PL177015B1 - Sposób rozdzielania energii cieplnej i układ do rozdzielania energii cieplnej - Google Patents

Sposób rozdzielania energii cieplnej i układ do rozdzielania energii cieplnej

Info

Publication number
PL177015B1
PL177015B1 PL95315526A PL31552695A PL177015B1 PL 177015 B1 PL177015 B1 PL 177015B1 PL 95315526 A PL95315526 A PL 95315526A PL 31552695 A PL31552695 A PL 31552695A PL 177015 B1 PL177015 B1 PL 177015B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
cooling
pipe
heating
heat
buildings
Prior art date
Application number
PL95315526A
Other languages
English (en)
Other versions
PL315526A1 (en
Inventor
Seppo Leskinen
Ingmar Rolin
Original Assignee
Abb Installaatiot 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 Abb Installaatiot Oy filed Critical Abb Installaatiot Oy
Publication of PL315526A1 publication Critical patent/PL315526A1/xx
Publication of PL177015B1 publication Critical patent/PL177015B1/pl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F24F3/10Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units with separate supply lines and common return line for hot and cold heat-exchange fluids i.e. so-called "3-conduit" system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00District heating systems
    • F24D10/003Domestic delivery stations having a heat exchanger
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17District heating
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Abstract

4. Uklad do rozdzielania energii cieplnej, w sklad którego wchodza urzadzenia cieplne i chlodzace umieszczone w budynkach pola- czone ze soba i z zakladem energetycznym za pomoca rur grzewczych i chlodzacych, zna- mienny tym, ze zawiera co najmniej jedna wspólna rure powrotna (20) laczaca urzadze- nia grzewcze (16) i urzadzenia chlodzace (15) z zakladem energetycznym. FIG. 2 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób rozdzielania energii cieplnej i układ do rozdzielania energii cieplnej.
W wielu krajach budynki są na ogół ogrzewane ciepłem miejskim wytwarzanym w dużych skoncentrowanych ciepłowniach, co jest tańsze i mniej szkodliwe dla środowiska niż kocioł w każdym domu. W dużych ciepłowniach tego rodzaju, np. zanieczyszczenia zawarte w gazach spalinowych mogą być skutecznie usuwane przy sensownym koszcie. W dużych ciepłowniach wydajność produkcji ciepła jest zasadniczo wyższa niż w przypadku zakładów o mniejszej skali, zaś konserwacja i koszty bieżące dużych zakładów energetycznych są także mniejsze niż koszty zakładów małych.
Wytwarzanie ciepła jest szczególnie mało kosztowne, gdy produkcja elektryczności i ciepła odbywa się łącznie, gdy ciepło jest uzyskiwane jako ciepło skraplania turbin parowych a zatem, w pewnym sensie, bez ponoszenia kosztów. W siłowniach kondensacyjnych wytwarzających wyłącznie elektryczność, para wylotowa z turbiny jest skraplana przy pomocy wody
177 015 uzyskiwanej ze zbiorników wodnych lub specjalnych chłodni wieżowych. Przy łącznej produkcji elektryczności i ciepła, może być ona skondensowana przy użyciu wody powrotnej miejskiego systemu ogrzewania, która w stanie nagrzanym jest stosowana do ogrzewania budynków.
Przy obecnym stanie techniki budynki otrzymują nie tylko energię ogrzewania, ale także energię chłodzenia przy użyciu sieci rurociągowych. Wodajest chłodzona w zakładach sprężarek amoniakowych za pomocą pomp cieplnych, chłodni wodnych itp. Zimna wodajest pompowana przez rurę zasilającą do budynków, gdzie chłodzi ona powietrze wentylacji i chłodnie radiacyjne lub tp., i powraca, jako nagrzana, do centralnej stacji chłodzenia. Jednym z podstawowych powodów tak^iego postępowania jest cel eliminacji stosowania środków chłodzących, które powodują ubożenie warstwy ozonowej.
