FI57016C - Aggregat foer vaermning av ett fluidum foeretraedesvis vatten i en konventionell centralvaermeanlaeggning under utnyttjande av avgaoende vaerme fraon ett flertal kylmaskiner - Google Patents

Description

ri KUULUTUSjULKAISU r7nic LBJ ” UTLÄGGNINGSSKRI FT 57016 C (45) PatonLii nyonnctty 1C 05 1930 , , Patent oeddelat V T V (51) Kv.ik.*/int.a.* F 24 D 11/02 P 25 B 29/00 SUOMI—FINLAND (21) p*MWtftetaBU«-ρ»«*«·η*0ΐ<ι*ΐι,| 760367 (22) H*k*mi$p«vi— AnsBknlngsdag 16 .02.76 ^ ^ (23) AlkupUv»—GiltijhetKJij l6.02.?6 (41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offentlig 19.08.76

Patentti- j'a rekisterihallitus . .......

„ * . (44) Nlhtivlkslpanoo ja kuuLJulkalsun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen An»ök»n utlagd och utUkrlfcen publlc«rad 31.01.80 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prioritet l8.02.75

Ruotei-Sverige(SE) 75018o6-9 (71) Projectue Induetriprodukter AB, Toregatan 21, Stockhola, Ruotei-Sverige(SE) (72) Berth Ulrik Quetafeeon, öeterekär, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Oy Jalo Ant-Wuorinen Ab (54) Laitteisto väliaineen, erityisesti veden, lämmittämiseksi tavallisessa keskuslämmityslaitokeesaa käyttämällä hyväksi useissa jäähdytyskemeissä muodostunutta lämpöä - Aggregat för värmning av ett fluidum, före-trädesvis vatten, i en konventionell centralvärraeanläggning, under ut-nyttjande av avgiende värme fr&n ett flertal kylmaskiner

Kyseessäolevan keksinnön kohteena on laitteisto väliaineen lämmittämiseksi, etenkin veden lämmittämiseksi tavallisessa keskuslärami-tyslaitteistossa, käyttämällä useista jäähdytyskoneistoista tulevaa lämpöä, joista jokainen sisältää jäähdytysainekierron, jossa on sarjassa höyrystin, kompressori, lauhdutinlaitteisto sekä paisuntavent-tiili, jolloin lämpöpumppu, joka sisältää jäähdytysainekierron, jossa on sarjassa höyrystinlaitteisto siihen sisältyvine paisuntalaittei-neen, kompressori sekä lauhdutin, on sijoitettu vastaanottamaan höy-rystinlaitteistollaan lämpöenergiaa jäähdytinkoneistojen lauhdutin-laitteistosta sekä lämmittämään väliainetta lämmönvaihdolla lauhduttimes-saan, jolloin lämpöpumpun höyrystinlaite on koottu rinnankytketyistä höyrystinyksiköistä, joista jokainen on varustettu paisuntaventtiilil-lä, jota ohjaa yksikön ulostulossa vallitseva jäähdytysnesteen paine.

On tunnettua, että esimerkiksi keskusvarastoissa, joissa on useita jäähdytyskoneita käynnissä, hyväksikäyttää jäähdytyskoneista tulevaa lämpöä varastotilan ilman lämmittämiseksi.

Vesijohtoveden lämmitykseen on käytetty sähkölämpöä, öljylämpöä taikka vastaavanlaista lämmönlähdettä ja jäähdytyskoneiden lämmönluo- 57016 vutusta on voitu hyväksikäyttää vain siinä tai niissä tiloissa, joihin jäähdytyskoneet on asennettu. Muissa näihin liittyvissä tiloissa, esimerkiksi toimistohuoneissa on täytynyt käyttää tavallista keskuslämmi-tyslaitteistoa.

Tavallisesti on jäähdytyskoneista tuleva lämpömäärä riittävä ylläpitämään koko huonetilakompleksin (mukaanlukien toimiston ja vastaavat tilat) huonetilojen ja lämpimän veden lämmöntarpeen, mutta tähän asti ei ole voitu siirtää sopivalla tavalla saatavissa olevaa jäähdy-tyskoneistolämpöä kaikkiin tiloihin ja haluttuihin väliaineisiin ja halutuilla lämpötilatasoilla.

Eräs ongelma on se, että jäähdytyslaitteiston lämmön hyväksikäyttö ei saa vaikuttaa koneiden jäähdytysolosuhteisiin, joissa useimmin säilytetään pakastettuja elintarvikkeita.

Toinen ongelma on se, että jäähdytyskoneet toimivat jaksottaisesti ja toisistaan riippumatta, jolloin luovutettu kokonaislämpövirta vaihtelee voimakkaasti ajan mukana, siten, että lämmönsaanti vaihte-lee tätä vastaavasti, mikä aiheuttaa hankalia säätöteknisiä ongelmia.

