FI13093Y1 - System for improving cooling of district heat - Google Patents
System for improving cooling of district heat Download PDFInfo
- Publication number
- FI13093Y1 FI13093Y1 FIU20214096U FIU20214096U FI13093Y1 FI 13093 Y1 FI13093 Y1 FI 13093Y1 FI U20214096 U FIU20214096 U FI U20214096U FI U20214096 U FIU20214096 U FI U20214096U FI 13093 Y1 FI13093 Y1 FI 13093Y1
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- heat exchanger
- hot water
- water
- heating
- 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
1. Kaukolämpölämmitysjärjestelmä, johon kuuluu kaukolämmön ensiöpiiri käsittäen ainakin joko kaksivetoisen käyttöveden lämmönvaihtimen (10), joka käsittää ylemmän osan (108) ja alemman osan (109), ja jossa kaukolämmön tuleva virta on ohjattu ylempään osaan (108) samalla kun siitä on sovitettu poistumaan lämminvesi (LV), tai vastaavasti järjestetyn kahden yksivetoisen lämmönvaihtimen ja väliputkitusten muodostaman kokonaisuuden, ja lämmityskierron lämmönvaihtimen (14), joissa palaava lämminkiertovesi (LVK) on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimeen (10) kylmäveden (KV) ja lämminveden (LV) yhteiden väliin ja lämmityskierron lämmönvaihtimen (14) kaukolämpöveden paluu on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimen (10) alempaan osaan (109) esilämmittämään käyttövettä välisyöttökytkennällä välisyöttöyhteen (103) kautta, lämmityspiiri (22) kierrättäen kiertovettä säädettävästi kulutuskohteissa sanotun lämmityskierron lämmönvaihtimen (14) kautta, lämpötila-antureita ainakin kaukolämmön meno- ja paluuveden, lämmityskierron meno- ja paluuveden ja lämminveden (LV) lämpötilojen mittaamiseksi, ja ohjainlaitteet kaukolämmön virtaaman ohjaamiseksi asetetun kulutuksen mukaan, tunnettu siitä, että käyttöveden lämmönvaihdin (10) käsittää väliottoyhteen (102) ylemmästä osasta (108) palaavan kaukolämpöveden johtamiseksi käyttöveden lämmönvaihtimen (10) ulkopuolelle, käyttöveden lämmönvaihtimessa (10) lämminkiertoveden (LVK) paluuta lämmittävä kaukolämpövesi on johdettu sanotusta väliottoyhteestä (102) lämmityskierron lämmönvaihtimeen (14), jolloin lämmityskierron lämmönvaihdin (14) on sovitettu lämmitettäväksi säädettävästi kaukolämmön menovedellä tai käyttöveden lämmönvaihtimen (10) ylemmästä osasta (108) palaavalla kaukolämpövedellä tai näiden yhdistelmällä, ja väliottoyhteen (102) ja välisyöttöyhteen (103) välillä on säätöventtiili (30) ja putki (35) väliottoyhteestä (102) palaavan kaukolämpöveden virtauksen ohjaamiseksi kokonaan tai osittain lämmityskierron lämmönvaihtimelle (14) tai käyttöveden lämmönvaihtimen (10) alempaan osaan (109). Lisäksi suojavaatimukset 2-5.A district heating system comprising a district heating primary circuit comprising at least one dual drive hot water heat exchanger (10) comprising an upper portion (108) and a lower portion (109), wherein the incoming district heat flow is directed to the upper portion (108) while being adapted to exit hot water (LV), or a combination of two single-drive heat exchangers and intermediate pipes, respectively, and a heating circuit heat exchanger (14) with return heating water (LVK) connected to the hot water heat exchanger (10) between the cold water (KV) and hot water (LV) heat and water connections (14) the district heating water return is connected to the lower part (109) of the hot water heat exchanger (10) to preheat the hot water by means of an intermediate supply connection (103), a heating circuit (22) circulating the circulating water returning for measuring the flow and return water and hot water (DHW) temperatures, and control devices for controlling the district heating flow according to the set consumption, characterized in that the hot water heat exchanger (10) comprises an outlet connection (102) for conducting hot water ), in the domestic hot water heat exchanger (10) the district heating water heating the return of the circulating water (DHW) is led from said outlet connection (102) to the heating circuit heat exchanger (14), the heating circuit heat exchanger (14) being adapted for heating ) or a combination thereof, and between the inlet connection (102) and the intermediate supply connection (103) there is a control valve (30) and a pipe (35) for directing all or part of the return district water flow from the inlet connection (102) to the heating circuit heat exchanger (14) or to the lower part (109) of the water heat exchanger (10). In addition, protection requirements 2-5.
Description
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- T veden, lämmityskierron meno- ja paluuveden ja lämmin- - veden lämpötilojen mittaamiseksi, ja i 25 e ohjainlaitteet kaukolämmön virtaaman ohjaamiseksi ase- > tetun kulutuksen mukaan.The invention relates to a district heating system comprising a primary district heating circuit comprising at least o either a two-drive domestic hot water heat exchanger comprising or an assembly of two single-drive heat exchangers and intermediate pipes, respectively, and a heating circuit heat exchanger in which the return hot water is connected to the domestic hot water heat exchanger between the cold water and hot water connections and the district heating hot water exchange by means of an intermediate supply connection via an intermediate supply connection, e a heating circuit with adjustable circulation of circulating water at consumption points via a heat exchanger in the heating circuit, N e temperature sensors at least for the district heating flow and pa bone- T, for measuring the flow and return water and DHW temperatures of the heating circuit, and i 25 e control devices for controlling the district heating flow according to the set consumption.
