lämpötila-anturilta 9 saatavalla lämpötilatiedolla ja jäähdytysvesivaraajan 23 lämpötilaa lämpötila-anturilta 26, ja ohjaa näiden lämpötilatietojen perusteella tarvit- taessa järjestelmän lämpöpumppua 1, pumppuja 10, 11, 24 ja 27, sekä järjestelmän venttiilejä 28, 29, 30 ja 31. Venttiilit 28, 29, 30 ja 31 ovat tässä suoritusmuodossa 3- tie venttiilejä, ja venttiilien 30 ja 31 välityksellä on mahdollista säätää niiden lävitse — kulkevaa väliaineen määrää, kun taas venttiilit 28 ja 29 vaihtavat on/off tyyppisesti väliaineen kulkuväyliä. Ohjausjärjestelmän toimintaa kuvataan tarkemmin kuvioiden 3A ja 3B yhteydessä.
Lämmitysverkosto A käsittää esimerkiksi rakennuksen lämmityspatterit käsittävän väliainekierron, jolla lämpöenergia siirretään lämminvesivaraajasta 6 lämmityspat- — terien kautta rakennuksen sisäilman lämmitykseen.
Jäähdytysverkosto B voi käsittää esimerkiksi puhallinkonverttereita rakennuksen si- säilman viilentämiseksi.
Kuvioissa 3A ja 3B on esitetty kaaviomaisesti kuvion 2 poistoilmalämpöpumppujär- jestelmän 20 eri toimintatilat. — Kuviossa 3A esitetään järjestelmän 20 toimitilaa, jossa sekä jäähdytysväliainekierto 21 että lauhdutuslämmönsiirrin 25 on käytössä poistoilmalämpöpumppujärjestel!- mässä. Kuvion toimitilassa keksinnön mukainen poistoilmalämpöpumppujärjes- - telmä 20 on jäähdytyskäytössä, jossa hyödynnetään myös lämmitystä.
N
N Tässä toimitilassa ohjausjärjestelmä 8 ohjaa lämpöpumpulta 1 lähtevän ensimmäi- & 25 — sen väliainekierron 5' 3-tie venttiilien 28, 29 ja 30 välityksellä kiertämään ainoastaan & jäähdytysväliainekierron 21 jäähdytyslämmönsiirtimen 22 kautta ennen sen kierrät-
I tämistä takaisin lämpöpumpulle. Näin lämpöpumpulta 1 lähtevää ensimmäisen vä- = liainekierron 5’ jäähdytettyä väliainetta käytetään tässä toimitilassa ainoastaan jääh-
S dytyslämmönsiirtimen 22 ja sen kautta jäähdytysväliainekierron 21 väliaineen jääh-
S 30 — dyttämiseen. &
Lämpöpumpulta 1 lähtevän toisen väliainekierron 7 ohjaa ohjausjärjestelmä 8 kier- tämään lämminvesivaraajan 6 lisäksi lauhdutuslämmönsiirtimen 25 kautta. Ylimää- räinen lämpöenergia saadaan näin poistettua keksinnön mukaisesta poistoilmalämpöpumppujärjestelmästä 20 tässä toimitilassa johtamalla se lämpö- pumppuun 1 kytkeytymättömän osan ensimmäisestä väliainekierrosta 5 kautta läm- mön talteenottimelle 4, josta se siirretään rakennuksen poistoilmaan.
Tässä toimitilassa keksinnön mukainen poistoilmalämpöpumppujärjestelmä 20 tuot- taa jäähdytettyä väliainetta jäähdytysvesivaraajasta 23 rakennuksen jäähdytysver- kostoon B, sekä pitää lauhdutuslämmönsiirtimen 25 välityksellä lämminvesivaraajan 6 lämpötilan ja näin lämpimän käyttöveden lämpötilan sille asetettujen lämpötila- arvojen sisällä siirtämällä lämpöenergiaa toisesta väliainekierrosta 7 ensimmäisen väliainekierron 5 kautta poistoilmaan tarvittaessa. — Kuviossa 3B esitetään järjestelmän 20 toimitilaa, jossa jäähdytysväliainekierto 21 on käytössä, mutta lauhdutuslämmönsiirrin 25 on poistettu käytöstä poistoilmaläm- pöpumppujärjestelmässä. Kuvion toimitilassa keksinnön mukainen poistoilmaläm- pöpumppujärjestelmä 20 on lämmityskäytössä, jossa hyödynnetään myös jäähdy- tystä. — Tässä toimitilassa ohjausjärjestelmä 8 ohjaa vain osan lämpöpumpulta 1 tulevasta ensimmäisen väliainekierron 5 viilennetystä väliaineesta jäähdytyskäyttöön jäähdy- tyslämmönsiirtimelle 22 3-tie venttiilin 30 välityksellä ennen talteenottimella 4 tapah- tuvaa lämpöenergian talteenottoa rakennuksen poistoilmasta, ja sulkee lauhdutus- lämmönsiirtimen 25 pois järjestelmän toiminnasta 3-tie venttiilien 28, 29 ja 31 väli- — tyksellä.
