LT5778B - Centralized heat and hot water supply system - Google Patents
Centralized heat and hot water supply system Download PDFInfo
- Publication number
- LT5778B LT5778B LT2010018A LT2010018A LT5778B LT 5778 B LT5778 B LT 5778B LT 2010018 A LT2010018 A LT 2010018A LT 2010018 A LT2010018 A LT 2010018A LT 5778 B LT5778 B LT 5778B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- heat
- hot water
- heat pump
- building
- autonomous
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 45
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 4
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 239000002803 fossil fuel Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
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
- F24D10/006—Direct domestic delivery stations
-
- 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
-
- 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
- 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
- F24D19/1081—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water counting of energy consumption
-
- 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
- F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
-
- 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
- F24D1/00—Steam central heating systems
- F24D1/005—Steam central heating systems in combination with systems for domestic water supply
-
- 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
- F24D2200/13—Heat from a district heating network
-
- 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]
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Description
Išradimas yra priskiriamas šiluminės technikos sričiai ir gali būti panaudotas kaip papildoma šilumos ir karšto vandens tiekimo sistema prie centralizuoto šilumos tiekimo prijungtiems pastatams.The invention relates to the field of thermal engineering and can be used as an additional heat and hot water supply system for buildings connected to district heating.
Technikos lygisState of the art
Centralizuoto šilumos tiekimo pastatams sistemoje kaip autonominis šilumos generatorius gali būti naudojamas šiluminis siurblys, kurio bendras darbo principas ir konstrukcija žinomi ir plačiai taikomi, pratekamojo tipo elektrodinis katilas ir kiti autonominiai šilumos generatoriai, kurių bendra ypatybė - gebėjimas pirminį energijos šaltinį transformuoti į šiluminę energiją, esant keitimo koeficientui arba šildymo koeficientui (COP) (coefficient of performance) ne mažesniam kaip 1,5.In a district heating system, a heat pump with a well-known and well-known design and construction, a flow-through electric boiler and other autonomous heat generators with the ability to convert primary energy into thermal energy can be used as an autonomous heat generator. coefficient of performance or coefficient of performance (COP) of 1,5 or greater.
Šiluminis siurblys gali absorbuoti šilumą iš įvairių išorinių šaltinių: oro, vandens telkinių, grunto sluoksnio, uolienų, šilumos nuotėkio (šiluminės taršos nuo įvairių agregatų ir mechanizmų) ir praradimų - įvairių didelės masės šilumos šaltinių žemos temperatūros. Šiluminis siurblys - įrenginys pernešantis šilumą iš žemesnės temperatūros šilumos šaltinio (dažniausiai aplinkos) į aukštesnės temperatūros šilumos imtuvą. Dirba vartodamas energiją. Jame vyksta procesai, panašūs j procesus šaldymo mašinoje, tik ši gamina šaltį, o šiluminis siurblys - šilumą.A heat pump can absorb heat from a variety of external sources: air, water, soil, rocks, heat leakage (thermal pollution from various units and mechanisms) and losses - low temperatures of various high-mass heat sources. Heat pump - A device that transfers heat from a lower temperature heat source (usually ambient) to a higher temperature heat sink. Works with energy. It undergoes processes similar to those of a refrigerator, except that it produces heat and the heat pump produces heat.
Šiluminio siurblio darbo agentas paprastai yra žemos virimo temperatūros skystis (freonas, amoniakas). Šiluminio siurblio šilumos imtuvas, be šilumos, ekvivalentiškos išoriniam darbui, gauna dar ir šilumą, pernešamą iš išorinio šilumos šaltinio, pvz., upės vandens.The working agent of the heat pump is usually a low boiling liquid (freon, ammonia). In addition to heat equivalent to external operation, the heat pump heat sink receives heat transferred from an external source of heat, such as river water.
Šiluminėje technikoje kaip pagrindinis šiluminio siurblio efektyvumo rodiklis yra keitimo koeficientas arba šildymo koeficientas (COP), lygus šiluminio siurblio šiluminio našumo santykiui su kompresoriaus naudojamu galingumu. Esant atšaldymo režimui efektyvumo įvertinimui naudojamas šaldymo koeficientas (EER) (energy efficiency ratio), lygus šiluminio siurblio šalčio produktyvumo santykiui su kompresoriaus naudojamu galingumu.In thermal engineering, the main indicator of the efficiency of a heat pump is the conversion factor or heating coefficient (COP), which is the ratio of the heat output of the heat pump to the power used by the compressor. In cooling mode, the energy efficiency ratio (EER) is used to evaluate the efficiency of the heat pump, which is the ratio of the heat output of the heat pump to the power used by the compressor.
COP = QR/N = (QC + N)/N = EER + 1 = TO/(TK - TO) + 1;COP = QR / N = (QC + N) / N = EER + 1 = TO / (TK - TO) + 1;
EER = QC/N, kur QR - šildytuvo atiduodama energija;EER = QC / N where QR is the energy supplied by the heater;
QC - iš šaldytuvo paimama šiluminė energija;QC - thermal energy taken from the refrigerator;
N - sunaudota elektros energija;N - electricity consumed;
TK ir TO - kondensavimosi ir virimo temperatūros šiluminiame siurblyje.TK and TO - condensation and boiling point in the heat pump.
Šiuo metu sukonstruotų ir pramoniniu būdu gaminamų šiluminių siurblių COP siekia nuo 5,0 iki 7,0, esant palankioms darbo sąlygoms (esant aplinkos temperatūrai aukštesnei kaip - 5 °C).Currently developed and industrially manufactured heat pumps have COPs ranging from 5.0 to 7.0 under favorable operating conditions (ambient temperatures above -5 ° C).
Žinomose schemose šiluminis siurblys naudojamas šiems tikslams:In known schemes, the heat pump is used for the following purposes:
1) autonominiam šilumos ir karšto vandens tiekimui į pastatus ir vartotojams, kurie nėra įsijungę į centralizuotą šilumos tiekimo sistemą;(1) the autonomous supply of heat and hot water to buildings and to consumers not connected to a district heating system;
2) antrinės neatsinaujinančios šilumos (pvz., šilumos, kurią išskiria gamybiniai įrenginiai/įranga) nuostolių sulaikymui (surinkimui) iš objektų, gaminančių šilumos energiją centralizuotam šilumos tiekimui (pvz., šiluminės elektrinės naudojančios bet kokios rūšies iškastinį kurą), ir tolimesniam šilumos perdavimui iš šiluminio siurblio į centralizuotą šilumos tiekimo tinklą;2) retention (collection) of secondary non-renewable heat (eg heat emitted by production facilities / equipment) from facilities producing heat for district heating (eg thermal power plants using any type of fossil fuel) and subsequent heat transfer from a heat pump to a district heating network;
3) šilumos gamybai objektuose generuojančiuose šilumos energiją centralizuotam šilumos tiekimui ir tolimesniam šilumos perdavimui iš šiluminio siurblio į centralizuotą šilumos tiekimo tinklą.3) heat production in facilities generating heat for district heating and further heat transfer from the heat pump to the district heating network.
