FI20195091A1 - Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä - Google Patents

Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä Download PDF

Info

Publication number
FI20195091A1
FI20195091A1 FI20195091A FI20195091A FI20195091A1 FI 20195091 A1 FI20195091 A1 FI 20195091A1 FI 20195091 A FI20195091 A FI 20195091A FI 20195091 A FI20195091 A FI 20195091A FI 20195091 A1 FI20195091 A1 FI 20195091A1
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
heat
series
heating
heat exchanger
evaporator
Prior art date
Application number
FI20195091A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI129146B (fi
Inventor
Antti Hartman
Original Assignee
Hoegforsgst Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hoegforsgst Oy filed Critical Hoegforsgst Oy
Priority to FI20195091A priority Critical patent/FI129146B/fi
Priority to EP20155825.1A priority patent/EP3693672B1/en
Priority to FI20205127A priority patent/FI129742B/fi
Publication of FI20195091A1 publication Critical patent/FI20195091A1/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI129146B publication Critical patent/FI129146B/fi

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D12/00—Other central heating systems
    • F24D12/02—Other central heating systems having more than one heat source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00—District heating systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0207—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps district heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F24D11/0235—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy
    • F24D11/0242—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system with recuperation of waste energy contained in exhausted air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1072—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/11—Geothermal energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F24D2200/123—Compression type heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/13—Heat from a district heating network
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/22—Ventilation air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F24D2200/31—Air conditioning systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/32—Heat sources or energy sources involving multiple heat sources in combination or as alternative heat sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52—Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/14—District level solutions, i.e. local energy networks
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/15—On-site combined power, heat or cool generation or distribution, e.g. combined heat and power [CHP] supply

Landscapes

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

Abstract

Keksinnön kohteena on hybridilämmitysjärjestelmä, johon kuuluu - primäärilämmöntuottajan ensiöpiiri käsittäen ainakin rinnakkain primäärilämmöllä lämmittävät käyttöveden lämmönvaihtimen (10) ja lämmityskierron lämmönvaihtimen (14) - lämmityspiiri (22) lämmönvaihtimen (14) toisiopuolella, - kaskadikytkettyjä lämpöpumppuyksiköitä (LP1, LP2, LP3) kukin käsittäen kompressorin (31), kuristimen (32), höyrystimen (34) ja lauhduttimen (36a, 36b) ja kytkettynä hyödyntämään sarjassa höyrystimellään (34) poistoilma LTO:ta sekä luovuttamaan sekundäärilämpöä sarjassa lauhduttimellaan (36a) kokonaisuutena rinnakkaisesti sanotun primäärilämmön lämmönvaihtimen (14) rinnalla, - poistoilma-LTO -yksikkö (20) käsittäen useita sarjaan kytkettyjä poistoilma-LTO –elementtejä (201, 202, 203) jossa väliainekierrot molemmin puolin ovat sarjaan kytketty ja keskenään vastavirtaan kytketty, jolloin aikaansaadaan väliaineen kertautunut lämpötilan nousu ja poistoilman kertautunut jäähtymä.