Aikaisemmin on senvuoksi hyväksikäytetty ainoastaan osaa jäähdytyskoneista lähtevästä lämmöstä, ja tällöinkin vain jäähdytyskoneistot sisältävien huonetilojen lämmitykseen, jolloin ylimääräinen lämpö on johdettu pois jäähdyttämällä esimerkiksi jäähdytyspattereilla, jotka on asennettu ulkotilaan, esimerkiksi huonetilan katolle.

Keksinnön mukaisesti vältytään mainituilta haitoilta niin, että jäähdytyskoneiden luovuttama lämpö voidaan käyttää hyväksi lämmitys-ja lämminvesitarkoituksiin koko huonekompleksissa, siinä määrin kuin koneista tuleva lämpömäärä riittää.

Kohtuullisessa ilmastossa, kuten esimerkiksi Ruotsissa, voidaan arvioida, että jäähdytyskoneistojen luovuttama lämpö riittää hyvin mainittuun tarkoitukseen koko vuoden aikana, ehkä lukuunottamatta muutamia harvoja päiviä talven aikana.

Tavallisesti täytyy ylimäärälämpö jäähdyttää pois suurimman osan vuotta.

Tunnusmerkillistä keksinnölle on, että lämpöpumppukompressorin painepuolen ja lämpöpumpun jäähdytysainekierron välille yksiköiden jälkeen on asennettu ohitusjohto, jossa on laskevan ulostulopaineen vaikutuksesta avautuva venttiili, että toinen ohitusjohto, jossa on kompressorin imupuolella vallitsevan paineen tai lämpötilan vaikutuksesta toimiva venttiili, on asennettu rinnan lämpöpumpun höyrystinyk-siköiden kanssa, että lauhdutinlaitteisto sisältää ainakin ensimmäisen lauhdutinyksikön ja toisen lauhdutinyksikön, että lämpöpumpun kukin 5701 6 3 höyrystinyksikkö on kytketty lämmönvaihtoyhteyteen kukin ensimmäisen lauhdutinyksikkönsä kanssa, jolloin toinen lauhdutinyksikkö toimii jään-nönlämmön poisjohtamiseksi, esimerkiksi ulkoilmaan, että kolmas ohitus johto on kytketty rinnan toisen lauhdutinyksikön kanssa, ja että säätöelin on asennettu ohjaamaan virtauksen jakaantumista lauhdutin-yksiköiden välillä riippuen halutusta jäähdytinaineen paineesta lauh-dutinlaitteiston jälkeen.

Paineelle herkkä laite voi käsittää tasapainoventtiilin, joka ohjaa jäähdytysainevirtausta ennaltamäärätyn paineen ja jäähdytys-aineen lauhduttimen jälkeisen paineen tasapainottamisella ohi toisen lauhdutinyksikön. Vaihtoehtoisesti voi paineelle herkkä elin sisältää kolmanteen ohitusjohtoon sijoitetun venttiilin, jota ohjaa ennen lauhdutinlaitteistoa vallitseva jäähdytysaineen paine, neljännen ohitus-johdon, joka on asennettu rinnan lauhdutinlaitteiston kanssa ja sisältää venttiilin, jota ohjaa lauhdutinlaitteiston jälkeen vallitseva jäähdytinnesteen paine sekä toisen lauhdutinyksikön ulostuloon kytketyn venttiilin, jota ohjaa toisessa lauhdutinyksikössä vallitseva jääh-dytinainepaine.

Keksinnön mukaisella laitteistolla voidaan siten optimaalisesti hyväksikäyttää jäähdytyskoneiden luovuttamaa lämpöä ja saada tämä halutulle lämpötilatasolle, jolloin on myös onnistuttu ratkaisemaan ne ongelmat, jotka johtuvat siitä, että jäähdytyspiirien kapasiteetti on vaihteleva; jokainen piiri toisista riippumaton; jäähdytysaine-säiliöpaine kussakin piirissä tulisi pitää tietyllä tasolla; lämpö-pumpun hetkellinen kapasiteetti tulisi olla sovitettu lämmönkulutuk-seen kuumavesikierrossa; lämpöpumpun toiminta ei saa vaikuttaa jääh-dytyskoneiden toimintaan ja; lämpöpumpun jäähdytyskapaisteetti tulee hetkellisesti olla sovitettu kulloiseen tiivistyslämmön syntymiseen, jolloin lämpöpumpun alapaine rajoitetaan siten, että jäähdytskonei-den lauhdutinlämpötila ei laske liian alas.

Keksintöä selvitetään jatkossa tarkemmin suoritusesimerkkien avulla viittaamalla oheisiin piirroksiin.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti keksinnön mukainen laitteisto.