Esamos šiluminio siurblio įrangos panaudojimas autonominiam naudojimui turi esminj trūkumą - esant oro temperatūrai pastato išorėje žemiau - 8 °C, šiluminis siurblys be papildomo šilumos šaltinio nepagamina pakankamo šilumnešio kiekio autonominiam vartotojui.The use of existing heat pump equipment for autonomous use has a major drawback - with the outside temperature of the building below - 8 ° C, the heat pump does not produce sufficient heat transfer medium for the autonomous user without an additional heat source.
Esamos šiluminio siurblio įrangos panaudojimas šilumos generavimo objektuose šilumos nuostoliams iš technologinės įrangos ir technologinių procesų objektuose surinkti, toliau paduodant j centralizuotą šilumos tiekimą, turi vieną pagrindinį trūkumą - perduotas į centralizuoto šilumos tiekimo tinklą šilumnešis patiria nuostolių per magistralinius vamzdynus (šilumos nuostolių kiekis pagal pasaulinius statistinius duomenis ne mažesnis kaip 12 %).The use of existing heat pump equipment in heat generation facilities to recover heat losses from process equipment and process processes to the district heat supply system has one major disadvantage - the heat carrier transmitted to the district heating network suffers losses through the main pipelines. 12% or more).
Technikos lygiu žinomos pastatų šildymo sistemos, kuriose naudojami šiluminiai siurbliai. Jungtinių Amerikos Valstijų patente US 4190199 aprašyta pastato šildymo sistema, apjungianti įprastinį (skysto kuro, dujinį ar elektrinį) šildytuvą, šiluminį siurblį, saulės energijos posistemę ir reguliavimo mechanizmą jų darbui reguliuoti. Priklausomai nuo sąlygų į patalpas tiekiamas oras šildomas šiluminio siurblio kondensatoriumi arba išorine rite arba saulės energijos posistemės kaitinimo rite, arba abiem įrenginiais. Iškastinio kuro, dujinis ar elektrinis šildytuvas jungiamas, kai šiluminio siurblio ir saulės energijos posistemės tiekiamos šilumos nepakanka patalpų šildymui. Čia aprašyto šiluminio siurblio įrangos panaudojimas autonominiam naudojimui nepakankamai efektyvus ir negali būti plačiai taikomas, esat įvairioms klimato sąlygoms.Building heating systems using heat pumps are known in the art. United States Patent US 4190199 describes a building heating system that combines a conventional (liquid, gas, or electric) heater, heat pump, solar subsystem, and control mechanism to control their operation. Depending on the conditions, the indoor air is heated by a heat pump condenser or an external coil or a heating coil of the solar subsystem, or both. A fossil fuel, gas or electric heater is connected when the heat supplied by the heat pump and the solar energy subsystem is insufficient for space heating. The use of the heat pump equipment described here for autonomous use is not efficient enough and may not be widely applied in various climatic conditions.
Europos patento paraiškoje Nr. 0041352 aprašyta centrinio šildymo sistema kaip šilumos šaltinį naudojanti šiluminį siurblį, kuris pakelia iš radiatorių grąžinamo vandens srauto šilumą. Dalis grąžinamo vandens praeina per talpą, kurioje sumontuotas šiluminio siurblio garintuvas, ir tuomet patenka į pagrindinę talpą, kurioje sumontuoti šiluminio siurblio kompresorius ir kondensatorius. Šiluminio siurblio panaudojimas tokioje sistemoje yra nepakankamai efektyvus, o perduotas į centralizuoto šilumos tiekimo tinklą šilumnešis patiria nuostolių per magistralinius vamzdynus.In European patent application no. 0041352 describes a central heating system using a heat pump as a heat source, which raises the heat of the water flow from the radiators. Part of the return water passes through the tank where the heat pump evaporator is installed and then passes to the main tank where the heat pump's compressor and condenser are installed. The use of a heat pump in such a system is not efficient enough and the heat transfer to the district heating network causes losses through the main pipelines.
Didžiosios Britanijos patentinėje paraiškoje Nr. GB2076957 aprašyta pastato šildymo sistema, paprastai išdėstoma greta pagalbinių patalpų, kuriose akumuliuojama šiluma. Šią sistemą sudaro pagalbinę patalpą su šildoma patalpa jungiančiame kanale sumontuotas ventiliatorius, siurbiantis pašildytą orą iš pagalbinių patalpų ir jj perduodantis į šiluminio siurblio garintuvą. Šiluminio siurblio kondensatorius išdėstytas vandens talpykloje, kuri įjungta į pastato šildymo sistemos grandinę, su radiatoriais. Aprašyto šiluminio siurblio įrangos panaudojimas autonominiam naudojimui nepakankamai efektyvus ir ribotas dėl išorinio šaltinio ypatybių.British Patent Application Ser. GB2076957 describes a heating system for a building, generally located adjacent to auxiliary storage areas. This system consists of a fan installed in a duct connecting the auxiliary room to the heated room, which draws heated air from the auxiliary rooms and transfers it to the heat pump evaporator. The condenser of the heat pump is located in a water tank which is connected to the building heating system circuit with radiators. The use of the described heat pump equipment for autonomous use is not efficient enough and limited due to the characteristics of the external source.
Jungtinių Amerikos Valstijų patente US 5259445 aprašytas dviejų dalių šildymo sistemos valdymo aparatas. Aparatas yra suprogramuotas įjungti iškastinio kuro krosnį, kai išorės temperatūra yra žemesnė kaip iš anksto parinktos temperatūros diapazonas, ir įjungti šiluminį siurblį, kai išorės temperatūra yra aukštesnė kaip iš anksto parinktos temperatūros diapazonas. Šis techninis sprendimas negali būti pritaikytas, esant centralizuotai karšto vandens ir šilumos tiekimo sistemai.United States patent US 5259445 describes a two-part heating system control apparatus. The apparatus is programmed to turn on a fossil fuel furnace when the outside temperature is below a preset temperature range and to turn on a heat pump when the outside temperature is above a preset temperature range. This technical solution cannot be applied with a centralized hot water and heat supply system.