N Kaukolämpö tuotetaan tyypillisesti lämmön ja sähkön yhteistuo- S tantona. Lämmön ja sähkön yhteistuotannossa vastapainevoima- laitoksen sähkön tuotantomäärä riippuu kaukolämpöverkosta pa- laavan veden lämpötilasta. Mikäli kaukolämpövesi ei Jjäähdy lämmönkuluttajien lämmönjakovaihtimissa tarvittavan matalaan lämpötilaan, palaavan kaukolämpöveden lämpötilaa täytyy alentaa lauhduttamalla lämpöä esimerkiksi vesistöön tai hyväksymällä sähkötehon pieneneminen.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. 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. Turbiinin läpi- kulkevan höyryn paisunta tapahtuu lauhduttimessa lämpötilan määräämään paineeseen käyttäen kaukolämpövettä, joka samalla lämpenee. Mitä korkeampi on lauhduttimelle saapuvan palaavan kaukolämpöveden lämpötila, sitä korkeammaksi muodostuu lauh- duttimessa syntyvä paine, jotta sama energiamäärä voidaan siir- tää samaan määrään kaukolämpövettä. Lauhduttimen paine puoles- taan toimii rajoittavana tekijänä sille, kuinka paljon turbii- nilla voidaan tuottaa sähköä.More specifically, the amount of electricity produced in cogeneration is limited by the temperature of the returning district heating water. 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. 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. 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. Matalalämpöiseen paluuveteen lämmön- siirto onnistuu paremmin.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. Heat transfer to low-temperature return water is better.
Lisäksi huono jäähtymä johtaa suurempaan virtaukseen kaukoläm- N pöverkossa, jolloin vettä täytyy pumpata enemmän, ja tämä lisää = pumppauskustannuksia. Korkeampi paluuveden lämpötila lisää myös n lämpöhäviöitä järjestelmässä. E Kaukolämmön jäähtymän vaikutus lisääntyy jatkuvasti ja yhä use- O 25 ampi energialaitos on siirtynyt tai siirtymässä hinnoittelu- 3 malliin, jossa hyvästä jäähtymästä asiakaskiinteistössä palki- O taan halvemmalla energian hinnalla ja/tai edullisemmalla pe- > rusmaksulla. Tyypillisesti kaukolämmön jäähtymää on pyritty pa- rantamaan välisyöttökytkennällä, jossa lämmityskierron lämmönvaihtimen kaukolämmön paluu ohjataan käyttöveden lämmön- vaihtimelle esilämmittämään käyttövettä. Energiateollisuus ry on esitellyt välisyöttökytkennän julkaisussa '” Rakennusten kau- kolämmitys, määräykset ja ohjeet K1/2013'', jossa on esitetty kaukolämmityksen kytkentävaihtoehtoja ja niiden suositeltuja käyttöalueita.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 pumping costs. Higher return water temperature also increases heat loss in the system. E The impact of district heating cooling is constantly increasing and more and more energy plants have switched 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, an attempt has been made to improve the cooling of the district heat by means of an intermediate supply circuit, in which the return of the district heat from the heat exchanger of the heating circuit is directed to the hot water heat exchanger to preheat the 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.
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.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- vettä. Nykyisissä kaukolämpölämmitysjärjestelmissä kaukolämpö- = veden lämpötila voi olla jopa 115 °C ja paine 16 bar, jolloin a kaukolämpövettä ei voida johtaa lämmityskiertoon. Kyseisessä = julkaisussa käyttöveden kiertoa lämmittänyt vesi sekoittuu läm- r mityskierron paluuveteen ja kiertää sieltä lämmityslaitteisiin. E 25 Tällöin on mahdollista, että jos käyttövesiprosessista palaa o paljon kuumaa 50-55 °C kaukolämpövettä, niin lämmityskiertoa S ylilämmitetään. Lämpötilaa ei voi hallita alaspäin, jolloin N esim. lattialämmitykseen järjestelmä ei sovellu lainkaan. Näin 5 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 fed into the heating circuit. In current district heating systems, the district heating = water temperature can be up to 115 ° C and the pressure 16 bar, so that district heating water cannot be fed into the heating circuit. In this publication, the water that has heated the DHW circulation mixes with the return water of the heating circuit and circulates from there to the heating devices. E 25 In this case, it is possible that if a lot of hot district heating 50-55 ° C burns from the domestic hot water process, the heating circuit S will be overheated. The temperature cannot be controlled downwards, in which case the system is not suitable for N underfloor heating at all. 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. Kyseisessä lämmönjakokeskuksessa kaukolämpö- vettä johdetaan lämminkiertoveden lämmönvaihtimesta lämmitys- kierron lämmönvaihtimelle ja sen läpi edelleen. Myös tässä rat- kaisussa on mahdollista, että jos käyttövesiprosessista palaa paljon kuumaa 50-55 °C kaukolämpövettä, niin lämmityskiertoa ylilämmitetään. Lämpötilaa ei voi hallita alaspäin. Ratkaisu ei ole toteutuskelpoinen ja vaatii kesäaikaan esimerkiksi läm- mityskierron kiertovesipumpun sammuttamisen, sillä muuten ra- kennusta lämmitetään silloinkin, kun se ei sitä tarvitse.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. 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. 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. The temperature cannot be controlled down. 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 kaukolämpö- lämmitysjärjestelmä mahdollistamaan kaukolämmön suurempi jääh- tymä lämmityskohteessa. Tämän keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta suojavaatimuksesta 1.It is an object of the invention to provide an improved district heating system to allow greater cooling of district heating at a heating site. The characterizing features of the present invention appear from the appended claim 1.