Zapotrzebowanie na nagrzewanie lub chłodzenie zmienia się w zależności od budynku, podobnie jak zapotrzebowanie na energię elektryczną w sieci elektrycznej. Urządzenie do wytwarzania i przesyłania energii muszą oczywiście być zaprojektowane na maksymalne zapotrzebowanie, co jest naturalnie nieekonomiczne. Inne konsekwencje to nieekonomiczna produkcja, wydajność wytwarzania energii niższa niż maksymalna, pogorszenie proporcji wytwarzania pomiędzy elektrycznością a ciepłem, itd. Szczególnie szkodliwe są różne krótkoterminowe szczyty obciążenia. W reakcji na zapotrzebowanie na chłodzenie, np. szczyty osiągane w ciągu kilku letnich popołudni, i, w zakresie zapotrzebowania na ciepło, tzw. poranne szczyty poniedziałkowe, które występują w okresach grzewczych, gdy temperatura pomieszczeń obniżona na weekend musi być podniesiona do normalnej w pomieszczeniach biurowych itp. Celem zmniejszenia tych szczytów poboru elektryczności, nadwyżka ciepła powinna zostać skondensowana w wodzie chłodzącej np. w siłowni z turbinami gazowymi - nawet gdy dotyczy to siłowni przeciwprężnych - podczas szczytów obciążenia.
Powyższe wady są wyeliminowane przez zastosowanie różnych akumulatorów termicznych, tzw. akumulatorów ciepła i zbiorników chłodzenia, zwykle umieszczonych łącznie z siłowniami. Na przykład obciążenie chłodzenia jest obniżane przez zbiorniki lodu lub akumulatory z zimną wodą, a szczyty poboru ogrzewania przez akumulatory ciepła o objętości wielu tysięcy metrów sześciennych lub tp. Szczyty poboru energii elektrycznej mogą być obniżone w ten sposób przez magazynowanie nadwyżkowego ciepła generowanego podczas szczytu.
Ponieważ akumulatory wymagają oczywiście wielkich inwestycji, ich wpływ na obniżenie poziomu szczytów jest ograniczony. Ekonomia akumulatorów umieszczonych w siłowni jest zmniejszana dalej przez fakt, że cieć przesyłu energii w każdym przypadku musi być projektowana na obciążenie szczytowe. Akumulatory instalowane w zakładach energetycznych nie są zatem szeroko stosowane.
Inne podejście umożliwiają akumulatory umieszczone w budynkach. Najlepiej znanymi akumulatorami tego rodzaju są bojlery do gorącej wody wodociągowej i tzw. akumulatory domowe, które magazynują ciepło wytwarzane przez elektryczność w nocy. Takie akumulatory nie są szeroko stosowane, ponieważ - co jest całkiem naturalne - budowlani mają trudności ze zrozumieniem swego ogólnego wpływu na skomplikowany proces produkcji i dystrybucji energii i, poza wszystkim, z uzasadnieniem wpływu, który mają na producentów i dystrybutorów energii. Ponadto, inwestycje wymagane na jednostkę ciepła są znaczne.
Łączne wytwarzanie ciepła i zimna jest ograniczone tym, że w budynkach przyłączonych do sieci, energia ogrzewania i energia chłodzenia są wymagane jednocześnie, za względu na lokalizacje, obciążenia cieplne, wykorzystanie, itd. budynku lub lokalu w porównaniu z innym budynkiem. W układach tych wymagane są rury zasilające i powrotne w celu ogrzewania oraz w celu chłodzenia, tj. w ogólności cztery rury. Znane jest w technice kilka innych układów mających na celu obniżenie kosztów.
Przykładem takich układów jest układ przesyłania ciepła dla budynków ujawniony w fińskim zgłoszeniu patentowym nr 921,034. W przypadku tego układu temperatura wody powrotnej w miejskim systemie ogrzewania może być obniżona w znacznym stopniu, do około 20°C, jeśli konieczne. Podstawową ideą układu jest to, aby nośnik ciepła emitował ciepło do ogrzewania budynku i następnie do nagrzewania powietrza wentylacji.
Celem wynalazku jest sposób rozdzielania energii cieplnej.
Celem wynalazku jest układ do rozdzielania energii cieplnej.
177 015
Sposób rozdzielania energii cieplnej, w którym energię cieplną, do ogrzewania i/lub chłodzenia budynków, związaną z nośnikiem ciepła wytwarza się w sposób skoncentrowany, przy czym za pomocą co najmniej jednej rury grzewczej doprowadza się nośnik ciepła do urządzeń grzewczych budynków, zaś za pomocą co najmniej jednej rury chłodzącej doprowadza się nośnik ciepła do urządzeń chłodzących budynków, według wynalazku charakteryzuje się tym, że do zakładu energetycznego prowadzi się za pomocą co najmniej jednej wspólnej rury powrotnej powracające z budynków z urządzeń grzewczych i chłodzących oba nośniki ciepła mające tę samą temperaturę.