Description

PRIMÄÄRILÄMMITYSTÄ KÄYTTÄVÄ HYBRIDILÄMMITYSJÄRJESTELMÄ Keksinnön kohteena on kaukolämpölämmitystä tai muuta primääri- lämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä, johon kuuluu o primäärilämmöntuottajan ensiöpiiri käsittäen ainakin rinnakkain primäärilämmöllä lämmittävät käyttöveden lämmönvaihtimen ja lämmityskierron lämmönvaihtimen, o lämmityspiiri kierrättäen kiertovettä säädettävästi ku- lutuskohteissa sanotun primäärilämmöllä lämmitetyn läm- mönvaihtimen kautta, o lämpöpumppuyksikkö käsittäen kompressorin, kuristimen, höyrystimen ja lauhduttimen ja kytkettynä hyödyntämään höyrystimellään valittua lämmönlähdettä sekä luovutta- maan sekundäärilämpöä lauhduttimellaan rinnakkaisesti sanotun primäärilämmön lämmönvaihtimen rinnalla, jossa sanottu lämmönlähde käsittää ainakin poistoilmalämmön- vaihtimen ja jäähdytyspatterin.
Usein käyttöveden lämmönvaihtimen ja lämmityskierron lämmön- vaihtimen kanssa sarjaan on kytketty kylmän käyttöveden lämmön- vaihdin, jolloin palaavan käyttöveden kierto on liitetty sano- tun käyttöveden ylemmän ja alemman lämmönvaihtimen väliin. Varsinkin suuremmissa kiinteistöissä kaukolämmön rinnalla kan- nattaa käyttää lämpöpumppua, jolla on lämmönlähteenä esimerkik- = si maalämpö tai poistoilma. Koska kaukolämmön toimitussopimuk- N siin kuuluu aina määräyksiä esim. kaukolämpöveden minimijäähty- 3 mästä, tämä rajoittaa lämpöpumpun hyödyntämistä.
x - 30 Energiateollisuus ry on tuonut julkaisuja poistoilmalämpöpumpun 2 (PILP) soveltamisesta kaukolämpötalossa: Lämmönkäyttötyöryhmä 3 30.10.2017; ”Poistolämpöpumppu (PILP) kaukolämpötaloon; ohjeet N suunnittelijalle”. Julkaisu esittää esimerkkikytkentöjä (Hybri- di 1 ja Hybridi 2). Julkaisu esittää lämpöpumpun lämmityksenohjaamista valinnaisesti kylmän käyttöveden lämmitykseen, jos lämpöä jää yli lämmityskierron lämmityksen jälkeen. Rakennuksessa on varsinkin kesäaikaan tilanne, ettei lämmönku- lutusta ole, mutta on jäähdytystarvetta. Tätä varten, yleensä rakennuksen katolle asennetaan usein lauhduttimet lämmönkulut- tajaksi lämpöpumpulle, jotta se pystyy tuottamaan jäädytystä. Tunnetaan ns. RoofTop-yksikköjä, joissa katolle asennettava tu- loilma-poistoilmayksikössä poistoilma voi toimia sekä lämmön- lähteenä LTO-tarkoituksessa että lämmönkuluttajana jäähdytys- tarkoituksessa. Tällaisen yksikön kytkeminen muuhun järjestel- mään ei ole käytännöllistä, koska silloin yksikön integraa- tiohyöty menetetään kokonaan.
Tämän keksinnön tarkoituksena on tuoda uudenlainen järjestelmä mahdollistamaan jäähdytyksen tuottaminen myös silloin, kun var- sinaista lämmönkulutusta ei ole. Keksinnön mukaiselle hybridi- järjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patentti- vaatimuksissa.
Usean termodynaamisesti sarjaan kytketyn lämpöpumpun merkitys on siinä, että kukin niistä toimii pienellä lämpökertoimella. Silloin niiden hyötysuhde on erinomainen.
Lämpöpumppuja voi olla 2 — 6, edullisimmin 3 - 5. Poistoilma- = LTO-laitteita on sarjaa kytkettynä 2 - 5 edullisimmin 3 - 4 & kpl. Kokonaislämpötila ero höyrystinpuolella on 10 - 20 °C, 0 edullisimmin 12 - 16 °C.
O x + 30 Peräkkäin asetettuna lämmittävät/jäähdyttävät kiertovettä pe- 2 räkkäin summavaikutuksen ollessa 40 — 95 % yhteenlasketusta 3 erillisten lauhduttimen/-höyrystimien aikaansaamien lämpötila- N erojen summasta.
Keksinnön mukaisessa järjestelmässä primäärilämpö voidaan tuot- taa monella tavalla - kaukolämpö on vain yksi sovellus.
Sähkö- kattila voidaan mainita myös tyypillisenä primäärilämmöntuotta- jana.
Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheiseen kuvaan 1, jossa on esitetty kaukolämmitystä käyttävä ja lämpöpumpun avulla poistoilmalämpöä hyödyntävä hybridijärjestelmän
Kuvan 1 järjestelmän pohjana on ensiksi kaukolämpöä tavanomai- sesti hyödyntävä peruskytkentä, johon kuuluu kaukolämmön en- siöpiiri rinnakkain lämmittävillä käyttöveden ylempi lämmön- vaihdin 10 ja lämmityskierron lämmönvaihdin 14 sekä yhteisesti näiden kanssa sarjaan kytketty kylmän käyttöveden KV lämmön- vaihdin 12, jossa palaavan käyttöveden kierto LVK on liitetty sanotun käyttöveden ylemmän ja alemman lämmönvaihtimien 12, 10 väliin.
Tavanomaiseen järjestelmään kuuluu lämmityspiiri 22 kierrättäen kiertovettä säädettävästi sanotun kaukolämmön läm- mityksen lämmönvaihtimen 14 kautta.
Kuvaan 1 on merkitty lämpöpumppupiirissä 30 ensimmäinen lauhdu- tin 36b tulistetun väliaineen lämpömäärän hyödyntämiseksi.
Tämä tulistuksen hyödyntäminen ei ole tämän keksinnön kannalta oleellista. > & N Lisälämmityksen paluuvirta voidaan säädetysti ohjata kylmänve- 0 den KV lisälämmitykseen lämmönvaihtimen 18 avulla, joka on kyl- 7 män käyttöveden lämmityksessä sarjassa varsinaisen kylmän käyt- a 30 töveden lämmönvaihtimen 12 kanssa.
Järjestelmää kuuluu kolmi- 2 tiesäätöventtiileitä, joiden avulla lämpöpumpun peruslämpöä 3 lämmönvaihtimesta 36a voidaan ohjata optimaalisesti haluttuun N kohteeseen lämmönkulutustilanteen mukaan.
Niinpä jos ei olelämmityspiirissä kulutusta, lämpöpumpun tuottamaa lämmitystä voidaan ohjata kylmän käyttöveden lämmitykseen tai päinvastoin.
Ns. vapaavirtauserotin 24 on valinnainen komponentti, jossa sa- maan tilavuuteen on liitetty lämmityspiirin latauksen tulo läm- mönvaihtimelta 14, sen poisto, lisälämmityksen tulo lauhdutti- melta 36a ja lisälämmityksen poisto.
Tämän virtauskomponentin avulla latauspiirin kiertovirtaus ei häiriinny lisälämmityksen syöttövirtauksesta, mutta tällä saadaan oleellisesti latausvir- ran mukainen tilavuusvirta siirrettyä lisälämmityksen tulovir- rasta.
Sinänsä tunnettuna osana on lämpöpumppupiiri 30 käsittää komp- ressorin 31, kuristimen 32, höyrystimen 34 ja lauhduttimen 36a kytkettynä hyödyntämään höyrystimellään valittua ulkoista läm- mönlähdettä, tässä poistoilmakoneikkoa 20 sekä luovuttamaan lämpöä höyrystimellään 36a rinnakkaisesti sanotun kaukolämmön lämmönvaihtimen 14 rinnalla valitulla tavalla.
Nyt lämpöpumppupiiri käsittää kolme lämpöpumppua LP1, LP2 ja LP 3 ns. kaskadikytkentänä.
Kunkin lämpöpumpun LP1, LP2 ja Lp3 lauhdutin 36a on liitetty edullisesti ns. ryöstökytkennällä kiertopiiriin 362, jolloin kukin lämpöpumppu nostaa kiertoveden lämpötilaa vain 3 - 4 °C.
Kolmella lämpöpumpulla peräkkäin saa- daan yhteensä tarvittava lämpötilan nousu aikaiseksi.
Ryös- = tökytkennässä jokainen lämpöpumppu toimii 3 - 4 °C dT:114, mut- N ta järjestelmän dT on joustavasti esim. 8 - 15 °C tilanteesta 3 riippuen. x + 30 Vastaavasti lämpöpumppujen LP1, LP2 ja LP3:n höyrystimet on 2 kytketty ryöstökytkennällä kiertopiiriin 342, joka vie jäähty- 3 neen väliaineen poistoilma LTO yksikköön 20. Siinä onkin vas- N taavasti kolme tavanomaista poistoilma-LTO-laitetta sarjassasekä ilmakierron että nestekierron osalta. Sarjaan kytketyt vä- liainevirtaukset ovat vastavirtaan kytketty. Tämä ns. ryöstökytkentä antaa stabiilissa tilanteessa lähes sa- 5 man tuloksen kuin hövyrystimet/lauhduttimet peräkkäin kytketty- nä. Edut ovat kuitenkin ilmeiset erilaisissa transientti- ilmiöiden yhteydessä eli häiriö- ja muutostapahtumissa, joihin järjestelmän toiminta mukautuu helposti. Ryöstökytkennässä osa- piirin virtaus on edullisesti 90 % päävirtauksesta, yleisesti 60 — 100 % päävirtauksesta.
o
O N
N <Q 00
O
I jami a
O O O O O N