Tarptautinės paraiškos publikacijoje WO 2009/113905 aprašyta centrinio šilumos tiekimo sistema, apimanti garo katilą, kuriame iš kaminų išmetamos dujos naudojamos šilumos energijai gauti, tiesioginio ir grįžtamojo vandens grandinę, šiluminio siurblio šildymo sistemos magistralę, perteklinio grįžtamojo atšaldyto vandens kaupimo gręžinį ir šilumą izoliuojantį rezervuarą. Pagrindinis šio sprendimo trūkumas yra tai, kad sistemoje naudojami sudėtingi ir brangūs įrenginiai, be to, reikalingi papildomi žemės plotai.International Application Publication WO 2009/113905 describes a central heat supply system comprising a steam boiler utilizing flue gas for thermal energy, a direct and return water circuit, a heat pump heating system bus, an excess return chilled water storage well and a heat insulating tank. The main disadvantage of this solution is that the system uses sophisticated and expensive equipment and requires additional land.
Artima siūlomam techniniam sprendimui yra Didžiosios Britanijos patentinėje paraiškoje Nr. GB2455395 aprašyta šildymo sistema, apimanti šiluminį siurblį ir šilumos akumuliatorių. Aprašytoji šildymo sistema pritaikyta ir tiekti karštą vandenį, ir centralizuotai šildyti patalpas įprastais radiatoriais arba po grindimis išdėstytais šildytuvais. Šilumos akumuliatorius išdėstomas grunte ir turi du vamzdynus, viename - aušinamasis skystis glikolio pagrindu, kitame - vanduo. Sistema sukonstruota taip, kad šilumos akumuliatorius sudaro aukštesnės temperatūros šaltinį šiluminiam siurbliui negu supanti aplinka. Šiluminio siurblio panaudojimas šioje sistemoje yra nepakankamai efektyvus, ir perduotas j centralizuoto šilumos tiekimo tinklą šilumnešis patiria nuostolių per magistralinius vamzdynus.A close approximation to the proposed technical solution is found in British Patent Application Ser. GB2455395 describes a heating system comprising a heat pump and a heat accumulator. The heating system described is adapted to supply both hot water and district heating using conventional radiators or underfloor heaters. The heat accumulator is located in the soil and has two pipelines, one glycol based coolant and the other water. The system is designed so that the heat accumulator provides a higher temperature source for the heat pump than the surrounding environment. The utilization of the heat pump in this system is inefficient and the heat carrier transmitted to the district heating network suffers losses through the main pipelines.
Kaip autonominis šilumos generatorius gali būti naudojamas pratekamojo srautinio tipo elektrodinis katilas. Elektriniame vandens šildytuve šilumos nešiklio kaitinimo procesas vyksta jo jonizavimo dėka, t.y. šilumos nešiklio molekulių skylimą į teigiamai ir neigiamai įelektrintus jonus, kurie juda atitinkamai link neigiamo ir teigiamo elektrodų, elektrodai keičia polius 50 kartų per sekundę, jonai švytuoja, išskirdami energiją, t.y. šilumos nešiklio įkaitinimo procesas vyksta tiesioginiu būdu, be tarpininko (pavyzdžiui, teno). Jonizacijos kamera, kur vyksta šis procesas yra nedidelė, todėl vyksta staigus šilumos nešiklio kaitinimas.As an autonomous heat generator, a flow-through electrode boiler can be used. In an electric water heater, the process of heating the heat carrier is effected by ionizing it, i.e. the decay of the heat carrier molecules into positively and negatively charged ions, which move toward the negative and positive electrodes, respectively, the electrodes change poles 50 times per second, the ions shine, releasing energy, i.e. the process of heating the heat carrier takes place directly, without the need for an agent (eg tenon). The ionization chamber where this process is carried out is small, which results in a sudden heating of the heat carrier.
Kaip autonominis šilumos generatorius taip pat gali būti išvien naudojami ir šiluminis siurblys, ir elektrodinis katilas. Kadangi tokio tipo katilų COP svyruoja ribose nuo 2,5 iki 3, elektrodinio katilo panaudojimas gali būti rentabilus, esant žemoms temperatūroms ir pakankamai didelei centralizuoto šilumos tiekimo kainai. Kaip autonominis šilumos generatorius taip pat gali būti panaudojami išvien arba skyrium nuo aukščiau minėtų visokie kiti autonominiai šilumos generatoriai, pakankamai efektyvūs ir labiau patrauklūs negu centrinis šilumos tiekimas kainos, aplinkosaugos, atsinaujinimo požiūriu.Both the heat pump and the electrode boiler can also be used as an autonomous heat generator. Because the COP of this type of boiler ranges from 2.5 to 3, using an electrode boiler can be cost effective at low temperatures and at a sufficiently high cost for district heating. As an autonomous heat generator, all other autonomous heat generators can also be used in combination or separately from the above, sufficiently efficient and more attractive than the central heat supply in terms of price, environmental protection, renewable energy.
Išradimo esmėThe essence of the invention
Siūlomas techninis sprendimas yra šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus panaudojimas centralizuoto šilumos ir karšto vandens tiekimo sistemose. Šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus įrangos sublokavimo su esama centralizuoto šilumos tiekimo pastate schema duoda gaminamos šilumos energijos bendro padidėjimo efektą, esant šilumos išskyrimui pakaitomis į pastatą iš darbinės centralizuoto šilumos tiekimo sistemos ir iš šiluminio siurblio ir (arba) kito autonominio šilumos generatoriaus.The proposed technical solution is the use of a heat pump or other autonomous heat generator in district heating and hot water supply systems. The scheme of interleaving the heat pump or other autonomous heat generator equipment with the existing district heat supply in the building gives the effect of an overall increase in heat produced by alternating heat generation from the operational district heating system and from the heat pump and / or other autonomous heat generator.
Pagal siūlomą išradimą centralizuotoje karšto vandens ir šilumos tiekimo sistemoje, kuri apima magistralinius šilumos tiekimo tinklus, šilumos mazgo vamzdynus ir įrenginius, taip pat pastato karšto vandens tiekimo ir pastato šildymo sistemas, nauja yra tai, kad šiluminis siurblys ir (arba) kitas autonominis šilumos generatorius sudaro nepriklausomą modulį ir yra įjungtas į šilumos padavimo į pastato šildymo sistemos magistralinį vamzdyną ir per šilumokaitį yra įjungtas į pastato karšto vandens tiekimo sistemą.According to the present invention, in a centralized hot water and heat supply system comprising mains heat supply networks, heat unit piping and equipment, as well as building hot water supply and building heating systems, it is novel that the heat pump and / or other autonomous heat generator forms an independent module and is connected to the heat supply to the building's heating system main pipeline and through the heat exchanger to the building's hot water supply system.