Tässä toimitilassa rakennuksen jäähdytysverkosto B ei tyypillisesti ole käytössä ja jäähdytysvesivaraajaa 23 käytetään ainoastaan kylmän käyttöveden viilennykseen.
Lämpöpumpun 1 tuottama lämpöenergia puolestaan ohjataan kokonaisuudessaan en lämminvesivaraajaan 6 ja näin lämpimän käyttöveden lämmitykseen sekä raken-
S 25 —nuksen lämmitykseen lämmitysverkoston A välityksellä.
S Keksinnön mukaisessa poistoilmalämpöpumppujärjestelmässä 20 ohjausjarjestel-
N män 8 toiminta voi olla esimerkiksi seuraavanlainen.
I
E Ohjausjärjestelmä 8 ohjaa poistoilmalämpöpumppujärjestelmän 20 kuvion 3A mu-
S kaiseen toimitilaan kun vuorokauden keskilämpötila on kaksi peräkkäistä vuoro-
S 30 — kautta yli 17 astetta. Kun vuorokauden keskilämpötila laskee kahtena peräkkäisenä
S vuorokautena alle 13 asteeseen, ohjaa ohjausjärjestelmä 8 järjestelmän kuvion 3B esittämään toimitilaan. Ohjausjärjestelmä 8 ohjaa myös tarvittaessa lämpöpumpun 1 sisäisen ohjausjärjestelmän poistoilmalämpöpumppujärjestelmän 20 toimitilan mukaiseen toimintaan joko lämmitysvaraajan 6 lämpötila-anturin 9 ohjaamaksi ja jäähdytysvaraajan 23 lämpötila-anturin 26 ohjaamaksi. Tämä toimitilojen vaihto voi- daan myös vaihtoehtoisesti toteuttaa manuaalisesti tai automaattiseksi esimerkiksi vuodenaikojen mukaan.
Ohjausjärjestelmä 8 myös ohjaa poistoilmalämpöpumppujärjestelmän 20 lämmön- — siirron tehokkuutta pumppuja 10, 11 ja 24, sekä toimitilassa 3A myös pumppua 27, ohjaamalla lämpötila-antureista 9 ja 26 saatujen lämpötilatietojen perusteella, jotta lämminvesivaraajan 6 ja jäähdytysvesivaraajan 23 lämpötilat saadaan pidettyä ase- tettujen lämpötilavälien sisällä.
Kuvioissa esitetyn ja edellä kuvatun keksinnön mukaisen esimerkkisuoritusmuodon — suhteen on syytä huomioida, ettei sitä ole tarkoitettu millään lailla keksintöä rajoitta- vaksi. Alan ammattimies osaa ja pystyy oman osaamiseksi perusteella muokkaa- maan edellä esitettyä suoritusmuotoa usein ilmeisin tavoin seuraavien patenttivaa- timusten määrittämän suojapiirin sisällä. Keksintöä rajoittaa siis ainoastaan seuraa- vien patenttivaatimusten määrittämä suojapiiri. e]
N
O
N
O
<Q 00
N
I a a
O
O
K
LO
O
N
O
N
Claims (12)
1. Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä (20), joka käsittää: - lämpöpumpun (1), - poistoilmakanavan (3) yhteyteen järjestetyn lämmön talteenottimen (4), -ensimmäisen väliainekierron (5) lämmön talteenottimen ja lämpöpumpun välillä, - lämminvesivaraajan (6), - toisen väliainekierron (7) lämpöpumpun ja lämminvesivaraajan välillä, sekä - pumput (10, 11) väliaineiden virtauksen aikaansaamiseksi ensimmäisessä ja toi- sessa väliainekierrossa, — tunnettu siitä, että järjestelmä (20) käsittää lisäksi jäähdytysväliainekierron (21), joka liittyy mainittuun ensimmäiseen väliainekiertoon (5) ensimmäisen lämmönsiir- timen (22) välityksellä, jäähdytysvesivaraajan (23), josta jäähdytysväliainekierto siir- tää lämpöenergiaa ensimmäiseen lämmönsiirtimeen, sekä pumpun (24) jäähdytys- väliaineen virtauksen aikaansaamiseksi jäähdytysväliainekierrossa.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä (20), joka järjestelmä lisäksi kä- sittää toisen lämmönsiirtimen (25), joka lämmönsiirrin siirtää lämpöenergiaa toisesta välinainekierrosta (7) ensimmäiseen väliainekiertoon (5).
