PL233777B1 - Trojdzielnik dolnego zrodla ciepla - Google Patents
Trojdzielnik dolnego zrodla ciepla Download PDFInfo
- Publication number
- PL233777B1 PL233777B1 PL418016A PL41801616A PL233777B1 PL 233777 B1 PL233777 B1 PL 233777B1 PL 418016 A PL418016 A PL 418016A PL 41801616 A PL41801616 A PL 41801616A PL 233777 B1 PL233777 B1 PL 233777B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- expansion chamber
- medium
- heating
- piece
- higher pressure
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 43
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 16
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 5
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000975 Carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010962 carbon steel Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest trójdzielnik dolnego źródła ciepła, którego zasadniczym elementem jest rozprężeniowa komora (1), w której następuje wygłuszenie turbulencji medium wprowadzanego tu z góry, tj. chłodnego i wymagającego ogrzania, względnie ciepłego i wymagającego schłodzenia, pobieranego z obiektu, w którym temperatura wymaga zmiany. Skierowanie medium do rozprężeniowej komory (1) rurą (2) wyższego ciśnienia, pozwala na spokojny przepływ medium w dalszej części wymiennika ciepła, do którego jest ono kierowane. Medium z rozprężeniowej komory (1) powraca do obiektu, w którym temperatura wymaga zmiany, najkorzystniej trzema wężami grzewczymi (3), które mogą być elastyczne. Bryła rozprężeniowej komory (1) ma zasadniczo dowolny kształt, korzystnie jest walcowata, optymalnie o średnicy O 200 mm, z wyobloną dolną podstawą lub ściętą krawędzią dolnej podstawy. W bryle rozprężeniowej komory (1) mogą zostać ukształtowane, względnie mogą do niej zostać przymocowane, na przykład wkręcone lub zatrzaskowo wciśnięte tuleje, poprzez które wprowadzone zostają do rozprężeniowej komory (1) węże grzewcze (3), ewentualnie rura (2) wyższego ciśnienia. Tuleje ułatwiają mocowanie i uszczelnienie wprowadzonych do nich elementów.
Description
Przedmiotem wynalazku jest trójdzielnik dolnego źródła ciepła, który przeznaczony jest do wykorzystania w urządzeniach do odbioru energii skorupy ziemi, na przykład w dolnym źródle pompy ciepła tego rodzaju urządzeń, względnie w systemach przepompowywania ciepła, w których istotne jest wydłużenie czasu transportu medium przenoszącego ciepło i jego kontaktu ze źródłem tego ciepła.
Istnieje wiele rozwiązań pomp ciepła. Z polskiego opisu wynalazku o numerze zgłoszenia P-387938 (data publikacji BUP 2010-11-08) znane jest rozwiązanie pt. „Wodna pompa ciepła i sposób optymalizacji pracy wodnej pompy ciepła”. Przedstawiona tu wodna pompa ciepła, zawierająca dolne źródło ciepła, górne źródło ciepła, połączone w obiegu termodynamicznym lewobieżnym, wyposażo na w układ do regulacji i sterowania oraz urządzenie do odwracania obiegu czynnika, element rozprężający oraz źródło wody - charakteryzuje się tym, że dolne źródło ciepła ma dwa wymienniki: parowacz i doziębiacz pracujące naprzemiennie, tak, że parowacz staje się doziębiaczem a doziębiacz staje się parowaczem.
Natomiast z polskiego opisu wynalazku o numerze zgłoszenia P-403038 (data publikacji BUP 2014-09-15) znane jest rozwiązanie pt. „Wodna pompa ciepła i sposób optymalizacji pracy wodnej pompy ciepła”. Wodna pompa ciepła, zawierająca dolne źródło ciepła, które przy niskiej temperaturze wody zasilane jest energią cieplną, pochodzącą z przejścia fazowego wody ze stanu ciekłego w stan stały, górne źródło ciepła, połączone w obiegu termodynamicznym lewobieżnym, wyposażone w układy do regulacji i sterowania, element rozprężający oraz źródło wody - charakteryzuje się tym, że dolne źródło ciepła ma układ cyrkulacji cieczy pośredniczącej, zawierający co najmniej trzy wężownice zanurzone w wodzie, przez które przepływa ciecz pośrednicząca, odbierając ciepło z wody. Układ cyrkulacji cieczy pośredniczącej zawiera elektronicznie sterowany rozdzielacz cieczy pośredniczącej, kolektor zbiorczy oraz pompę cieczy pośredniczącej, poprzez które połączone są wężownice z dolnym wymiennikiem ciepła. Sposób optymalizacji pracy wodnej pompy ciepła, według wynalazku - charakteryzuje się tym, że mierzy się temperaturę wody w połowie wysokości każdej wężownicy i za pomocą elektronicznego rozdzielacza cieczy kieruje się ciecz pośredniczącą na tą wężownicę, która w danym momencie usytuowana jest w warstwie wody charakteryzującej się najwyższą temperaturą, gdzie ciecz pośrednicząca odbiera ciepło krzepnięcia wody, po czym kieruje się ją do parowacza gdzie oddaje ciepło, aż do momentu kiedy na wężownicy utworzy się warstwa lodu nie większa niż 15 mm. Operację tę powtarza się dla kolejnych wężownic, a w tym czasie oblodzona wężownica stopniowo uwalnia się od lodu i ponownie może pełnić funkcję zasilania parowacza dolnego źródła ciepła.