Be to, nepriklausomą modulį gali sudaryti ir šilumos siurblys, ir elektrodinis katilas - abu išvien arba skyrium.In addition, the independent module can consist of both a heat pump and an electrode boiler, either separately or separately.
Automatizuotam šiluminio nepriklausomo modulio įjungimo ir išjungimo valdymui yra sumontuotas valdymo blokas, skirtas iš anksto nustatytais laiko tarpais apskaičiuoti šiluminio siurblio arba elektrodinio katilo šildymo koeficientą (COP) pagal skaičiavimo momento sistemos duomenis, palyginti gautąjį COP su užsiduotuoju ir pagal gautą rezultatą įjungti arba išjungti modulį, o taip pat apdoroti kitus parametrus, turinčius įtaka efektyviausiam sistemos darbui.An automated thermal independent module on and off control is fitted with a control unit for calculating at predetermined intervals the heat pump (COP) coefficient of heat pump or electrode boiler based on calculation system data, comparing the resulting COP with the input and turning the module on or off, and to process other parameters that affect the most efficient operation of the system.
Be to, į pastato šildymo sistemą ir į pastato karšto vandens tiekimo sistemą paduodamos šilumos paskirstymui reguliuoti šilumos siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus šilumnešio padavimo kanale sumontuotas automatinis vožtuvas (sklendė, ventilis). Išradimo esmė yra bendras (kombinuotas) dviejų šilumos energijos šaltinių panaudojimas pastatų šildymo ir karšto vandens tiekimo pastatams sistemose:In addition, an automatic valve (damper, valve) is installed in the heat sink of the heat pump or other autonomous heat generator to control the distribution of heat to the building's heating system and the building's hot water supply system. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to the combined (combined) utilization of two heat energy sources for heating and hot water supply systems in buildings:
1) šilumos energija gauta, dirbant autonominiam šilumos generatoriui arba šiluminiam siurbliui , iš gamtinio šaltinio šilumos (atsinaujinančio šilumnešio) arba utilizuojamo (technogeninio) šaltinio šilumos akumuliavimo ir transformavimo būdu, montuojant būtiną bendram (kombinuotam) panaudojimui įrangą pačiame minėtame pastate.(1) heat energy generated by the operation of an autonomous heat generator or heat pump, from a natural source of heat (renewable heat carrier) or a utilizable (technogenic) source by heat accumulation and transformation by installing the necessary equipment for combined (combined) use in the building itself.
2) šilumos energija gauta iš centralizuoto šilumos gamybos įrangos šaltinio (šiluminės stoties, centralizuoto šilumos tiekimo katilinės ir pan.) ir transportuota magistraliniu šilumos vamzdynu iki pastato, kuriame pastato šilumos tiekimo įprastoje schemoje yra šilumos punktas.2) heat energy is obtained from a central source of heat production equipment (a heat station, district heating boiler house, etc.) and transported by a main heat pipeline to a building where the building has a heat station in the usual scheme of heat supply.
Kaip parodyta schemoje šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus nepriklausomas modulis prijungiamas tokiu būdu, kad neigiamai neveikia techninių darbo parametrų:As shown in the diagram, the independent module of the heat pump or other autonomous heat generator is connected in such a way that the technical operating parameters are not negatively affected:
1) centralizuotos šilumnešio tiekimo ir perdavimo paskirstymo, apskaitos ir valdymo įrangos;(1) centralized heat transfer and distribution distribution, accounting and control equipment;
2) pastatų centralizuoto šilumos energijos vartojimo sistemos.2) district heating systems for buildings.
Aukščiau aprašytas kombinuotos sistemos darbo algoritmas programuojamas bendrame valdymo bloke, kuris apdoroja duomenis, gautus iš:The combined system operating algorithm described above is programmed in a common control unit that processes data obtained from:
1) temperatūrų daviklių, sumontuotų ant bet kokio autonominio šilumos generatoriaus (visi pasižymi bendra savybe pirminį energijos šaltinį transformuoti į šiluminę energiją, esant keitimo koeficientui arba šildymo koeficientui (COP) ne mažesniam kaip 1,5, pvz., šiluminis siurblys, pratekamojo tipo elektrodinis katilas), vamzdyno;(1) temperature sensors mounted on any autonomous heat generator (all having the common property of converting a primary energy source into thermal energy with a conversion factor or heating coefficient (COP) of at least 1.5, eg a heat pump, a flow-type electrode) boiler), piping;
2) vandens skaitiklio (atskirais atvejais gali būti tik šiluminės energijos skaitiklis),(2) water meter (in some cases, only a heat meter may be used),
3) elektros skaitiklio ir nustatytu periodiškumu skaičiuoja COP. Palyginus gautą vertę su užsiduotąja (COP gali būti užduodamas individualiai, priklausomai nuo konkrečių šilumos ir elektros energijos kainų), valdymo blokas nustato arba šilumos siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus išjungimą ir perėjimą prie alternatyvios šilumos šaltinio, arba šilumos siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus darbo pratęsimą. Tuo atveju, kai šilumos siurblys arba kitas autonominis šilumos generatorius išjungiamas, jo įjungimo momentas gali būti nustatomas valdymo bloku po iš anksto užsiduoto laiko periodo arba priklausomai nuo duomenų apie oro sąlygų pasikeitimą (pavyzdžiui, temperatūra pakilo aukščiau nurodytosios). Šis darbo algoritmas gali būti koreguojamas priklausomai nuo konkrečių šildymo sistemos darbo sąlygų ir leidžia panaudoti šilumos siurblį arba kitą autonominį šilumos generatorių tik tais laikotarpiais, kai jo darbas efektyviausias. Kitu laiku naudojamas alternatyvus šilumos šaltinis, o tai bendrai paėmus leidžia pasiekti žymaus ekonominio efekto, mažinant pastatų ir patalpų šildymo išlaidas.3) Calculate the COP at the power meter and at the set interval. By comparing the value obtained with the set value (COP can be set individually depending on specific heat and electricity prices), the control unit determines either the shutdown of the heat pump or other autonomous heat generator and the switch to an alternative heat source, or heat pump or other autonomous heat generator. extension. In the event of a heat pump or other stand-alone heat generator being switched off, the switch-on moment can be set by the control unit after a pre-set period of time or depending on changes in weather conditions (eg temperature rise above). This working algorithm can be adjusted depending on the specific operating conditions of the heating system and allows the use of a heat pump or other autonomous heat generator only during the periods when it is most efficient. At other times, an alternative source of heat is used, which in general allows for a significant economic effect by reducing the cost of heating buildings and premises.