Korzystnie nośnik ciepła o różnych temperaturach doprowadza się do urządzeń chłodzących za pomocą zestawu rur chłodzących, przy czym nośnikiem ciepła o niższej temperaturze chłodzi się jedno urządzenie chłodzące wymagające niższej temperatury, a następnie przesyła się do następnego urządzenia chłodzącego wymagającego wyższej temperatury.
Korzystnie nośnik ciepła doprowadza się do urządzenia cieplnego za pomocą rury chłodzącej po otwarciu zaworu zwrotnego.
Układ do rozdzielania energii cieplnej, w skład którego wchodzą urządzenia cieplne i chłodzące umieszczone w budynkach połączone ze sobą i z zakładem energetycznym za pomocą rur grzewczych i chłodzących według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera co najmniej jedną wspólną rurę powrotną łączącą urządzenia grzewcze i urządzenia chłodzące z zakładem energetycznym.
Korzystnie urządzenie chłodzące jest połączone za pomocą rury chłodzącej, korzystnie zestawu rur chłodzących z zakładem energetycznym.
Korzystnie rura chłodząca zawierająca wodę o wyższej temperaturze stanowi rurę powrotną dla rury chłodzącej zawierającej wodę o niższej temperaturze.
Korzystnie rura chłodzącajest połączona za pomocą dwupolożeniowego zaworu obejściowego z grzewczą rurą, zaś za pomocą dwupolożeniowego zaworu obejściowego z rurą odgałęźną połączoną z urządzeniem grzewczym.
Główną zaletą wynalazku jest to, że jedna z czterech rur stosowanych wcześniej może być wyeliminowana, w wyniku czego potrzebne są zasadniczo mniejsze inwestycje niż w przypadku techniki według dotychczasowego stanu. Eliminacja jednej rury nie zmniejsza zasadniczo charakterystyk lub sprawności układu w porównaniu z układami znanymi z dotychczasowego stanu techniki. Inną zaletą wynalazku jest to, że w niektórych zastosowaniach, -stają się dostępne akumulatory ciepła wyraźnie duże - dosłownie bez jakichkolwiek kosztów - -zwłaszcza w celu obniżenia szczytów poboru ciepła. Następnie, przy pewnej inwestycji możliwe - staje się wykonanie rur o zasadniczo mniejszej średnicy, przez to uzyskanie rurociągu wymaganego do dystrybucji energii chłodzenia prawie bez kosztów. Podstawowa idea wynalazku może być zastosowana przy konstruowaniu układu rurociągów zawierającego urządzenie -rurowe o różnych poziomach energii. Ciecz powrotna z jednego układu może dlatego być stosowana jako ciecz robocza w innym układzie. Biorąc to wszystko pod uwagę, zastosowanie wynalazku znacznie obniża koszty układów kombinowanych i czyni bardziej efektywnym wykorzystanie energii.
Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonanianarysunku, naktórym: fig. 1 przedstawia krzywe przebiegów temperatury trzech różnych miejsc w Finlandii; fig. 2 - układ w pierwszym przykładzie wykonania według wynalazku, w okresie chłodzenia; fig. 3 - przekrój wzdłuż linii ΓΠ-ΠΙ z fig. 2; fig. 4 - układ z fig. 2 w okresie grzewczym; fig. 5 - przekrój wzdłuż linii V-V z fig. 4; fig. 6 - układ według wynalazku, w drugim przykładzie wykonania; fig. 7 - przekrój wzdłuż linii VII-VII z fig. 6; fig. 8 - układ według wynalazku, w trzecim przykładzie wykonania; fig. 9 - przekrój wzdłuż linii IX-IX z fig. 8; fig. 10 - przekrój układu według wynalazku, w czwartym przykładzie wykonania, w przekroju poprzecznym.
Wynalazek jest oparty na obserwacjach, że szczyty zapotrzebowania na grzanie lub chłodzenie nie przebiegają równocześnie.
Figura 1 pokazuje krzywe przebiegów temperatury trzech różnych miejsc w Finlandii wykreślonych na podstawie obserwacji pogody wykonywanych w latach 1961 do 1980. Krzywa 1 jest oparta na pomiarach wykonywanych przez Instytut Meteorologiczny w porcie lotniczym Helsinki-Ventaa. Krzywa 2 jest oparta na podobnych pomiarach wykonanych w porcie lotniczym
177 015
Jyvaskyla. Krzywa 3, z kolei, jest oparta na pomiarach wykonanych w porcie lotniczym Rovaniemi.