Keksinnön mukaiseen kaukolämpölämmitysjärjestelmään kuuluu kaukolämmön ensiöpiiri käsittäen ainakin joko kaksivetoisen = käyttöveden lämmönvaihtimen, joka käsittää ylemmän osan ja a alemman osan, ja jossa kaukolämmön tuleva virta on ohjattu = ylempään osaan samalla kun siitä on sovitettu poistumaan läm- r minvesi, tai vastaavasti järjestetyn kahden yksivetoisen läm- E 25 —mönvaihtimen ja väliputkitusten muodostaman kokonaisuuden, ja o lämmityskierron lämmönvaihtimen, joissa palaava lämminkierto- S vesi on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimeen kylmäveden ja N lämminveden yhteiden väliin ja lämmityskierron lämmönvaihtimen 5 kaukolämpöveden paluu on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimen alempaan osaan esilämmittämään käyttövettä välisyöttökytkennällä välisyöttöyhteen kautta, lämmityspiiri kierrättäen kiertovettä säädettävästi kulutuskohteissa lämmi- tyskierron lämmönvaihtimen kautta, lämpötila-antureita ainakin kaukolämmön meno- ja paluuveden, lämmityskierron meno- ja pa- 5 luuveden ja lämminveden lämpötilojen mittaamiseksi, ja ohjain- laitteet kaukolämmön virtaaman ohjaamiseksi asetetun kulutuksen mukaan.The district heating system according to the invention comprises a primary district heating circuit comprising at least either a two-drive = domestic hot water heat exchanger comprising an upper part and a lower part, and the incoming district heat flow is directed to the upper part while the hot water - E 25 —the heat exchanger and the intermediate pipes, and o the heating circuit heat exchanger in which the return heat is connected to the domestic hot water heat exchanger between the cold water and N hot water connections and the heating circuit heat exchange 5 circulating water in an adjustable manner at the point of consumption via the heating circuit heat exchanger, temperature sensors for at least the district heating supply and return water, the heating circuit supply and return water and the heating circuit. for measuring water temperatures, and control devices for controlling the flow of district heat according to the set consumption.
Lisäksi kaukolämpölämmitysjärjestelmän käyttöveden lämmönvaihdin käsittää väliottoyhteen ylemmästä osasta palaavan kaukolämpöveden johtamiseksi käyttöveden lämmönvaihtimen ulko- puolelle, käyttöveden lämmönvaihtimessa lämminkiertoveden pa- luuta lämmittävä kaukolämpövesi on johdettu väliottoyhteestä lämmityskierron lämmönvaihtimeen, jolloin lämmityskierron läm- mönvaihdin on sovitettu lämmitettäväksi säädettävästi kauko- lämmön menovedellä tai käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavalla kaukolämpövedellä tai näiden yhdistelmällä, ja väliottoyhteen ja välisyöttöyhteen välillä on säätöventtiili ja putki väliottoyhteestä palaavan kaukolämpöveden virtauksen ohjaamiseksi kokonaan tai osittain lämmityskierron lämmönvaih- timelle tai käyttöveden lämmönvaihtimen alempaan osaan.In addition, the heat exchanger for the hot water heat heating system comprises a tap connection for the upper part of the spacer from the upper part of the heat exchanger to the heat exchanger, the hot water heat exchanger for the heat exchanger of the hot water heat exchanger is derived from the spacing of the heating cycle to the heat exchanger of the heating cycle, whereby the heat exchanger of the heating cycle is adapted to warmwise adjustable by means of a long-standing round of remote heat flow or from the upper part of the hot heat exchanger district heating water 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 from the inlet connection in whole or in part to the heat exchanger or the lower part of the hot water heat exchanger.
Tällä tavoin kaukolämmön jäähtymää saadaan parannettua lämmi- tyskohteessa.In this way, the cooling of the district heat can be improved at the heating site.
N Kun käyttöveden lämmitystarvetta ei ole, käyttöveden lämmön- = vaihtimelta palaavan kaukolämpöveden lämpötila on noin 50 — 55 n °C.N 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 n ° C.
Tällöin samalla kaukolämpövedellä voidaan lämmittää esimer- > 25 kiksi märkätilojen lattialämmitys kokonaan.In this case, for example, the underfloor heating of wet rooms can be heated completely with the same district heating water.