Siūlomas sprendimas sudaro galimybę parinkti pastato aprūpinimo šiluma nuo šilumnešio režimą pagal individualią programą, kontroliuojančią užduodamą individualiąja programa temperatūros režimą pastate ir automatiškai reguliuojančia būtinumą įjungti ir išjungti šiluminį siurblį arba kitą autonominį šilumos generatorių, priklausomai nuo oro temperatūros pastato išorėje. Šiuo metu egzistuojančios šiluminio siurblio konstrukcijos be žymaus šildymo koeficiento sumažinimo neefektyvios, esant oro temperatūrai pastato išorėje žemesnei kaip - 8 °C, todėl turi būti atsižvelgiama į duotąjį faktorių, derinant individualiąją programą savalaikiam šiluminio siurblio išjungimui. Individualiosios programos komandų vykdymas reguliuojamas, atsižvelgiant į užsiduotus temperatūros parametrus pastato viduje ir faktinės temperatūros pastato išorėje. Šiluminiam siurbliui, absorbuojančiam šilumą iš oro, svarbus faktorius yra dar vienas išorinis parametras - oro, iš kurio absorbuojama šiluma, drėgnumas. Oro drėgmės padidėjimas (aukščiau normaliosios) mažina šiluminio siurblio, šilumą absorbuojančio iš oro, kurio temperatūra žemesnė kaip 0 °C, OOP.The proposed solution enables to select the heat supply mode of the building according to the individual program controlling the individual temperature program of the building and automatically regulating the necessity of switching on or off the heat pump or other autonomous heat generator depending on the outside temperature of the building. Existing heat pump designs without significant reduction in heating factor are inefficient at outside temperatures below - 8 ° C, so this factor must be taken into account when adjusting the individual program for the timely shutdown of the heat pump. The execution of individual program commands is regulated according to the set temperature parameters inside the building and the actual temperatures outside the building. For the heat pump, which absorbs heat from the air, another important parameter is the humidity of the air from which the heat is absorbed. An increase in air humidity (above normal) reduces the OOP of the heat pump absorbing heat from air below 0 ° C.
Tuo atveju problema sprendžiama keliais būdais:In this case, the problem is solved in several ways:
1) montuojamas papildomas drėgmės fiksavimo matuoklis, kuris reguliuojamas empiriškai, turint tikslą išjungti šiluminio siurblio darbą tiems laiko periodams, kai OOP bus mažesnis kaip 2,0;(1) an additional humidity measurement gauge shall be fitted, which shall be empirically controlled for the purpose of shutting down the heat pump for periods of time when the OOP is less than 2,0;
2) montuojamas papildomas matuoklis temperatūrų skirtumui tarp oro ir šalčio agento (žemos virimo temperatūros skysčio arba dujų, pvz., freono, amoniako) matuoti, kuris lieka beveik nekintantis, esant bet kokioms sąlygoms, kol neprasideda šiluminio siurblio apledėjimas. Nurodytas daviklis turi atjungti šiluminį siurblį, padidėjus temperatūrų skirtumui tarp oro ir šalčio agento.(2) an additional gauge shall be fitted to measure the temperature difference between the air and the refrigerant (low boiling point liquid or gas, eg freon, ammonia) which remains virtually constant under all conditions until the heat pump starts icing. The indicated sensor must disconnect the heat pump when the temperature difference between the air and the refrigerant increases.
Įvairių tipų šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus panaudojimo tokioje jungimo schemoje bendras energetinis balansas ir ekonominis efektas leidžia labiau sumažinti šilumos gamybos išlaidas, negu atskirai naudojant centralizuotą šilumos tiekimo sistemą arba šiluminį siurblį arba kitą autonominį šilumos generatorių.The use of different types of heat pump or other autonomous heat generator in such a circuit scheme allows for a greater reduction in the cost of heat generation than a stand alone district heating system or heat pump or other autonomous heat generator.
Šiluminis siurblys nagrinėjamoje schemoje gali absorbuoti šilumą iš įvairių išorinių šaltinių: oro, vandens telkinių, grunto sluoksnio, uolienų, šilumos nuotėkio (šiluminės taršos nuo įvairių agregatų ir mechanizmų) ir praradimų - įvairių esamų didelės masės šilumos šaltinių žemos temperatūros.The heat pump in the scheme under consideration can absorb heat from a variety of external sources: air, water, soil, rocks, heat leakage (thermal pollution from various units and mechanisms) and losses - the low temperatures of various existing high-mass heat sources.
Tuo atveju, kai autonominio šilumos generatoriaus vietoje naudojamas ne šiluminis siurblys arba šiluminis siurblys kartu su kitais šilumos šaltiniais, į valdymo bloką gali būti įvedami ir keičiami įvairūs parametrai (pavyzdžiui, energijos nešiklio kaina, išorinės aplinkos temperatūra, vartojamas galingumas ir pan.), kurie nustatys komplekso darbo algoritmą vartotojui palankiausiu režimu.In the case of a non-heat pump or a heat pump in combination with other heat sources instead of a stand-alone heat generator, various parameters (such as energy carrier price, ambient temperature, power consumption, etc.) can be entered and changed in the control unit. will set the complex operating algorithm in user-friendly mode.
Trumpas brėžinio aprašymasBrief description of the drawing
Išradimas paaiškinamas brėžiniu, kuriame pavaizduota šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus įjungimo j centralizuotos šilumos tiekimo pastatui sistemą schema.The invention is explained in the drawing, which shows a scheme of connecting a heat pump or other autonomous heat generator to a district heating system.