Temperatury stosowane przy projektowaniu urządzeń cieplnych i cieplnych sieci przesyłowych wynoszą -26°C w Helsinkach, -32°C w Jyvaskyla i -38°C w Rovaniemi. Jeżeli, dla przykładu, zakłada się, że zapotrzebowanie na ciepło budynku jest wprost proporcjonalne do różnicy pomiędzy temperaturą zewnętrzną a temperaturą wewnętrzną wynoszącą 22°C, jest rzeczą prostą określenie, kiedy zapotrzebowanie na ciepło budynku zostało zredukowane do połowy zapotrzebowania projektowego na ciepło. Te wartości temperatury zewnętrznej na fig.
wynoszą: -2°C w Helsinkach, punkt 1a; -5 °C w Jyvaskyla, punkt 2a; i -8°C w Rovaniemi, punkt 3a. W rzeczywistości, sytuacja nie jest prosta, ponieważ gorąca woda wodociągowa jest zawsze potrzebna dla budynku i stosunek zużycia wody gorącej do całkowitego zużycia energii zmienia się w zależności od typu budynku. Jednak również na podstawie powyższego prostego przedstawienia, jest możliwe stwierdzenie, że przeciętnie, zużycie energii budynku zostaje ostatecznie zmniejszone do mniej niż połowa w czasie, gdy temperatura na zewnątrz osiąga +10°C.
Zapotrzebowanie na chłodzenie budynku zewnętrzną energią zmienia się znacznie. W domach mieszkalnych, chłodzenie jest rzadko konieczne. W starych lokalach biurowych, chłodzenie może stać się konieczne przy temperaturze +18°C do 20°C, i w nowych budynkach ze znacznie większą liczbą ludzi i dużą ilością tzw. nowoczesnej technologii, chłodzenie może stać się konieczne, gdy temperatura na zewnątrz wynosi +12°C do +16°C. Niektóre z tych budynków, np. o charakterze szkolnym, nie są używane w ogóle, albo są używane poniżej możliwości w okresie maksymalnego zapotrzebowania ze względu na wakacje letnie. Przeciętnie, chłodzenie może stać się konieczne przy około 16°C - linia A i punkty 1b, 2b i 3b na fig. 1, oszacowane w ten sposób, nie osiąga poziomu 50% aż do temperatury około 22°C.
Ogółem wziąwszy, różnica pomiędzy temperaturami zewnętrznymi, przy których zapotrzebowanie na ogrzewanie lub chłodzenie przekracza 50%, jest tak duża - wyraźnie powyżej 10°C - że rura powrotna sieci rozdzielczej nie może być przeciążona z powodu jednoczesnego jej użytkowania. Gdy sieć jest rozważana jako całość, różnica jest tak wielka, że nawet indywidualne budynki, gdzie energia ogrzewania i chłodzenia nie jest wyłącznie potrzebna dla budynku, nie mogą zmienić sytuacji ogólnej.
Powyżej przedstawiono omówienie przebiegów temperatury w Finlandii. To samo stosuje się do wszystkich stref klimatycznych, gdzie budynki muszą być zarówno ogrzewane jak i chłodzone. Przerywana linia na fig. 1 jest krzywą dotyczącą Danii. Jak widać, ogólny charakter wykresu nie zmienia się. W większości miej sc w Europie decydującym czynnikiem określającym średnicę rury powrotnej jest zapotrzebowanie na ciepło, ale np. na północy Włoch, czynnikiem tym jest zapotrzebowanie na chłodzenie.
Prostą podstawową ideą wynalazku jest to, że wartości temperatury na powrocie wody ogrzewania i chłodzenia są zaprojektowane jako identyczne, i że woda ogrzewania -i chłodzenia są zawracane przez wspólną rurę powrotną. Jednej rury powrotnej można się więc pozbyć.
Na figurze 1 do 4 pokazano układ, gdzie przepływy wody dla energii ogrzewania i chłodzenia są równe. Na fig. 2 i 3 pokazano układy sieci cieplnych w.okresie chłodzenia. Rurą 10 przepływa woda grzejna stosowana do wytwarzania gorącej wody wodociągowej, zaś wiosną i jesienią- do ogrzewania budynków 14. Rurą 30 przepływa woda chłodząca. Rura 20 jest zwykłą rurą powrotną i powinna być tak zaprojektowana, aby mogła wytrzymać przepływ1 wody przy maksymalnym zapotrzebowaniu na ogrzewanie z jednej strony i przepływ wody przy maksymalnym zapotrzebowaniu na chłodzenie z drugiej strony, oraz przepływ wody do wytwarzania gorącej wody wodociągowej. Urządzenia chłodzące 15 i urządzenia grzejne 16 pokazano na fig. 3,4,5. Woda grzejnajest podawana do urządzeń grzejnych 16 rurą odgałęźną 10a, a woda chłodzącajest podawana do urządzeń chłodzących 15 rurą odgałęźną 30a. W oda grzejna powraca do rury powrotnej 20 powrotną rurą odgałęźną 20b.