Käyttämällä samaa E kaukolämpövettä sekä palaavan lämminkiertoveden ja lämmitys- > kierron että kylmäveden esilämmitykseen saavutetaan huomatta- = vasti parempi kaukolämpöveden jäähtymä tekniikan tasoon nähden. o > Tekniikan tasoon nähden keksinnön mukaisessa järjestelmässä kaukolämpö saadaan tehokkaasti siirrettyä lämmityspiiriin lämmityskierron 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. Edullisesti kaukolämpölämmitysjärjestelmään kuuluu lämpötila- anturi käyttöveden lämmönvaihtimen väliottoyhteestä palaavan kaukolämpöveden lämpötilan mittaamiseksi. Lämpötilatiedon pe- rusteella kaukolämpöveden virtaamaa voidaan säätää ohjainlait- teilla edulliseksi. Edullisesti väliottoyhteen ja välisyöttöyhteen välillä oleva säätöventtiili on kolmitiesäätöventtiili. Tällä tavoin samalla komponentilla voidaan säätää kaukolämpöveden virtaamaa väliot- toyhteestä välisyöttöyhteeseen ja käyttöveden lämmönvaihti- meen. Eräässä sovellusmuodossa säätöventtiili on sijoitettu käyttö- veden lämmönvaihtimen sisäpuolelle. Tällä tavoin säätöventtiili voidaan integroida käyttöveden lämmönvaihtimen rakenteeseen. N Edullisesti säätöventtiilin karaa käyttävä akseli on sijoitettu N valittuun käyttöveden lämmönvaihtimen yhteeseen. Tällä tavoin - säätöventtiilin avausastetta voidaan säätää lämmönvaihtimen ul- - kopuolelta käsin.By using the same E district heating water for the preheating of both the return circulating water and the heating circuit, a considerably better cooling of the district heating water is achieved compared to the prior art. Compared 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. 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 advantageously with control devices. 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. In one embodiment, the control valve is located inside the hot water heat exchanger. In this way, the control valve can be integrated into the structure of the hot water heat exchanger. N Preferably, the shaft driving the control valve stem is located in connection with N selected hot water heat exchangers. In this way - the degree of opening of the control valve can be adjusted from outside the heat exchanger.
I a > 25 Eräässä toisessa sovellusmuodossa säätöventtiili on sijoitettu > käyttöveden lämmönvaihtimen ulkopuolelle. Tällä tavoin keksin- = nön mukainen järjestelmä voidaan toteuttaa myös lämmönvaihti- N milla, joissa ei ole sisäänrakennettua säätöventtiiliä. Edullisesti kaukolämpölämmitysjärjestelmän lämmityskierron lämmönvaihdin on kaksivetoinen käsittäen yhteen välisyötölle käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavaa kauko- lämpövettä varten. Tällä tavoin lämmityskierron lämmönvaihtimen toimintaa saadaan parannettua erityisesti matalalämpöpiireissä kuten lattialämmityksessä. Kun kaukolämpöverkon menoveden läm- pötilaa tulevaisuudessa lasketaan, tämän merkitys korostuu.I a> 25 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 without a built-in control valve. Preferably, the heat exchanger in the heating circuit of the district heating system is two-drive, comprising for one intermediate supply hot water from the upper part of the heat exchanger returning to the district heating water. 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.
Keksinnön mukaisella järjestelmällä voidaan toteuttaa menetel- mää kaukolämmön jäähtymän parantamiseksi, jossa kaukolämpöläm- mitysjärjestelmään kuuluu kaukolämmön ensiöpiiri käsittäen ai- nakin joko kaksivetoisen käyttöveden lämmönvaihtimen, joka kä- sittää ylemmän osan ja alemman osan, ja jossa kaukolämmön tu- leva virta on ohjattu ylempään osaan samalla kun siitä on so- vitettu poistumaan lämminvesi, tai vastaavasti järjestetyn kah- den yksivetoisen lämmönvaihtimen ja väliputkitusten muodostaman kokonaisuuden, ja lämmityskierron lämmönvaihtimen, joissa pa- laava lämminkiertovesi on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimeen kylmäveden ja lämminveden yhteiden väliin, ja käyttöveden läm- mönvaihtimen ylemmästä osasta palaava kaukolämpövesi on lii- tetty lämmityskierron lämmönvaihtimeen, ja lämmityskierron läm- mönvaihtimen kaukolämpöveden paluu on liitetty käyttöveden läm- —mönvaihtimen alempaan osaan esilämmittämään käyttövettä vä- lisyöttökytkennällä. Menetelmässä kiertovettä kierrätetään = säädettävästi kulutuskohteissa lämmityskierron lämmönvaihtimen N kautta, mitataan ainakin lämmityskierron menoveden lämpötila - ja lämmityskierron paluuveden lämpötila, ja ohjataan kauko- - 25 lämmön virtaamaa asetetun kulutuksen mukaan. Menetelmässä käyt- E töveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaavan kaukolämpö- O veden lämpötila mitataan lämpötila-anturilla, ja lämmityskier- 3 ron lämmönvaihdinta lämmitetään säädettävästi kaukolämmön me- O novedellä tai käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta pa- > 30 laavalla kaukolämpövedellä tai näiden yhdistelmällä siten, että käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta palaava kaukolämpövesi johdetaan kokonaisuudessaan lammityskierron lämmönvaihtimelle, jos käyttöveden lämmönvaihtimen vylemmästä osasta palaavan kaukolämpöveden lämpötila on korkeampi kuin lämmityskierron paluuveden lämpötila ja lämmityskierron meno- veden lämpötilan asetusarvoa ei ylitetä, tai käyttöveden läm- mönvaihtimen ylemmästä osasta palaava kaukolämpövesi johdetaan osittain lämmityskierron lämmönvaihtimelle siinä määrin, että lämmityskierron menoveden lämpötilan asetusarvo saavutetaan, ja osittain käyttöveden lämmönvaihtimen alempaan osaan.The system according to the invention can implement a method for improving the cooling of district heating, wherein the district heating system comprises a primary district heating circuit comprising at least either a two-drive hot water heat exchanger comprising an upper part and a lower part, and the upstream flow of the district heating when it is agreed to discharge hot water from it, or a combination of two single-drive heat exchangers and intermediate pipes arranged respectively, and a heating circuit heat exchanger in which the return water is connected to the hot water heat exchanger 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 by means of an intermediate supply connection. In the method, the circulating water is circulated = adjustably at the consumption points via the heating circuit heat exchanger N, at least the temperature of the heating circuit flow - and the return temperature of the heating circuit is measured, and the district heat flow is controlled according to the set consumption. In 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 controlled in an adjustable manner by the district heating flow or the upper part of the hot water heat exchanger. the district heating water returning from the upper part of the heat exchanger is led entirely to the heat exchanger of the heating circuit, if the temperature of the district heating water returning from the upper part of the hot water heat exchanger is higher than the return temperature of the heating circuit and the return temperature that the setpoint for the flow temperature of the heating circuit is reached, and partly to the lower part of the hot water heat exchanger.