Kuviossa 2 on esitetty vaihtoehtoinen jäähdytyskonepiiri keksinnön mukaiseen laitteistoon.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviomaisesti useita jäähdytyskoneita 1, joista jokainen sisältää jäähdytysainepiirin 2, jossa on sarjassa paisuntaventtiili 3, höyrystin 4, kompressori 5, kaksi sarjaan kyt- 57016 kettyä lauhdutinta 6 ja 7, takaiskuventtiili 8, sekä nesteen kokooja 9. Lauhduttimessa 6 vallitseva lauhtumislämpötila voi olla noin 30°C.

Ohitusjohto 10 on kytketty rinnan toisen lauhduttimen 7 kanssa. Ohituskytkennän 10 ja piirin 2 välille lauhduttimen 7 ulostulopuolel-le on kytketty sinänsä tunnettu säätöventtiili 11. Venttiili 11 on tasapainoventtiili, joka riippuen lauhduttimen ulostulossa vallitsevan jäähdytysaineen paineen ja ulkoisen paineen erosta (esimerkiksi jousikuormituksen tai kaasukellon paineen) johtaa jäähdytysnestettä ohi lauhduttimen 7. Tällöin ylläpidetään tiettyä (ulkoisen paineen määräämää) jäähdytysainepainetta säiliössä 9.

Jäähdytyskoneiden 1 lauhduttimet 7 ovat tavallisesti kytketty toisiinsa patteristoksi laitehuoneen katolle. Patteristo on tavallisesti jäähdytetty puhaltimen avulla.

Edelleen on kuviossa 1 esitetty lämpöpumppu, joka sisältää jääh-dytysainekierron 18, jossa on sarjassa useita rinnankytkettyjä höyrystimiä 19, joista jokainen on varustettu paisuntaventtiilillä 20, imupaineventtiilillä 21, nesteeneroittimella 22, ensimmäisellä läm-mönvaihtokierukalla 23, kompressorilla 24, öljyneroittimella 25 sekä lauhduttimellä 26, nesteenkokoojalla 27 ja toisella lämmönvaihtokie-rukalla 28, joka on kytketty kierukan 23 yhteyteen. Paisuntavent-tiiliä 20 ohjaa höyrystimen 19 ulostulossa vallitseva jäähdytysaineen lämpötila. Venttiili 21 voi olla imupaineen säädin.

Jokainen lämpöpumpun höyrystimistä 19 on kytketty lämmönvaihto-yhteyteen ensimmäisen lauhduttimen 6 kanssa kussakin tähän liittyvässä jäähdytyskoneessa 1.

Lämpöpumppu tuo siten lämpöä tietyssä lämpötilassa jäähdytyskoneiden ensimmäisiltä lauhduttimilta 6 kun vastaava jäähdytyskone on käynnissä. Lämpöpumppupiiri 18 voi sisältää jäähdytysainetta R 12.

Kuviossa 1 esitetty lämpöpumppu sisältää edelleen ensimmäisen ohitusjohdon 30, joka on kytketty piirin korkeapainepuolen ja höyrystimien 19 kokoojaputken välille. Johtoon kuuluu venttiili 31, jota ohjaa kokoojaputkessa vallitseva paine.

Tämän lisäksi on toinen ohitusjohto 32 kytketty rinnan höyrys-tinlaitteiden 19 ja 20 kanssa. Tämä toinen ohitusjohto sisältää venttiilin 33, jota ohjaa kokoojaputkessa vallitseva lämpötila, ja joka aikaansaa jäähdytysnesteen suihkutuksen piirissä 18 kompressorin si-sääntulopuolella (vrt. kuvio 1).

Kompressorin 24 kapasiteetti voi olla kompressorin imupuolella vallitsevan jäähdytysainepaineen ohjaama (kierroslukusäätö tai sylin-

5701G

terin mukaan tai poiskytkeminen mikäli kompressori on useampisylinte-rinen).

Kompressori voi edelleen olla järjestetty mukaan tai poiskytkettäväksi lauhduttimen 26 jäähdytysaineen lämpötilasta riippuvasti. Jäähdytysaine voi olla vettä, joka kiertää tavallisen keskuslämmitys-laitteiston putkistossa.

Lämpöpumpussa voidaan mahdollisesti jättää pois imupaineventtii-li 21, mikäli venttiiliä 33 ohjataan kompressorin 24 sisääntulossa vallitsevan paineen tai lämpötilan avulla.

Kuviossa 2 esitetään vaihtoehtoinen jäähdytyskonepiiri, jolloin osat vastaavat kuviossa 1 esitettyjä samalla viitenumerolla merkittyjä.