Jeżeli zakłada się, że rura z wodą gorącą i rura z wodą zimną posiadają równe średnice, np. 300 mm, to przepływ wody w obu wynosi około 305 m3/godz, jeżeli dopuszczalna prędkość wody wynosi 1.2 m/sek. Jeżeli temperatura gorącej wody zasilania wynosi 105°C, a temperatura zimnej wody zasilania wynosi 25°C, maksymalna moc grzania wynosi 28.4 MW, a maksymalna moc chłodzenia - 5.7 mW. Wydaje się to zgodne z fińską strukturą miejską i klimatem, ponieważ
177 015 w Finlandii większość budynków nie posiada systemu chłodzenia, jako że okres potrzebny do chłodzenia budynku jest tak krótki, a zima rzeczywiście mroźna. Na południu chłodzenie może stać się czynnikiem decydującym.
Podczas projektowania rury powrotnej 20, należy wziąć pod uwagę zapotrzebowanie na gorącą wodę wodociągową, w wyniku czego decydująca jest sytuacja chłodzenia z opisanymi wyżej założeniami. Jeżeli zakłada się, że gorąca woda wodociągowa odpowiada przeciętnie 20% dziennej energii nagrzewania, to przepływ wody w rurze powrotnej wynosi 366 m3/godz i średnica rury powrotnej wynosi 330 mm. Jeżeli, z drugiej strony, istnieje wymóg, aby średnica wszystkich rur była identyczna, to temperatura wody chłodzącej powinna wynosić 3,5°C, czyli maksymalna moc chłodzenia około 4,8 MW. W każdym przypadku wymagana jest tylko jedna dodatkowa rura dla czynnika chłodzącego.
Na figurach 4 i 5 pokazano jak powyższe wykonanie funkcjonuje zimą. Woda o temperaturze 100° do 115°C jest podawana rurą 10 z wodą gorącą do ogrzewania budynków 14 i do wytwarzania gorącej wody wodociągowej. Woda powraca rurą powrotną 20. Ponieważ chłodzenie nie jest wymagane, nie wykorzystuje się rury wody zimnej 30.
Jeżeli rura zimnej wody 30 jest połączona przez zawór obejściowy 17 z rurą zasilającą wody gorącej 10 z ciepłowni w sposób pokazany fig. 6, i następnie według fig. 6, fig. 7 przez inny zawór 18 z rurą zasilającą 10 z wodą gorącą w budynku 14, wtedy rura zimnej wody 30 może być stosowana także zimą. Rura wody zimnej może być wypełniona wodą gorącą, gdy jest mały pobór, np. w nocy lub podczas weekendu. Woda ta może więc być stosowana do obniżania obciążenia szczytowego.
Jeżeli, według powyższego, średnica rury zimnej wody 30 wynosi 300 mm i długość rury wynosi np. 3000 mm, wtedy rura może przenieść 212 m3 wody. Jest to wystarczające do zmniejszenia przeciążenia o 20% na 3.5 godz., jeżeli moc projektowana sieci wody gorącej wynosi 28.5 MW i różnica temperatur wynosi 80°C. Stąd też powstaje wyraźnie duży akumulator ciepła dostępny praktycznie za darmo. Jedyne koszty powodują dwupołożeniowe zawory obejściowe 17, 18. Wymieniona wyżej rura powrotna 20 o średnicy 330 mm jest wystarczająca dla całkowitej ilości wody.