Z kolejnego polskiego opisu wynalazku o numerze zgłoszenia P-392823 (data publikacji BUP 2012-05-07) znane jest rozwiązanie pt. „Pompa ciepła”. Przedmiotem opisanego tu wynalazku jest pompa ciepła, przeznaczona zwłaszcza do ogrzewania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej oraz przemysłowych. Pompa ma włączony skraplacz, którego przewód cieczowy połączony jest przez zbiornik płynu, filtr, odwadniacz, wymiennik rekuperacyjny, element rozprężny i złącze z co najmniej jednym parowaczem, tj. parownikiem (miejscem, w którym odparowujemy ciecz). Natomiast przewód parowy skraplacza połączony jest poprzez sprężarkę, wymiennik rekuperacyjny i złącze z co najmniej jednym parowaczem. Parowacz osadzony jest na konstrukcji nośnej i spięty u dołu ramą dolną, natomiast u góry ramą górną. Wewnątrz rury parowacza osadzony jest element w postaci spirali uformowanej w kierunku przepływu medium.
Z innego polskiego opisu wynalazku o numerze zgłoszenia P-389781 (data publikacji BUP 2011-06-20) znane jest rozwiązanie pt. „Geotermalna pompa ciepła”. Przedstawiona tu geotermalna pompa ciepła o zamkniętym układzie czynnika ziębniczego zawiera wymiennik ciepła-skraplacz o budowie płytowej, wymiennik ciepła-przedskraplacz umieszczony przed wymiennikiem ciepłaskraplaczem, zawór 3-drogowy oraz pompę obiegową ciepłej wody użytkowej, przy czym górne źródło pompy ciepła podzielone jest na dwa obiegi, jeden-grzewczy odbierający ciepło ze skraplacza i drugi-ciepłej wody użytkowej odbierający ciepło ze skraplacza oraz ciepło przegrzania par czynnika ziębniczego z przedskraplacza o wyższym parametrze temperaturowym niż podstawowy obieg grzewczy. Wymienniki ciepła pracują w trybie przeciwprądowym. Wymiennik ciepła-parownik lub wymiennik ciepła-przedskraplacz mają budowę płytową. Pompa obiegowa ciepłej wody użytkowej ma regulowaną wydajność.
W niektórych z opisanych wyżej wynalazków wykorzystane zostały takie elementy jak „przewód cieczowy”. Jednak w żadnym z nich nie wykorzystano trójdzielnika, w tym o przedstawionej tu konstrukcji.
PL 233 777 B1
Są znane też rozwiązania pomp ciepła, w których zwiększono ilość rur transportujących medium. Ale dotąd, zawsze niejako proporcjonalnie zwiększając ilość rur przewodzących medium w górę, zwiększa się równolegle ilość rur prowadzących medium w dół, co nie prowadzi to do osiągnięcia efektu wydłużenia czasu przemieszania medium w środowisku, którego temperatura ma zostać przejęta przez medium.
Z kolejnego polskiego opisu wynalazku o numerze zgłoszenia P-306258 (data publikacji BUP 1995-06-26) znane jest rozwiązanie pt. „Rura wymiennika ciepła”. Rura wymiennika ciepła składa się z cylindrycznego korpusu i znajdujących się na nim elementów zwiększających powierzchnię w postaci dużej liczby palców przyspawanych do jego powierzchni zewnętrznej i biegnących wokół niego w kierunku na zewnątrz. Korpus i palce są wykonane ze stali węglowej. Natomiast, w celu zmniejszenia ryzyka pękania spawów pomiędzy korpusem a palcami (lub częściami palców) - znajdujących się w pobliżu korpusu, palce są wykonane ze stali o znacznie niższej zawartości węgla niż materiał, z którego jest wykonany korpus.