Tällä tavoin kaukolämmön jäähtymää saadaan parannettua lämmi- tyskohteessa ja lämmityskierron lämmönvaihtimen lämmityksen säädettävyys on huomattavasti tekniikan tason mukaisia mene- telmiä parempi erityisesti matalalämpöisissä lämmityspiireissä sekä lämmityskauden alussa ja lopussa ja muulloin, kun lämmi- tyksen tarve on vähäistä.In this way, the cooling of the district heating 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 7lämmönvaihtimen vylemmästä 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- N 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 the hot water heat exchanger 7 if the heating circuit flow temperature setpoint is not reached by the district heating heat return from the upper part of the domestic hot water heat exchanger alone. In this way, a sufficient temperature is obtained in the heating circuit N during the cold season or = at other times when the heating demand is high.
- Edullisesti käyttöveden lämmönvaihtimen ylemmästä osasta pa- z 25 laava kaukolämpövesi johdetaan kokonaisuudessaan suoraan käyt- * töveden lämmönvaihtimen alempaan osaan, jos lämmityspiirissä 2 ei ole lämmityksen tarvetta tai jos käyttöveden lämmönvaihtimen N ylemmästä osasta palaavan kaukolämpöveden lämpötila on kylmem- S pää kuin lämmityskierron paluuveden lämpötila. Tällä tavoin lämmityskierron lämmönvaihdinta ei lämmitetä turhaan lämmitys- kauden ulkopuolella, eikä toisaalta jäähdytetä lämmityskierron lämmönvaihdinta, jos käyttöveden 7lämmönvaihtimen vylemmästä osasta palaava kaukolämpövesi on liian viileää.- Preferably, the district heating water from the upper part of the hot water heat exchanger pa 25 is supplied directly directly to the lower part of the domestic hot water heat exchanger if there is no need for heating in the heating circuit 2 or if the temperature of the district heating water returning from the upper part 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 cooler part of the hot water heat exchanger 7 is too cool.
Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti 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 Kuva 4 esittää levylämmönvaihtimen, jota voidaan käyt- tää keksinnön mukaisessa kaukolämpölämmitysjär- jestelmässä käyttöveden lämmönvaihtimena, Kuvat 5a-5c esittävät levylämmönvaihtimen sisälle sovitet- 5 tua kaksitiesäätöventtiiliä käyttävää muunnel-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 applications. Fig. 3 shows a district heating circuit according to another invention which is particularly suitable for low temperature circuits, and Fig. 4 shows a plate heat exchanger which can be used as a domestic water heat exchanger in the district heating system according to the invention. -
O N 20 maa, - Kuva 6 esittää yksinkertaista kaksitiesäätöventtiilin x sisältävää ratkaisua.O N 20 ground, - Figure 6 shows a simple solution with a two-way control valve x.
= O Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukaiseen kaukolämpöjärjestel-= O Figure 1 shows a district heating system according to the invention.
O 3 mään kuuluva käyttöveden lämmönvaihtimen 10 eräs sovellusmuoto.An embodiment of a domestic hot water heat exchanger 10 is included.
N S 25 Kaksivetoisen käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ensiöpuoli sisäl-N S 25 The primary side of the two-drive hot water heat exchanger 10 includes
D tää ylemmän osan 108 ja alemman osan 109 sekä kaukolämmön tu- loyhteen 101, väliottoyhteen 102, välisyöttöyhteen 103 ja kaukolämmön paluuyhteen 104. Käyttöveden lämmönvaihtimen 10 toisiopuoli sisältää lämminvesiyhteen 105, lämminkiertovesiyh- teen 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.D is the upper part 108 and the lower part 109 and the district heating inlet 101, the outlet connection 102, the intermediate supply connection 103 and the district heat return connection 104. The secondary side of the hot water heat exchanger 10 includes the hot water connection 105, the hot water connection 10 the district heating water 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- kainen kaukolämpölämmitysjärjestelmä voidaan toteuttaa myös 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 outlet connection 102. In this embodiment using a two-way control valve.
Säätöventtiili 30 voi sijaita joko käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ulkopuolella, kuten kuvassa 1, tai käyttöveden lämmönvaihtimen 10 sisäpuolella.The control valve 30 can be located either outside the hot water heat exchanger 10, as in Figure 1, or inside the hot water heat exchanger 10.
Säätövent- = tiilin 30 avausastetta säätämällä voidaan ohjata kaukolämpöve- N den virtaamaa asetetun kulutuksen mukaan.By adjusting the opening degree of the control valve 30, the flow of district heating water N can be controlled according to the set consumption.
Säätöventtiilin 30 = avulla voidaan säätää haluttu kaukolämpöveden virtaama ylemmän - osan 108 väliottoyhteestä 102 suoraan alemman osan 109 vä- E 25 lisyöttöyhteeseen 103 putken 35 kautta. > Kuvassa 2 on esitetty keksinnön mukaisen kaukolämpölämmitys- = järjestelmän eräs sovellusmuoto.The control valve 30 = can be used to control the desired district heating water flow from the inlet connection 102 of the upper part 108 directly to the auxiliary supply connection 103 of the lower part 109 via the pipe 35. > Figure 2 shows an embodiment of a district heating system according to the invention.