Lauhduttimen 7 läpi tapahtuvan virtauksen säätämiseksi on asennettu venttiili 12 lauhduttimen 7 jälkeen. Venttiili 12 päästää läpi jäähdytysnestettä mikäli paine sen tulopuolella nousee tietyn arvon yläpuolelle. Ohitusjohto 10 sisältää venttiilin 13, joka kuristaa virtausta paineen noustessa lauhduttimen 6 sisääntulopuolella. Edelleen on asennettu ohitusjohto 14 kompressorin 5 painepuolen ja piirin 2 välille ennen säiliötä 9. Ohitusjohto 14 sisältää venttiilin 15, joka avautuu mikäli paine sen ulostulopuolella alittaa edel-tämäärätyn arvon. Tällöin pidetään säiliössä 9 vallitseva paine arvoissa, jotka määräytyvät venttiilien 12 ja 15 toiminnalla.

Mainituista venttiileistä voidaan ainakin joitakin valita Danfoss' in (Tanska) valikoimista, jolloin esimerkiksi venttiilityyppi CPC valitaan venttiileiksi 15 ja 31, CPR venttiiliksi 12 ja CPP venttiiliksi 21.

Claims (3)

5701G Patenttivaatimukset;

1. Laitteisto väliaineen lämmittämiseksi ,erityisesti veden lämmittämiseksi tavallisessa keskuslämmityslaitteistossa, käyttämällä hyväksi useiden jäähdytyskoneiden (1) kehittämää lämpöä, joista jokainen sisältää jäähdytysainepiirin (2), jossa on sarjassa höyrystin (4), kompressori (5) , lauhdutinlaitteisto (6,7) sekä paisuntaventtiili (3) , jolloin lämpöpumppu, joka sisältää jäähdytysainepiirin (18), jossa on sarjassa höyrystinlaite paisuntalaitteineen, kompressori (24) sekä lauhdutin (26), on kytketty vastaanottamaan höyrystimellään lämpöenergiaa jäähdy tyskoneiden (1) lauhdutinlaitteistosta (6, 7) ja lämmittämään väliaineen lämmönvaihdolla lauhduttimessaan (26), jolloin lämpöpumpun höyrystinlaite on koottu rinnankytketyistä höyrystinyksiköistä, joista jokainen on varustettu paisuntaventtiilillä (20), jota ohjaa yksikön ulostulossa vallitseva jäähdytysnesteen paine, tunnettu siitä, että lämpöpumppukompressorin (24) painepuolen ja lämpöpumpun jäähdytysainekierron (18) välille yksiköiden (19) jälkeen on asennettu ohitusjohto (30) , jossa on laskevan ulostulopaineen vaikutuksesta avautuva venttiili (31), että toinen ohitusjohto (32), jossa on kompressorin imupuolella vallitsevan paineen tai lämpötilan vaikutuksesta toimiva venttiili (33), on asennettu rinnan lämpöpumpun höyrystin-yksiköiden (19) kanssa, että lauhdutinlaitteisto (6,7) sisältää ainakin ensimmäisen lauhdutinyksikön (6) ja toisen lauhdutinyksikön (7), että lämpöpumpun kukin höyrystinyksikkö (19) on kytketty lämmönvaihtoyhtey-teen kukin ensimmäisen lauhdutinyksikkönsä (6) kanssa, jolloin toinen lauhdutinyksikkö toimii jäännöslämmön poisjohtamiseksi, esimerkiksi ulkoilmaan, että kolmas ohitusjohto (10) on kytketty rinnan toisen lauhdutinyksikön (7) kanssa, ja että säätöelin (11; 12-15) on asennettu ohjaamaan virtauksen jakaantumista lauhdutinyksiköiden (6, 7) välillä riippuen halutusta jäähdytinaineen paineesta lauhdutinlaitteis-ton jälkeen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säätölaitteen (11) muodostaa tasapainoventtiili, joka säätää jäähdytysainevirtausta ohi toisen lauhdutinyksikön ennaltamäärä-tyn paineen ja lauhdutinyksikön jälkeen vallitsevan jäähdytysainepai-neen tasapainon ohjaamana.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että säätölaite (12-15) sisältää kolmanteen ohitusjohtoon kytketyn venttiilin (13), jota ohjaa ennen lauhdutinlaitteistoa (6, 7) 7 5701c vallitseva jäähdytysainepaine, neljännen ohitusjohdon (14), joka on kytketty rinnan lauhdutinlaitteiston (6, 7) kanssa ja joka sisältää lauhdutinlaitteiston (6, 7) jälkeen vallitsevan paineen ohjaaman venttiilin (15), sekä toisen lauhdutinykslkön ulostuloon asennetun venttiilin (12), jota ohjaa toisessa lauhdutinyksikössä (7) vallitseva j äähdytysainepaine.