Išradimo įgyvendinimo aprašymasDescription of Implementation of the Invention
Kaip pagrindas paimta tipinė šildymo sistemos schema, esant centralizuotam šilumos tiekimui. Schemoje nurodyti ir pažymėti šie elementai: magistraliniai šilumos tiekimo tinklai - 1; šilumos mazgo vamzdynai ir įrenginiai - 2; pastato šildymo sistema - 3; pastato karšto vandens tiekimo sistema - 4; pastato šilumos punkto įrenginiai - 5; šilumos siurblys arba kitas autonominis šilumos generatorius - 6; šilumokaitis - 7; automatinis vožtuvas (sklendė , ventilis) - 8. Taip pat schemoje nurodyti uždarymo vožtuvas (sklendė, ventilis), skaitikliai, termometrai ir kiti elementai. Šiluminės terpės tekėjimo kryptys ir paskirtys nurodytos atitinkamai: T1 - iš šilumos tiekimo tinklų tiekiamas šilumnešis (vanduo, garas ir panašiai); T2 - į šilumos tiekimo tinklus grįžtantis šilumnešis (vanduo, garas ir panašiai); T3 - į vartotojų karšto vandens sistemą tiekiamas vanduo; T4 - iš vartotojų karšto vandens sistemos grįžtantis vanduo; T5 - j vartotojų šildymo sistemą tiekiamas šilumnešis (vanduo, garas ir panašiai); T6 iš vartotojų šildymo sistemos grįžtantis šilumnešis (vanduo, garas ir panašiai).The basic scheme of a heating system with district heating is taken as the basis. The following elements are indicated and marked in the diagram: 1 district heating networks; heat unit piping and equipment - 2; building heating system - 3; building hot water supply system - 4; facilities of the building heat station - 5; heat pump or other autonomous heat generator - 6; heat exchanger - 7; automatic valve (damper, valve) - 8. Also shown in the diagram are shut-off valve (damper, valve), counters, thermometers and other elements. The flow directions and uses of the heat medium are indicated respectively: T1 - heat carrier (water, steam, etc.) supplied from heat supply networks; T2 - heat carrier (water, steam, etc.) returning to heat supply networks; T3 - water supplied to the consumer's hot water system; T4 - water returning from the consumer hot water system; T5 - heat medium (water, steam, etc.) supplied to the consumer heating system; T6 heat carrier returning from the consumer heating system (water, steam, etc.).
Šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus 6 prijungimas vykdomas už šilumos tiekėjui priklausančių tinklų ribų, kaip galima arčiau prie šilumos punkto įrenginių 5, j šilumos padavimo j pastato šildymo sistemos magistralės vamzdyną. Kaip buvo minėta, komplekso darbo algoritmas nustatomas automatikos ir uždaromosios bei reguliavimo armatūros pagalba tokiu būdu, kad šiluminis siurblys arba kitas autonominis šilumos generatorius gamintų šilumą, tik esant tokiems atmosferos (ir kitiems) parametrams, kurie leidžia jam dirbti efektyviausiai. Kitais atvejais (žema temperatūra, didelė drėgmė ir t.t.) šiluma vartojama iš centralizuotos šilumos tiekimo sistemos. Įjungus šiluminį siurblį 6, valdymo blokas (brėžinyje neparodytas) duoda komandą uždaromosios ir reguliavimo armatūros su elektrine pavara pagalba uždaryti šilumos padavimą iš šilumos punkto įrenginių 5 ir atjungti cirkuliacinį siurblį šilumos punkte. Šiluminis siurblys arba kitas autonominis šilumos generatorius 6 turi atskirą cirkuliacinį siurblį, kuris, įjungus šiluminį siurblį arba kitą autonominį šilumos generatorių 6, įsijungia ir dirba visą šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus 6 darbo laiką. Šiluminio siurblio 6 darbo laikas nustatomas pagal anksčiau aprašytą algoritmą. Išjungus šiluminį siurblį arba kitą autonominį šilumos generatorių 6, minėta uždaromoji ir reguliavimo armatūra atsidaro, įsijungia šilumos punkto 5 cirkuliacinis siurblys, išsijungia šiluminio siurblio cirkuliacinis siurblys. Schemoje taip pat parodyta principinė galimybė pakaitinti vandenį karšto vandens tiekimui į pastatą. Į magistralinį vamzdyną, paduodantį šilumą iš šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus, įjungiamas vandens kaitintuvas. Automatinių vožtuvų (sklendė, ventilis) 8 atliekamas šilumos, paduodamos į pastato šildymo sistemą ir į pastato karšto vandens tiekimo sistemą, kiekio paskirstymo reguliavimas. Šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus 6 įjungimo schema ir jos darbo aprašymas yra principiniai ir kiekvienu konkrečiu atveju projektavimo stadijoje priimami individualūs sprendimai.The connection of the heat pump or other autonomous heat generator 6 is carried out outside the networks belonging to the heat supplier, as close as possible to the heat station equipment 5, to the heat supply pipeline of the heating system of the building. As mentioned above, the algorithm of the complex is set up by means of automation and shut-off and control fittings so that the heat pump or other autonomous heat generator produces heat only at atmospheric (and other) parameters that allow it to operate most efficiently. In other cases (low temperature, high humidity, etc.) heat is supplied from a district heating system. When the heat pump 6 is switched on, the control unit (not shown in the drawing) commands the shut-off and control actuator with electric actuator to shut off the heat supply from the heat station units 5 and disconnect the circulation pump at the heat station. The heat pump or other autonomous heat generator 6 has a separate circulation pump which, when the heat pump or other autonomous heat generator 6 is turned on, starts and runs during the entire operating time of the heat pump or other autonomous heat generator 6. The operating time of the heat pump 6 is determined by the algorithm described above. When the heat pump or other autonomous heat generator 6 is switched off, said shut-off and control valve opens, the circulation pump 5 of the heating station 5 starts, the heat pump circulation pump is switched off. The scheme also shows the principle of heating water for hot water supply to the building. A water heater is connected to the main pipeline supplying heat from the heat pump or other stand-alone heat generator. Automatic valves (damper, valve) 8 regulate the amount of heat supplied to the building's heating system and to the building's hot water supply system. The wiring diagram of the heat pump or other autonomous heat generator 6 and the description of its operation are fundamental and individual decisions are made on a case-by-case basis at the design stage.
Išradimo teikiamo ekonominio efekto skaičiavimas.Calculation of the Economic Effect of the Invention.