Järjestelmän pohjana on en- N siksi kaukolämpöä tavanomaisesti hyödyntävä peruskytkentä, jo- hon kuuluu kaukolämmön ensiöpiiri käsittäen käyttöveden läm- mönvaihtimen 10 ja lämmityskierron lämmönvaihtimen 14.The system is therefore based on a basic circuit which normally uses district heating and which includes a primary district heating circuit comprising a hot water heat exchanger 10 and a heating circuit heat exchanger 14.
Kaukolämpövesi johdetaan kaukolämpöverkosta käyttöveden läm- mönvaihtimelle säätöventtiilin 51 kautta ja lämmityskierron lämmönvaihtimelle 14 säätöventtiilin 52 kautta.The district heating water is supplied from the district heating network to the domestic hot water heat exchanger via the control valve 51 and to the heating circuit heat exchanger 14 via the control valve 52.
Lämminkierto- vesi LVK on liitetty käyttöveden lämmönvaihtimen 10 kylmävesi- yhteen 105 ja lämminvesiyhteen 107 välissä olevaan lämminkier- tovesiyhteeseen 106. Tavanomaiseen järjestelmään kuuluu myös lämmityspiiri 22 kierrättäen kiertovettä säädettävästi lämmi- tyskierron lämmönvaihtimen 14 kautta.The DHW circulating water is connected to the hot water connection 105 between the hot water heat exchanger 10 and the hot water connection 106 between the hot water connection 107. The conventional system also includes a heating circuit 22 with adjustable circulation of the circulating water through the heating circuit heat exchanger 14.
Keksinnön mukaisessa kaukolämpöjärjestelmän kytkennässä kauko- lämmön menovettä käytetään käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylem- mässä osassa 108 lämminkiertoveden LVK paluun lämmittämiseen.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.
Lämminkiertoveden 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- mästä osasta 108 palaavaa kaukolämpövettä tai näiden yhdistel- mää.The district heating water used to heat the DHW circulating 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.
Lämmityskierron lämmönvaihtimesta 14 kaukolämpövesi palaa yhteistä putkea pitkin käyttöveden lämmönvaihtimen 10 alempaan osaan 109 välisyöttöyhteeseen 103 kylmäveden KV esilämmityk- seen.From the heat exchanger 14 of the heating circuit, the district heating water returns along the common pipe to the lower part 109 of the hot water heat exchanger 10 to the intermediate supply connection 103 for the preheating of the cold water DHW.
Välisyöttö on sovitettu siten, että lämmityskierron läm- N mönvaihtimelta 14 tuleva kaukolämpövesi ei jäähdytä lämminkier- = tovettä LVK. r Säätämällä säätöventtiilin 30, joka tässä sovellusmuodossa on E 25 kolmitiesäätöventtiili, avausastetta kulutuksen mukaan käyttö- © veden lämmönvaihtimen 10 ylemmässä osassa 108 lämminkiertoveden S LVK lämmittämiseen käytetty kaukolämpövesi voidaan ohjata osin N tai kokonaan joko lämmityskierron lämmönvaihtimelle 14 tai suo- 5 raan käyttöveden lämmönvaihtimen 10 alempaan osaan 109 vä- lisyöttöyhteeseen 103 putken 35 kautta.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. r By adjusting the degree of opening of the control valve 30, which in this embodiment is an E 25 three-way control valve, in the upper part 108 of the DHW heat exchanger 10, the district heating water used to heat the DHW can be directed partially or completely to to the part 109 to the intermediate supply connection 103 via the pipe 35.
Säätöventtiilin 30 yhteydessä olevalla lämpötila-anturilla 40 voidaan mitata käyttöveden lämmönvaihtimen 10 ylemmästä osasta 108 palaavan kaukolämpöveden lämpötilaa.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.
Lämpötilan perusteella voidaan säätää säätöventtiilin 30 avautumisastetta.Based on the temperature, the degree of opening of the control valve 30 can be adjusted.
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 LV lämpötila-anturi 45. Lämpötila-antureiden lukemien perusteella kaukolämpöveden ko- konaisvaltaista virtaamaa voidaan säätää kulutuksen mukaisesti, jolloin voidaan saavuttaa kaukolämpöveden tavoiteltu jäähtymä.The measuring equipment of the district heating system also includes the following temperature sensors: e district heating flow temperature sensor 41, e heating circuit flow temperature sensor 42, e district heating return water temperature sensor 43, e heating circuit return water temperature sensor 44, e hot water temperature 45 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.
Mikäli käyttöveden lämmönvaihtimen 10 väliottoyhteestä 102 tu- levan kaukolämpöveden lämpötila eli lämpötila-anturin 40 lukema on korkeampi kuin lämmityspiirin 22 paluuveden lämpötila eli lämpötila-anturin 44 lukema, väliottoyhteestä 102 tuleva kau- kolämpövesi johdetaan lämmityskierron lämmönvaihtimeen 14. Mi- S 20 käli lämmitystä tarvitaan enemmän kylmänä vuodenaikana, lämmi- — tyskierron lämmönvaihtimeen 14 johdetaan lisäksi kaukolämpö- > vettä kaukolämpöverkosta säätöventtiilin 52 kautta.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 of the temperature sensor 40, is higher than the return water temperature of the heating circuit 22, i.e. the reading of the temperature sensor 44, more district heating water from the connection connection 102 is required. during the cold season, the district heating heat exchanger 14 is further supplied with district heating> water from the district heating network via a control valve 52.