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen järjestelmä (20), jossa mainittu toinen läm- mönsiirrin (25) on kytkettävissä pois järjestelmän toiminnasta venttiilien (28, 29, 31) en 20 — välityksellä, jotka venttiilit ovat edullisesti 3-tie venttiilejä. N O
N
4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen järjestelmä (20), jossa mainittu <Q lämmön talteenotin (4) on kytkettävissä pois lämpöpumpulta (1) lähtevästä ensim- N mäisestä väliainekierrosta (5) venttiilien (28, 29) välityksellä, jotka venttiilit ovat E edullisesti 3-tie venttiilejä. S 25
5 Patenttivaatimuksien 2 ja 4 mukainen järjestelmä (20), jossa lämpöenergiaa S siirretään mainitun ensimmäisen väliainekierron (5) kautta suoraan toiselta lämmön- S siirtimeltä (25) lämmön talteenottimelle (4).
6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-5 mukainen järjestelmä (20), joka järjestelmä lisäksi käsittää ohjausjärjestelmän (8) poistoilmalämpöpumppujärjestelmän (20) oh- jaamiseksi.
7. Menetelmä poistoilmalämpöpumppujärjestelmän (20) ohjaamiseksi, jossa oh- jataan jonkin edellisten patenttivaatimusten mukaista poistoilmalämpöpumppujär- jestelmää, tunnettu siitä, että ainakin osa mainitun ensimmäisen väliainekierron (5) lämpöpumpulta (1) lähtevästä viilennetystä väliaineesta ohjataan suoraan ensim- mäiseen lämmönsiirtimeen (22) jäähdytysväliainekierron (21) väliaineen jäähdyttä- miseksi.
8 Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, jossa osa lämpöpumpulta (1) lähtevästä ensimmäisen väliainekierron (5) viilennetystä väliaineesta ohjataan ohit- tamaan ensimmäinen lämmönsiirrin (22), minkä jälkeen ensimmäisen väliainekier- ron väliaine ohjataan lämmön talteenottimelle (4), josta lämmennyt väliaine ohjataan takaisin lämpöpumpulle.
9 Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, jossa toinen lämmönsiirrin (25) suljetaan pois lämpöpumppujärjestelmästä (20).
10. Jonkin patenttivaatimuksista 7-9 mukainen menetelmä, jossa jäähdytysväliai- nekierron (21) väliainetta käytetään rakennuksen jäähdyttämiseen.