1. Priimtos skaičiavimo sąlygos.1. Accepted calculation conditions.
Įvairi šiluminę ir elektros energiją gaminanti įranga skirstoma pagal savo technines charakteristikas, technologinę įrangą, žaliavą šiluminės ir elektros energijos gamybai, darbo principus ir technologines schemas, darbo efektyvumą, t.y.The various thermal and electric power generating equipment is classified according to its technical characteristics, technological equipment, raw material for thermal and electric power generation, working principles and technological schemes, work efficiency, i.e.
naudingo veikimo koeficientą (NVK). Todėl išradimo teikiamo ekonominio efekto paskaičiavimui imami duomenys, kurie numanomi tokie: aukštas šiluminę ir elektros energiją gaminančios įrangos naudingo veikimo koeficientas: mažas šiluminio siurblio arba kito autonominio šilumos generatoriaus COP; mažiausi nuostolių rodikliai, tiekiant šilumnešį šiluminės magistralės vamzdynais nuo šiluminės stoties iki vartotojo (pastato), j kitas kintamąsias, kurios galėtų būti įtrauktos į ekonominį paskaičiavimą, neatsižvelgiama dėl jų labai mažo poveikio skaičiavimo rezultato rodikliams.the useful performance ratio (NVK). Therefore, for the purpose of calculating the economic effect of the invention, the following data are assumed: high efficiency of the heat and power generating equipment: low COP of the heat pump or other autonomous heat generator; the minimum loss rates for heat carrier piping from the thermal station to the user (building), other variables that could be included in the economic calculation, are not taken into account due to their very limited impact on the calculation result indicators.
2. Skaičiavimo sąlyginiai žymėjimai ir rodikliai.2. Conditional notations and indicators of calculation.
a) šiluminės stoties, analogiško principo įrangos NVK - ne didesnis kaip 70 % (T=0,7);(a) for a thermal station with similar equipment, the NVC shall not exceed 70% (T = 0,7);
b) elektros stoties NVK - ne didesnis kaip 60 % (E=0,6);(b) for a power station, the NVC shall not exceed 60% (E = 0,6);
c) nuostoliai šilumos perdavimo sistemose nuo šiluminės stoties iki šilumos vartotojo (pastato) - ne mažesni kaip 12 % (N=0,12);(c) loss in heat transfer systems from the heat plant to the heat user (building) of at least 12% (N = 0.12);
d) šiluminio siurblio, turinčio COP nedidesni kaip 3,0 (COP=3,0).(d) a heat pump with a COP of less than 3,0 (COP = 3,0).
Ekonominio efekto paskaičiavimo lygtis.Economic Effect Calculation Equation.
Ek = E · COP/T (1,0 - N) = 0,6 · 3,0/0,7 (1,0 - 0,12) = 1,8/0,616 = 2,92, tai daugiau kaip 1,0.E k = E · COP / T (1.0 - N) = 0.6 · 3.0 / 0.7 (1.0 - 0.12) = 1.8 / 0.616 = 2.92, that’s more than 1.0.
Šis skaičiavimas patvirtina, kad išradimas duoda ekonominį efektą. Esant priimtiems skaičiavimo rodikliams, įrangos bendras darbas, remiantis išradimu, efektyvesnis pagal NVK beveik tris kartus negu komplekso (šiluminė stotis šiluminis magistralinis vamzdynas - vartotojas/pastatas) darbas neblokuojant su šiluminiu siurbliu arba kitu autonominiu šilumos generatoriumi pagal siūlomą išradimą.This calculation confirms that the invention has an economic effect. According to the invention, the combined operation of the equipment according to the invention is almost three times more efficient than the operation of the complex (heat station thermal main pipeline - user / building) without blocking with a heat pump or other autonomous heat generator according to the present invention.
Claims (4)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2010018A LT5778B (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Centralized heat and hot water supply system |
| PCT/LT2011/000003 WO2011105881A2 (en) | 2010-02-24 | 2011-02-18 | Centralized heat and hot water supply system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2010018A LT5778B (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Centralized heat and hot water supply system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2010018A LT2010018A (en) | 2011-08-25 |
| LT5778B true LT5778B (en) | 2011-10-25 |
Family
ID=44475155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2010018A LT5778B (en) | 2010-02-24 | 2010-02-24 | Centralized heat and hot water supply system |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT5778B (en) |
| WO (1) | WO2011105881A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT6009B (en) | 2012-05-10 | 2014-03-25 | Tomas Glumbakas | Heating system |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102679432B (en) * | 2012-05-04 | 2016-09-14 | 上海岭北冷暖设备工程有限公司 | A kind of floor heating system using air source hybrid power |
| CN102705889A (en) * | 2012-06-15 | 2012-10-03 | 苏州张扬能源科技有限公司 | Thermal energy conversion heat supply system |
| CN102878611B (en) * | 2012-11-05 | 2014-08-13 | 北京大龙供热中心 | Heating pipe network fine regulation system and method |
| CN103020481B (en) * | 2012-12-29 | 2016-03-30 | 杭州电子科技大学 | A kind of method based on energy-conservation determination air source heat pump floor heating optimal operating condition |
| DE102013003206A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-08-28 | Franz Maierhofer | District heat transfer device for a building and district heating system for supplying buildings with heat energy |
| CN104121622A (en) * | 2013-04-28 | 2014-10-29 | 株式会社日立制作所 | Heat supply control device and method |
| CN203374326U (en) * | 2013-05-24 | 2014-01-01 | 华电国际电力股份有限公司山东分公司 | Optimized rear cylinder water spray system |
| CN104180418A (en) * | 2014-08-13 | 2014-12-03 | 华电电力科学研究院 | Direct heat accumulation system for heat supply network and heat accumulation and release method for direct heat accumulation system |
| CN104807074A (en) * | 2015-05-15 | 2015-07-29 | 唐山现代工控技术有限公司 | Water loss preventing method and device for heat supply pipe network |
| CN105807633B (en) * | 2016-05-10 | 2019-01-11 | 大连理工大学 | CHP system dispatching method based on central heating network and building energy storage consumption wind-powered electricity generation |
| ES2644162B1 (en) * | 2016-05-25 | 2018-06-25 | Universidade Da Coruña | Hybrid system with collective heat pump and individual gas boilers |
| EP3296647A1 (en) * | 2016-09-20 | 2018-03-21 | E.ON Sverige AB | Energy distributing system |
| PL424938A1 (en) * | 2018-03-19 | 2019-09-23 | N-Ergia Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością | Method for heating and cooling from a central source of heat, preferably with the remote heat centres |
| DK179964B1 (en) * | 2018-05-17 | 2019-11-07 | Danfoss A/S | Domestic water re-heating |
| CN109405059B (en) * | 2018-11-14 | 2023-12-19 | 天津市热电有限公司 | Primary pipe network dynamic load intelligent pressure difference regulating and energy saving regulating and controlling system and regulating and controlling method |