Lämmöntar- = peen ollessa vähäistä väliottoyhteestä 102 tuleva kaukolämpö- > vesi voi siis yksinään riittää lämmityskierron lämmönvaihti- 2 25 melle 14. Vähäisellä lämmöntarpeella lämmityskierron lämmön- E vaihtimen 14 ylilämmittäminen voidaan estää säätämällä säätö- S venttiilin 30 avausastetta siten, että osa kaukolämpövedestä kulkee putken 35 kautta suoraan välisyöttöyhteeseen 103 ja osa kulkee lämmityskierron lämmönvaihtimelle 14. SäätöventtiilinThus, when the heat demand is low, the district heating from the outlet 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 opening of the control valve so that part of the district heating 35 directly to the intermediate supply connection 103 and a part passes to the heat exchanger 14 of the heating circuit.
30 avausasteen säätö voi olla esimerkiksi kymmenportainen eli säädettävissä asteikolla 1-10. Väliottoyhteestä 102 tuleva kau- kolämpövesi voidaan myös ohjata kokonaisuudessaan putkeen 35, kun kiinteistössä on lämpimän käyttöveden tarvetta, mutta ei lämmitystarvetta esimerkiksi kesäaikaan.The adjustment of the 30 degree of opening can be, for example, ten steps, i.e. adjustable on a scale of 1-10. 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 lämminkiertovesi LVK on liitetty kahden erillisen lämmönvaih- 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 heat circulation water LVK is connected between two separate heat exchangers.
Tällöin myös väliottokytkentä on sovitettu kahden erillisen lämmönvaihtimen väliin ja lämmityskierron lämmönvaih- timelta 14 palaava kaukolämpövesi johdetaan esilämmittämään käyttövettä.In this case, the inlet connection is also arranged between two separate heat exchangers, and the district heating water returning from the heat exchanger 14 of the heating circuit is led to preheat the hot water.
N Kuvassa 3 on esitetty eräs toinen keksinnön mukainen sovellus- = muoto, joka soveltuu ennen kaikkea matalalämpöpiireille kuten n lattialämmitykselle.Fig. 3 shows another embodiment of the invention which is particularly suitable for low-temperature circuits such as underfloor heating.
Tässä sovellusmuodossa kaukolämpölämmi- > tysjärjestelmän kytkentä vastaa muuten kuvassa 2 esitettyä kyt- S 25 kentää, mutta lämmityskierron lämmönvaihdin 14 käsittää lisäksi > yhteen välisyötölle.In this embodiment, the connection of the district heating system otherwise corresponds to the connection field shown in Fig. 2, but the heating circuit heat exchanger 14 further comprises> one intermediate supply.
Tällöin käyttöveden lämmönvaihtimen 10 = ylemmässä osassa 108 lämminkiertoveden LVK lämmittämiseen käy- N tetty kaukolämpövesi on johdettu käyttöveden lämmönvaihtimen 10 väliottoyhteestä 103 lämmityskierron lämmönvaihtimen 14 vä- lisyöttöyhteeseen lämmityspiirin 22 kiertoveden esilämmittämiseksi. Lämmityskierron lämmönvaihtimen 14 lämmit- tämiseen käytetään lisäksi kaukolämmön menovettä säätöventtii- lin 52 kautta. lämmityskierron lämmönvaihtimelta 14 kaukolämpö palaa yhteistä putkea pitkin käyttöveden lämmönvaihtimen 10 alempaan osaan 109 esilämmittämään käyttövettä. Kuvassa 4 on esitetty eräs kaksivetoinen levylämmönvaihdin, jota voidaan käyttää keksinnön mukaisessa kaukolämpölämmitys- järjestelmässä käyttöveden lämmönvaihtimena 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 kylmävesiyhdeIn this case, the district heating water used in the upper part 108 of the hot water heat exchanger 10 = for circulating the DHW 10 is supplied from the outlet connection 103 of the hot water heat exchanger 10 to the intermediate supply connection of the heat exchanger 14 of the heating circuit to preheat the circulating water. In addition, district heating flow 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 to the lower part 109 of the hot water heat exchanger 10 to preheat the hot water. Figure 4 shows a two-drive plate heat exchanger which can be used in the district heating system according to the invention as a hot water heat exchanger 10. The first end plate 110 of the hot water heat exchanger 10 has a district heating inlet 101, An intermediate supply connection 103, a district heating return connection 104 and a cold water connection are located in the second end plate 111 on the opposite side of the 110
107. Keksinnön mukaisessa kaukolämpölämmitysjärjestelmässä käytet- tävä käyttöveden lämmönvaihdin 10 eroaa tyypillisestä kaksive- toisesta kytkennästä siltä osin, että toinen päätylevy 111 si- sältää välisyöttöyhteen 103 ja kaukolämpövesi ei läpäise ylem- män osan 108 ja alemman osan 109 välissä olevaa välilevyä 112, N jonka tarkoituksena on parantaa alemman osan 109 eristystä läm- = minkiertoveden LVK paluusta. Sovellettuna kuvissa 2 ja 3 esi- n tettyihin kytkentöihin kuvassa 4 esitetyllä kaksivetoisella > käyttöveden lämmönvaihtimella 10 voidaan varmistaa, että läm- E 25 mityskierron lämmönvaihtimelta 14 palaava kaukolämpövesi ei > jäähdytä lämminkiertovettä LVK.107. The hot water heat exchanger 10 used in the district heating system according to the invention differs from a typical two-drive connection in that the second end plate 111 contains an intermediate supply connection 103 and the district heating water does not pass through the intermediate part 112 between the upper part 108 and the lower part 109, is to improve the insulation of the lower part 109 from the return of the DHW circulation. When applied to the connections shown in Figs.