Claims (6)

PATENTTIVAATIMUKSET
1. Hybridilämmitysjärjestelmä, johon kuuluu o primäärilämmöntuottajan ensiöpiiri käsittäen ainakin rinnakkain = primäärilämmöllä lämmittävät käyttöveden lämmönvaihtimen (10) ja lämmityskierron lämmönvaihtimen (14) sekä edullisesti yhteisesti näiden kanssa sarjaan kytketyn kylmän käyttöveden lämmönvaihtimen (12), jol- loin palaavan käyttöveden kierto (LVK) on liitetty sa- notun käyttöveden ylemmän ja alemman lämmönvaihtimen (12, 10) väliin, o lämmityspiiri (22) kierrättäen kiertovettä säädettäväs- ti kulutuskohteissa sanotun primäärilämmöllä lämmitetyn lämmönvaihtimen (14) kautta, BB kaskadikytkettyjä lämpöpumppuyksiköitä (LP1, LP2, LP3) kukin käsittäen kompressorin (31), kuristimen (32), höyrystimen (34) ja lauhduttimen (36a, 36b) ja kytkettynä hyödyntämään sarjassa höyrystimellään (34) poistoilma LTO:ta (20) sekä luovuttamaan sekundäärilämpöä sarjassa lauhduttimellaan (36a) kokonaisuutena rinnakkaisesti sanotun primäärilämmön lämmönvaihtimen (14) rin- nalla, jossa sanottu lämmönlähde käsittää ainakin poistoilma- lämmönvaihtimen (20), tunnettu siitä, että poistolämpö-LTO -yksikkö (20) koostuu use- asta sarjaan kytketystä poistolämpö-LTO -elementistä (201, 202, = 203), jossa väli-ainekierrot molemmin puolin ovat sarjaan kyt- & ketty ja keskenään vastavirtaan kytketty, jolloin aikaansaadaan 0 väliaineen kertautunut lämpötilan nousu ja poistoilman kertau- 7 tunut jäähtymä.
, 30 2 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hybridilämmitysjärjestelmä, 3 tunnettu siitä, että kaskadikytketyt lämpöpumppuyksiköt (LPL, N LP
2, LP3) on ainakin toiselta puolen (höyrystin- tai lauhdutin- puoli) kytketty kiertopiiriinsä ns. ryöstökytkennällä eli va-
rustettu höyrystin/lauhdutinpuolen pumpullaan kierrättämään vä- liainetta yhteisestä linjasta,
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen hybridilämmitysjärjes- telmä, tunnettu siitä, että lämpöpumppuja on 2 - 6, edullisim- min 3 — 5.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 3 mukainen hybridilämmitys- järjestelmä, tunnettu siitä, että poistoilma-LTO-laitteita on sarjaan kytkettynä 2 - 5 edullisimmin 3 - 4 kpl.
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen hybridilämmitys- järjestelmä, tunnettu siitä, että kokonaislämpötilaero höyrys- tinpuolella on 10 - 20 °C, edullisimmin 12 - 16 °C.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen hybridilämmitys- järjestelmä, tunnettu siitä, että peräkkäin asetettuna lämmit- tävät /jäähdyttävät kiertovettä peräkkäin summavaikutuksen ol- lessa 40 - 95 % yhteenlasketusta erillisten lauhduttimen/- höyrystimien aikaansaamien lämpötilaerojen summasta.
o
O
N
N <Q 00
O
I jami a
O
O
O
O
O
N
FI20195091A 2019-02-08 2019-02-08 Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä FI129146B (fi)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195091A FI129146B (fi) 2019-02-08 2019-02-08 Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
EP20155825.1A EP3693672B1 (en) 2019-02-08 2020-02-06 Hybrid heating system using primary heating
FI20205127A FI129742B (fi) 2019-02-08 2020-02-06 Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20195091A FI129146B (fi) 2019-02-08 2019-02-08 Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FI20195091A1 true FI20195091A1 (fi) 2020-08-09
FI129146B FI129146B (fi) 2021-08-13