Na figurze 8 i 9 pokazano jeszcze inne wykonanie układu według wynalazku. W tym wykonaniu, rura wody gorącej 10 jest zaprojektowana w aspekcie wyłącznie mocy istniejącej, gdy chłodzenie staje się konieczne, jak również mocy potrzebnej do gorącej wody wodociągowej, tj. w ogólności, mocy która wynosi 30 - 35% mocy projektowej. Rura wody chłodzenia 30 jest zaprojektowana w aspekcie zapotrzebowania na energię chłodzenia, jeżeli przepływ wody wymagany przez nią wynosi przynajmniej 65 - 70% przepływu wody wymaganego przez projektowaną energię nagrzewania. Jeżeli jest on mniejszy, rura 30 zostaje zaprojektowana na podstawie energii ogrzewania. W tym przypadku, chłodzenie nie wymaga w rzeczywistości żadnej pojemności systemu rurociągowego, ponieważ rura wody gorącej jest po prostu podzielona na dwie, i jedna z części jest zarezerwowana na potrzeby chłodzenia wody latem. Dodatkowe inwestycje w sieć wymagane przy chłodzeniu są bardzo małe. Różnica w cenie pomiędzy rurą o dużej średnicy i dwoma małymi o przekroju tym samym, co przekrój dużej, jest bardzo niewielka. Koszty wynoszą 10 do 20% kosztów znanych systemów.
W przykładzie wykonania z fig. 10, doprowadza się dwa rodzaje energii chłodzenia. Przykład ten przypomina wykonanie z fig. 8 i fig. 9. W rurze 30 przepływa woda o temperaturze np. +7°C wymagana do chłodzenia budynków, podczas gdy w rurze 19 przepływ woda chłodniejsza, (np. +2°C) np. do chłodzenia witrynowych szaf chłodniczych w sklepach spożywczych. Rura 30 może teraz pracować jako rura powrotna dla rury 19, ponieważ woda powrotna z szaf chłodniczych o temperaturze 5°C - 7°C nadaje się dobrze do chłodzenia budynków. W tego względu, rura 30 może być zaprojektowana jako mniejsza. Oczywiście, dla rury 19 nie wymagana jest żadna rura powrotna. Wpływ na koszty jest podobny jak w przypadku wykonania z fig. 8 tj. można dostarczać dwa rodzaje energii chłodzenia przy bardzo małych kosztach dodatkowych. Następnie, wykonanie z fig. 10 czyni możliwe dostarczanie energii chłodzenia także zimą.
Powyższe wykonania nie powinny w żaden sposób ograniczać wynalazku, ale wynalazek może być zmodyfikowany całkiem swobodnie w obrębie zastrzeżeń. Należy zatem rozumieć,
177 015 że układ według wynalazku lub jego szczegóły nie muszą być identyczne z przedstawionymi na rysunkach, ale możliwe są także inne rozwiązania. Na przykład, agregat absorpcyjny lub kilka innych źródeł zimna nie muszą być umieszczone w siłowni, ale mogą być umieszczone gdziekolwiek w sieci rurowej jako tzw. subcentra, albo także obsługiwać wielkie indywidualne budynki, jak np. kompleksy szpitalne. Energiajest następnie dostarczana do agregatu absorpcyjnego w postaci ciepła normalnym systemem 2-rurowym, i przesyłana następnie przez system 3 lub więcej rur według wynalazku. Wadą podobnego systemu jest wysoka temperatura wody zasilania w miejskim systemie ogrzewania centralnego, jak również konserwacja, obsługa itd.
177 015 θ30 -20
FIG. 3
FIG.6
177 015
FIG. 9
(ΪΓ
FIG. 10
177 015
U e
to
El
W
Λ g
W
E
FIG.1
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (7)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób rozdzielania energii cieplnej, w którym energię cieplną, do ogrzewania i/lub chłodzenia budynków, związaną z nośnikiem ciepła wytwarza się w sposób skoncentrowany, przy czym za pomocą co najmniej jednej rury grzewczej doprowadza się nośnik ciepła do urządzeń grzewczych budynków, zaś za pomocą co najmniej jednej rury chłodzącej doprowadza się nośnik ciepła do urządzeń chłodzących budynków, znamienny tym, że do zakładu energetycznego prowadzi się za pomocą co najmniej jednej wspólnej rury powrotnej powracające z budynków z urządzeń grzewczych i chłodzących oba nośniki ciepła mające tę samą temperaturę.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nośnik ciepła o różnych temperaturach doprowadza się do urządzeń chłodzących za pomocą zestawu rur chłodzących, przy czym nośnikiem ciepła o niższej temperaturze chłodzi się jedno urządzenie chłodzące wymagające niższej temperatury, a następnie przesyła się do następnego urządzenia chłodzącego wymagającego wyższej temperatury.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że nośnik ciepła doprowadza się do urządzenia cieplnego za pomocą rury chłodzącej po otwarciu zaworu zwrotnego.
  4. 4. Układ do rozdzielania energii cieplnej, w skład którego wchodzą urządzenia cieplne i chłodzące umieszczone w budynkach połączone ze sobą i z zakładem energetycznym za pomocą rur grzewczych i chłodzących, znamienny tym, że zawiera co najmniej jedną wspólną rurę powrotną (20) łączącą urządzenia grzewcze (16) i urządzenia chłodzące (15) z zakładem energetycznym.