11. Patenttivaatimuksen / mukainen menetelmä, jossa ensimmäisen väliainekier- ron (9) lämpöpumpulta (1) lähtevä viilennetty väliaine ohjataan kokonaisuudessaan ensimmäiseen lämmönvaihtimeen (22), ja ensimmäisestä lämmönvaihtimesta ta- kaisin lämpöpumpulle. 2
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, jossa osa toisen väliainekierron N (7) lämpöpumpulta (1) lähtevästä lämmitetystä väliaineesta ohjataan toiseen läm- 2 25 —mönvaihtimeen (25) väliaineen jäähdyttämiseksi. 00 N I a a O O K LO O N O N
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20205700A FI130287B (fi) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaamiseksi |
| EP21178124.0A EP3933291B1 (en) | 2020-07-01 | 2021-06-08 | Exhaust air heat pump system and method for controlling the system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20205700A FI130287B (fi) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaamiseksi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20205700A1 FI20205700A1 (fi) | 2022-01-02 |
| FI130287B true FI130287B (fi) | 2023-06-02 |
Family
ID=76325393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20205700A FI130287B (fi) | 2020-07-01 | 2020-07-01 | Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaamiseksi |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3933291B1 (fi) |
| FI (1) | FI130287B (fi) |
Cited By (1)
| 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 (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115264690B (zh) * | 2022-07-22 | 2024-05-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 旁通换热结构、四管制热回收系统、空调机组及控制方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE402638B (sv) * | 1977-07-08 | 1978-07-10 | Bengtsson Ab L E | Vermelagringsanordning |
| GB9013225D0 (en) * | 1990-06-13 | 1990-08-01 | Solmate Inc | Integrated heating,cooling and ventilation system |
| FI20115430A0 (fi) * | 2011-05-06 | 2011-05-06 | Recair Oy | Menetelmä ja sovitelma energian talteen ottamiseksi asuinkerrostaloissa |
| WO2017029819A1 (ja) | 2015-08-17 | 2017-02-23 | 三菱電機株式会社 | 熱利用装置 |
| GB2544063B (en) | 2015-11-03 | 2018-04-11 | Basic Holdings | Distributed heat pump network |
| SE541469C2 (en) * | 2015-11-20 | 2019-10-08 | Sens Geoenergy Storage Ab | Methods and systems for heat pumping |
| FI129013B (fi) | 2019-01-15 | 2021-05-14 | Hoegforsgst Oy | Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä |
| FI130287B (fi) | 2020-07-01 | 2023-06-02 | Smart Heating Oy | Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaamiseksi |
-
2020
- 2020-07-01 FI FI20205700A patent/FI130287B/fi active
-
2021
- 2021-06-08 EP EP21178124.0A patent/EP3933291B1/en active Active
Cited By (1)
| 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 |
|---|---|
| EP3933291A1 (en) | 2022-01-05 |
| FI20205700A1 (fi) | 2022-01-02 |
| EP3933291B1 (en) | 2024-08-07 |
| EP3933291C0 (en) | 2024-08-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8245948B2 (en) | Co-generation and control method of the same | |
| KR102097394B1 (ko) | 차량용 통합 열관리 시스템 | |
| FI130287B (fi) | Poistoilmalämpöpumppujärjestelmä sekä menetelmä järjestelmän ohjaamiseksi | |
| US4167965A (en) | Integral water-refrigerant-air heat exchange system | |
| CN107639992B (zh) | 一种热管理系统 | |
| RU96102603A (ru) | Способ управления теплообменом в вентиляционном аппарате или в аппарате для кондиционирования воздуха и устройство для его осуществления | |
| JP2006234376A (ja) | 冷暖房同時運転が可能な地熱を利用した冷暖房システム及びその制御方法 | |
| RU2007123710A (ru) | Нагревательная установка и способ нагревания | |
| JP4883935B2 (ja) | 排熱利用システム及びその運転方法 | |
| CN108025634A (zh) | 用于车辆中的电力单元的冷却装置 | |
| EP3452764A1 (en) | Air conditioning and heat pump tower with energy efficient arrangement | |
| JP4829526B2 (ja) | 排熱利用システム及び運転方法 | |
| KR101829112B1 (ko) | 파워 플랜트용 사전 가열 시스템 | |
| JP2004257707A (ja) | 熱源機器の適正容量制御方法及び装置 | |
| JP2000329412A (ja) | 集熱装置 | |
| KR20060050771A (ko) | 단일 및 이중 효과 흡수형 냉각기와 그 동작 제어 방법 | |
| EP1420214B1 (en) | Air-conditioning system for rooms | |
| SE523716C2 (sv) | Klimatanläggning | |
| RU106938U1 (ru) | Устройство для регенерации энергии в установке техники кондиционирования и вентиляции | |
| DK3255355T3 (en) | HEATING INSTALLATION WITH INTEGRATED HYDRAULIC STEP STRUCTURE | |
| JP2006010170A (ja) | 地域熱源システム | |
| CN215933678U (zh) | 一种电池热管理系统及电动车辆 | |
| JPS60236A (ja) | 内燃機関を用いた暖冷房給湯装置 | |
| CN221780955U (zh) | 热泵系统 | |
| RU194691U1 (ru) | Устройство для отопления и кондиционирования зданий и сооружений |