Family

ID=69845012

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20195091A FI129146B (fi) 2019-02-08 2019-02-08 Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
FI20205127A FI129742B (fi) 2019-02-08 2020-02-06 Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20205127A FI129742B (fi) 2019-02-08 2020-02-06 Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3693672B1 (fi)
FI (2) FI129146B (fi)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112944445A (zh) * 2021-04-15 2021-06-11 晟源高科(北京)科技有限公司 一种串并联合压缩式热泵供热系统及其投切方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT5778B (lt) * 2010-02-24 2011-10-25 Genadij Pavlovskij Centralizuota šilumos ir karšto vandens tiekimo sistema
KR101175516B1 (ko) * 2010-05-28 2012-08-23 엘지전자 주식회사 히트펌프 연동 급탕장치
CN102384676B (zh) * 2011-10-31 2013-05-29 陆加孚 一种高效空气换热器

Also Published As

Publication number Publication date
FI20205127A1 (fi) 2020-08-09
EP3693672B1 (en) 2023-12-20
FI129146B (fi) 2021-08-13
FI129742B (fi) 2022-08-15
EP3693672C0 (en) 2023-12-20
EP3693672A1 (en) 2020-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11371720B2 (en) Thermal energy network and methods of providing thermal energy
CN104235978B (zh) 蓄冷蓄热型空调机
KR101341533B1 (ko) 가스히트펌프 시스템 및 이의 제어방법
KR200409887Y1 (ko) 고효율 히트펌프를 이용한 온수 발생장치
US8844517B2 (en) Solar hot water and recovery system
KR101775024B1 (ko) 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템
KR20080010586A (ko) 코제너레이션
KR20190090972A (ko) 태양광열과 지열을 이용한 직접 냉매 순환식 히트펌프 시스템
Hou et al. Performance analysis of a hybrid ground source heat pump system integrated with liquid dry cooler
FI129013B (fi) Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
CN105276653A (zh) 一种集成吸收式热泵和电动热泵的换热机组及方法
RU2018143500A (ru) Способ управления теплопереносом между локальной охлаждающей системой и локальной нагревательной системой
RU2292000C1 (ru) Устройство для энергообеспечения помещений с использованием низкопотенциальных энергоносителей
EP3708915A1 (en) District-heating system and method for increasing consumer power
FI129146B (fi) Primäärilämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
AU2016253585A1 (en) Solar hot water and recovery system
FI128416B (fi) Kaukolämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
RU2382282C1 (ru) Система теплоснабжения
Zhang et al. Study on operating and control strategies for hybrid ground source heat pump system
ITTO20111133A1 (it) Unita&#39; a pompa di calore ad alte prestazioni
FI128896B (fi) Maalämpölämmitystä käyttävä hybridilämmitysjärjestelmä
GB2460888A (en) Heating system comprising a boiler and a heat pump
SU569734A1 (ru) Паросилова установка
SU1394002A1 (ru) Система теплоснабжени
JP3197464U (ja) 複合ヒートポンプシステム

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 129146

Country of ref document: FI

Kind code of ref document: B