  5. 5. Układ według zastrz. 4, znamienny tym, że urządzenie chłodzące (15) jest połączone za pomocą rury chłodzącej (30), korzystnie zestawu rur chłodzących (30, 19) z zakładem energetycznym.
  6. 6. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że rura chłodząca (30) zawierająca wodę o wyższej temperaturze stanowi rurę powrotną dla rury chłodzącej (19) zawierającej wodę o niższej temperaturze.
  7. 7. Układ według zastrz. 5, znamienny tym, że rura chłodząca (30) jest połączona za pomocą dwupolożeniowego zaworu obejściowego (17) z grzewczą rurą (10), zaś za pomocą dwupołożeniowego zaworu obejściowego (18) z rurą odgałęźną (10a) połączoną z urządzeniem grzewczym (16).
PL95315526A 1994-01-24 1995-01-23 Sposób rozdzielania energii cieplnej i układ do rozdzielania energii cieplnej PL177015B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI940342A FI98856C (fi) 1994-01-24 1994-01-24 Termisen energian jakelujärjestelmä
PCT/FI1995/000029 WO1995020134A1 (en) 1994-01-24 1995-01-23 A thermal energy distribution system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL315526A1 PL315526A1 (en) 1996-11-12
PL177015B1 true PL177015B1 (pl) 1999-09-30

Family

ID=8539679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL95315526A PL177015B1 (pl) 1994-01-24 1995-01-23 Sposób rozdzielania energii cieplnej i układ do rozdzielania energii cieplnej

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP0740761B1 (pl)
JP (1) JPH09507706A (pl)
KR (1) KR970700847A (pl)
CN (1) CN1139477A (pl)
AT (1) ATE196194T1 (pl)
AU (1) AU1419595A (pl)
BG (1) BG100741A (pl)
CA (1) CA2181452A1 (pl)
CZ (1) CZ290586B6 (pl)
DE (1) DE69518738T2 (pl)
DK (1) DK0740761T3 (pl)
EE (1) EE9600083A (pl)
ES (1) ES2149963T3 (pl)
FI (1) FI98856C (pl)
NO (1) NO963068L (pl)
PL (1) PL177015B1 (pl)
SK (1) SK96096A3 (pl)
WO (1) WO1995020134A1 (pl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29900636U1 (de) * 1999-01-18 1999-04-01 Supellex Ag Vorrichtung zum Verteilen und Mischen eines im geschlossenen Kreislauf umgewälzten Wärmeträgermediums
ITCH20050004U1 (it) * 2005-11-11 2007-05-12 Angelosante Dino D modulo di utilizzazione di fuido termovettore primario per l'alimentazione di utenze combinate.
CN103163911A (zh) * 2013-01-31 2013-06-19 石家庄均宜采暖科技有限公司 一种电加热系统的温度控制系统和方法
DE102013214891A1 (de) * 2013-07-30 2015-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Wärmetechnische Verschaltung einer Geothermiequelle mit einem Fernwärmenetz
CN104651780A (zh) * 2015-03-11 2015-05-27 丹阳市鼎新机械设备有限公司 一种镀膜专用正电子元素蒸汽发生器
EP3165831A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-10 E.ON Sverige AB A district thermal energy distribution system
EP3267119A1 (en) * 2016-07-07 2018-01-10 E.ON Sverige AB Combined heating and cooling system
CN109564438B (zh) * 2016-07-20 2022-02-22 威拓股份有限公司 区域制热中的返回温度的降低以及区域制冷中的返回温度的增加
EP3372903A1 (en) 2017-03-07 2018-09-12 E.ON Sverige AB A local thermal energy consumer assembly and a local thermal energy generator assembly for a district thermal energy distribution system
EP3505831A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-03 Brunnshög Energi AB Control unit and method for controlling a local distribution system's outtake of heat or cold from a thermal energy distribution grid
EP3637217A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-15 E.ON Sverige AB A method for controlling a thermal energy distribution system
DE102019134349A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Wolfgang Jaske und Dr. Peter Wolf GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Wolfgang Jaske, 49811 Lingen; Dr. Peter Wolf, 26209 Hatten) Gebäudesystem zur Klimatisierung und Wärmeversorgung
BE1030934B1 (nl) * 2022-10-03 2024-04-29 Renson Ventilation Nv Een verwarmings- en/of koelingssysteem voor collectieve residentiële wooneenheden, een sturingsinrichting daarvoor en een werkwijze voor het aansturen daarvan