J O Keksinnön mukainen kaukolämpölämmitysjärjestelmä voidaan to- > teuttaa kuvassa 4 esitetyn kaksivetoisen käyttöveden lämmönvaihtimen 10 sijaan myös kahdella yksivetoisella lämmön- vaihtimella ja väliputkituksella.J O The district heating system according to the invention can be implemented with two single-drive heat exchangers and intermediate piping instead of the two-drive hot water heat exchanger 10 shown in Fig. 4.
Kuvassa 5a esitetyssä sovellusmuodossa säätöventtiili 30 on kaksitiesäätöventtiili, joka on sovitettu käyttöveden lämmön- vaihtimen 10, joka on levylämmönvaihdin, sisälle yhdessä putken 35 kanssa.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.
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- lessaan päällekkäin.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 from outside the heat exchanger by a suitable actuator 36. 39 and the seat 38. The mandrel 39 and the seat 38 have, for example, hemispherical surfaces which already completely close the flow path or form a flow opening when they overlap.
Tämän säädettävän säätöventtiilin 30 ei tarvitse olla erityisen tiivis.This adjustable control valve 30 does not have to be particularly tight.
Vähäinen vuoto voidaan sallia.Minor leaks may be allowed.
Kaksitiesäätöventtiili toimii hyvin, koska kuvassa 5a esitetty = yksisuuntaventtiili 31 ja lämmityskierron lämmönvaihdin 14 ai- a kaansaavat virtausvastusta.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.
Tällöin pelkkä säätöventtiili 30 = riittää luomaan ohitusvirtauksen. > Säätöventtiili 30 toimilaitteineen voi luonnollisesti olla le- S 25 — vylämmönsiirtimen ulkopuolella oleva kaksitiesäätöventtiili > väliottoyhteen 102 ja välisyöttöyhteen 103 (kuva 1) välissä = kuvan 6 mukaisesti. 8 > Kuvattu keksintö soveltuu käytettäväksi hyvin esimerkiksi Hög- forsGST:n FiksuGST-järjestelmässä, jossa on olemassa tarvittava ohjainlaitteisto ja anturointi lukuun ottamatta lämpötila-an- turia 40.In this case, control valve 30 = alone is sufficient to create a bypass flow. The control valve 30 with its actuators can, of course, be located between the intake connection 102 and the intermediate supply connection 103 (Fig. 1) outside the LE 25 heat exchanger = as shown in Fig. 6. The described invention is well suited for use, for example, in the HögforsGST's FiksuGST system, which has the necessary control equipment and sensing, with the exception of the temperature sensor 40.
I a a ©I a a ©
O +O +
N >”N> ”
Claims (5)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20205089 | 2020-01-29 | ||
| FI20206012 | 2020-10-14 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI13093Y1 true FI13093Y1 (en) | 2022-01-21 |
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 After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20215097A FI129363B (en) | 2020-01-29 | 2021-01-29 | Method and 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 |
|---|---|
| FI20215097A1 (en) | 2021-07-30 |
| FI129363B (en) | 2021-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2003098118A3 (en) | Combined heating and hot water system | |
| EP1766196B1 (en) | Remote-heating plant for urban, civil, industrial and agricultural applications | |
| RU2286465C1 (en) | Heat supply system | |
| JPH08121703A (en) | Waste heat recovery apparatus | |
| RU2104447C1 (en) | Method of heating of building interior and device for its realization | |
| FI98857C (en) | Method and system for transmitting heat or cooling power | |
| FI13093Y1 (en) | System for improving cooling of district heat | |
| KR100364662B1 (en) | heating and hot water providing system by sun and discounted night electricity and gas boiler | |
| CN102778033B (en) | Air energy water heater | |
| US9835385B2 (en) | Three-conductor and four-conductor system for saving energy in connection with district heat | |
| KR101298900B1 (en) | High efficiency heat exchanger | |
| 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 | |
| CN2558920Y (en) | Wall-hung heating/hot water dualpurpose gas stove | |
| RU2239129C1 (en) | Method of heat supply | |
| RU2455573C2 (en) | Centralised double-pipe heat supply system of open type | |
| FI12357U1 (en) | Heating system for a building | |
| CN201885333U (en) | Fresh air pretreatment unit with anti-freezing function and two-pipe refrigeration water heating coil pipe structure | |
| CN213657619U (en) | Waste heat recovery system of large-scale coating oven | |
| CN106585320A (en) | Heat exchange device, control method thereof, and heating ventilation air conditioning system using heat exchange device | |
| EP3502575B1 (en) | Building heating system and connection method | |
| CN107559926A (en) | A kind of family's heat supply network active heat-exchange system in central heating system | |
| RU184672U1 (en) | All-mode gas-water heater with protection against low-temperature corrosion on the gas side, designed to heat the working fluid of the cycle and network water of the heating network | |
| US7007742B2 (en) | Method and system for pre-heating water | |
| CN208139392U (en) | Cross hydrothermal device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FGU | Utility model registered |
Ref document number: 13093 Country of ref document: FI Kind code of ref document: U1 |