| FI129013B (en) * | 2019-01-15 | 2021-05-14 | Hoegforsgst Oy | Hybrid heating system using district heating |
| FI129146B (en) * | 2019-02-08 | 2021-08-13 | Hoegforsgst Oy | Hybrid heating system using primary heating |
| EP3933280A1 (en) * | 2020-07-03 | 2022-01-05 | E.ON Sverige AB | A local heat extracting assembly |
| NL2026341B1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-04-29 | Sdg Bv | Heating assembly, method of heating a building |
| CN114294642B (en) * | 2022-01-05 | 2024-03-22 | 福建晋江热电有限公司 | Heat supply control method, control device and control system |
| CN115127138B (en) * | 2022-06-29 | 2023-12-26 | 山东澳信供热有限公司 | Heat supply method of heat supply system combining air source and gas source |
| CN115017666B (en) * | 2022-08-08 | 2022-11-01 | 廊坊市清泉供水有限责任公司 | Intelligent operation method and system for underground water source |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4190199A (en) | 1978-01-06 | 1980-02-26 | Lennox Industries Inc. | Combination heating system including a conventional furnace, heat pump and solar energy subsystem |
| EP0041352A1 (en) | 1980-05-27 | 1981-12-09 | Thermotropic Limited | Heating system utilising a heat pump |
| GB2076957A (en) | 1980-06-03 | 1981-12-09 | Ventiheat Ltd | A heating system employing a heat pump |
| US5259445A (en) | 1992-07-13 | 1993-11-09 | The Detroit Edison Company | Control for dual heating system including a heat pump and furnace |
| GB2455395A (en) | 2007-11-15 | 2009-06-10 | Francis Bernard Welch | Heating system comprising a heat pump and a thermal store |
| WO2009113905A1 (en) | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Kiosov Anatoliy Dmitrievich | System and method for centralised heat supply |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3103955A1 (en) * | 1981-02-05 | 1982-08-12 | Battelle-Institut E.V., 6000 Frankfurt | Method for utilising discontinuous energy sources having fluctuating temperatures for distance-heating systems |
| US4971136A (en) * | 1989-11-28 | 1990-11-20 | Electric Power Research Institute | Dual fuel heat pump controller |
| FI103149B1 (en) * | 1995-10-17 | 1999-04-30 | Abb Installaatiot Oy | Method and arrangement for providing cooling power and heating power |
| AT6001U1 (en) * | 2001-10-02 | 2003-02-25 | Zortea Rembert | HEATING OR COOLING SYSTEM WITH AT LEAST ONE HEATING SOURCE |
| DE102008062600A1 (en) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Traugott Albert | Low temperature heat grid for transport of heat transfer medium at preset temperature, has supply and return pipes that guide medium at low temperature and are connected to storage tank in lower tank area |
-
2010
- 2010-02-24 LT LT2010018A patent/LT5778B/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-02-18 WO PCT/LT2011/000003 patent/WO2011105881A2/en active Application Filing
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4190199A (en) | 1978-01-06 | 1980-02-26 | Lennox Industries Inc. | Combination heating system including a conventional furnace, heat pump and solar energy subsystem |
| EP0041352A1 (en) | 1980-05-27 | 1981-12-09 | Thermotropic Limited | Heating system utilising a heat pump |
| GB2076957A (en) | 1980-06-03 | 1981-12-09 | Ventiheat Ltd | A heating system employing a heat pump |
| US5259445A (en) | 1992-07-13 | 1993-11-09 | The Detroit Edison Company | Control for dual heating system including a heat pump and furnace |
| GB2455395A (en) | 2007-11-15 | 2009-06-10 | Francis Bernard Welch | Heating system comprising a heat pump and a thermal store |
| WO2009113905A1 (en) | 2008-03-11 | 2009-09-17 | Kiosov Anatoliy Dmitrievich | System and method for centralised heat supply |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| LT6009B (en) | 2012-05-10 | 2014-03-25 | Tomas Glumbakas | Heating system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2010018A (en) | 2011-08-25 |
| WO2011105881A3 (en) | 2013-06-20 |
| WO2011105881A2 (en) | 2011-09-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| LT5778B (en) | Centralized heat and hot water supply system | |
| Mammoli et al. | Energetic, economic and environmental performance of a solar-thermal-assisted HVAC system | |
| Moreno et al. | The use of phase change materials in domestic heat pump and air-conditioning systems for short term storage: A review | |
| Arteconi et al. | Domestic demand-side management (DSM): Role of heat pumps and thermal energy storage (TES) systems | |
| Reiners et al. | Heat pump efficiency in fifth generation ultra-low temperature district heating networks using a wastewater heat source | |
| RU2249125C1 (en) | Self-contained power and heat supply system of rooms in dwelling houses and industrial areas | |
| KR100984831B1 (en) | Cooling and heating system in each household using heat sources from combined heat and power(chp) and district heating | |
| EP2420747B1 (en) | Heat pump | |
| KR20170009580A (en) | Solar generating zero house system | |
| Qu et al. | Study of operational strategies for a hybrid solar-geothermal heat pump system | |
| Marugán-Cruz et al. | District cooling network connected to a solar power tower | |
| Demirel et al. | Energy conservation | |
| KR20230158481A (en) | Heating equipment, methods and systems | |
| Soltani et al. | Design, fabrication and performance assessment of a novel portable solar-based poly-generation system | |
| US20230077879A1 (en) | Thermal energy assembly | |
| Van der Veken et al. | Economy, energy and ecology based comparison of heating systems in dwellings | |
| EP3732400B1 (en) | Method for improved utilization of energy grids | |
| Tarsitano et al. | Air-conditioning in residential buildings through absorption systems powered by solar collectors | |
| KR101166858B1 (en) | Space cooling, heating and domestic hot water systeme for the geosource heat pump heating and cooling | |
| Glanville et al. | Demonstration and Simulation of Gas Heat Pump-Driven Residential Combination Space and Water Heating System Performance | |
| KR101445266B1 (en) | Central Control Association Management System of New Renewable Energy for Air Conditioning and Heating | |
| Balaras et al. | High Solar Combi Systems in Europe. | |
| de La Cruz et al. | Double service air-to-water heat pump performances: how do control parameters influence electricity consumption and thermal comfort? | |
| Croci et al. | Experimental Study of a Novel Integrated System for Air Conditioning and Domestic Hot Water Production | |
| Kowalski | Szała nski, P.; Cepi nski, W. Waste Heat Recovery by Air-to-Water Heat Pump from Exhausted Ventilating Air for Heating of Multi-Family Residential Buildings. Energies 2021, 14, 7985 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20140224 |