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1210538B (de) * 1962-01-09 1966-02-10 Luwa Ag Heiz- und/oder Kuehlanlage
AT231661B (de) * 1962-07-13 1964-02-10 Luwa Ag Klimaanlage und Differenzdruckregler hiefür
DE1269318B (de) * 1964-02-20 1968-05-30 Meyer Fa Rud Otto Hochdruck-Klima- oder Lueftungsanlage mit einem in mehrere Zonen unterteilten Dreileiter-Wassernetz und gemeinsamen Waerme- und Kaelteerzeugern fuer alle Zonen
US3288205A (en) * 1964-11-02 1966-11-29 Borg Warner Three-pipe air conditioning system and control arrangement therefor
GB1602219A (en) * 1977-08-17 1981-11-11 Canada Square Management Ltd Heating and cooling system
FI92867C (fi) * 1991-11-22 1997-07-08 Suomen Puhallintehdas Oy Ilmastointilaitteisto huonetiloja varten
FI94173C (fi) * 1992-03-10 1998-04-15 Flaekt Oy Menetelmä ja laitteisto rakennuksen huonetilojen lämmittämiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
CN1139477A (zh) 1997-01-01
NO963068L (no) 1996-09-16
EP0740761A1 (en) 1996-11-06
EE9600083A (et) 1996-12-16
NO963068D0 (no) 1996-07-23
EP0740761B1 (en) 2000-09-06
CZ216196A3 (en) 1997-08-13
ES2149963T3 (es) 2000-11-16
SK96096A3 (en) 1997-02-05
FI940342A (fi) 1995-07-25
PL315526A1 (en) 1996-11-12
BG100741A (en) 1997-02-28
DE69518738D1 (de) 2000-10-12
JPH09507706A (ja) 1997-08-05
AU1419595A (en) 1995-08-08
DE69518738T2 (de) 2001-05-03
DK0740761T3 (da) 2000-10-16
CA2181452A1 (en) 1995-07-27
FI940342A0 (fi) 1994-01-24
KR970700847A (ko) 1997-02-12
FI98856C (fi) 1997-08-25
FI98856B (fi) 1997-05-15
WO1995020134A1 (en) 1995-07-27
CZ290586B6 (cs) 2002-08-14
ATE196194T1 (de) 2000-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Esen et al. A techno-economic comparison of ground-coupled and air-coupled heat pump system for space cooling
İnallı et al. Experimental thermal performance evaluation of a horizontal ground-source heat pump system
JP2007510399A (ja) エネルギーのエンドユーザーコストを低減するためにエネルギーを貯蔵及び使用する方法並びに装置
Kharseh et al. Sustainable heating and cooling systems for agriculture
PL177015B1 (pl) Sposób rozdzielania energii cieplnej i układ do rozdzielania energii cieplnej
Bruno Using Phase Change Materials (PDMs) for Space Heating and Cooling in Buildings
Pavlov et al. Building thermal energy storage-concepts and applications
Bogdanovičs et al. Review of heat pumps application potential in cold climate
Hasnain et al. Applications of thermal energy storage in Saudi Arabia
Tanaka et al. Feasibility study of a district energy system with seasonal water thermal storage
Zeh et al. 5th generation district heating and cooling networks as a heat source for geothermal heat pumps
Zurigat et al. On the technical feasibility of gas turbine inlet air cooling utilizing thermal energy storage
FI103149B (fi) Menetelmä ja sovitelma jäähdytystehon ja lämmitystehon tuottamiseksi
Velraj et al. Energy management through encapsulated PCM based storage system for large building air conditioning application
CZ2000499A3 (cs) Způsob realizace chlazení
Balaras et al. High Solar Combi Systems in Europe.
Vinogradov et al. Gainful utilization of excess heat from power transformers
Brauner et al. Efficiency of Buildings and Heating Demand
Melikyan et al. Zero Net Energy Consuming Residential Houses
Bhatia Air Conditioning with Thermal Energy Storage
Calm Recovery of wasted heat with centralized and distributed heat pump systems
Ito et al. Total planning of combined district heating, cooling and power generation systems for a new town—Part II
CN101523124A (zh) 主动热能存储系统
Ogunkoya Thermal Energy Storage: Analysis and Application
Yan et al. Design and application of cold water storage technique for a foreign-related oil fuel power plant project

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20050123