Z innego polskiego opisu wynalazku o numerze zgłoszenia P-324857 (data publikacji BUP 1998-06-22) znane jest rozwiązanie pt. „Rozgałęziona rura wylotowa ze zintegrowanym konwerterem katalitycznym”. Przedstawione tu rozwiązanie umożliwia obniżenie ilości zanieczyszczeń wydobywających się z rozgałęzionej rury wylotowej dla silnika z wewnętrznym spalaniem, zawierającym w sobie konwerter katalityczny. Rura obejmuje wiele rur przyłączonych i odbierających gazy spalinowe z wielu otworów wylotowych silnika z wewnętrznym spalaniem. Rury rozgałęźne są połączone z pojedynczą komorą z wylotem połączonym z rurą wylotową, jak też ze strukturą konwertera katalitycznego, zawierającego katalizator rozmieszczony na podtrzymującym podłożu ułożonym w komorze pomiędzy wlotami i wylotem. Tym samym wszystkie gazy spalinowe z silnika muszą przejść przez strukturę konwertera katalitycznego. Konwerter katalityczny pracuje w wyższych temperaturach w celu zwiększenia wydajności i osiąga temperaturę pracy prawie natychmiast, inaczej niż obecne konwertery. Dzięki temu odpowiednio zmniejsza się ilość zanieczyszczeń uwalnianych do atmosfery z silnika.
Z innego polskiego opisu wynalazku o numerze zgłoszenia P-395724 (data publikacji BUP 2013-02-04) znane jest rozwiązanie pt. „Rura wymiennika ciepła”. Rura wymiennika ciepła zawiera korpus oraz przegrodę dzielącą jej wnętrze na dwa kanały dla przepływu czynnika. Przegroda ma kształt spiralny i korzystnie połączona jest szczelnie z korpusem rury na całej jej długości. Długość przegrody może być równa długości korpusu rury albo mniejsza, przy czym stosunek skoku skrętu przegrody do średnicy wewnętrznej korpusu rury wynosi nie mniej niż %, korzystnie %. Korzystnie rura wykonana jest ze stali nierdzewnej.
Znane jest też rozwiązanie, w którym zastosowano kapsułę grzewczą, w której umieszczono rurę doprowadzającą medium w dół, które wpada niejako do komory mieszania - którą stanowi rura szersza od rury doprowadzającej, będąca równocześnie kapsułą grzewczą - po czym medium zawraca w górę, zmieniając swoją temperaturę.
Konstruując rozwiązanie, stanowiące przedmiot wynalazku i uwzględniając okoliczność, iż ilość cyrkulującego w urządzeniu medium jest stała (innymi słowy w ilość medium przeprowadzanego w pompie ciepła z dołu w górę jest taka sama jak ilość medium przeprowadzanego z góry w dół) - założono, że zmianę temperatury tego medium osiągnie się najpewniej, wydłużając czas przebywania medium w tym środowisku.
Celem opracowanego wynalazku jest opracowanie takiego trójdzielnika, który zdywersyfikuje prędkość medium pompy ciepła, tj. wprowadzi rozróżnienie prędkości medium wprowadzanego w dół w stosunku do prędkości medium wyprowadzanego w górę.
Istota opracowanego trójdzielnika dolnego źródła ciepła, polega na tym, że ma on rozprężeniową komorę, do której rurą wyższego ciśnienia wprowadzane jest z góry medium oraz z której medium odprowadzane jest w górę co najmniej trzema wężownicami grzewczymi.
Korzystnie, rura wyższego ciśnienia lub co najmniej jedna wężownica grzewcza wprowadzona jest do rozprężeniowej komory poprzez - opcjonalnie dodatkowo uszczelnioną - tuleję, która stanowi integralną część rozprężeniowej komory lub jest do niej przymocowana, korzystnie wkręcona lub zatrzaskowo wciśnięta.
Korzystnie, trójdzielnik dolnego źródła ciepła umieszczony jest w -wypełnionej innym medium, korzystnie cieczą - kapsule.
Korzystnie, wąż grzewczy wykonany jest z gęsto-plastycznego polietylenu HD.
Korzystnie, w wężu grzewczym, względnie w rurze wyższego ciśnienia zatopiona jest złączka elektrooporowa.
PL 233 777 B1
Korzystnie, wąż grzewczy ma średnicę 0 40 mm.
Korzystnie, wąż grzewczy jest elastyczny.
Korzystnie, trójdzielnik dolnego źródła ciepła ma trzy węże grzewcze i jedną rurę wyższego ciśnienia. Przy czym każdy z węży grzewczych jest nieco oddalony od pozostałych.
Korzystnie, rozprężeniową komora trójdzielnika dolnego źródła ciepła jest walcowata, optymalnie ma średnicę 0 200 mm.
Korzystnie, rozprężeniową komora trójdzielnika dolnego źródła ciepła ma wyobloną dolną podstawą.
Korzystnie, rozprężeniową komora trójdzielnika dolnego źródła ciepła ma ściętą krawędź dolnej podstawy.
Korzystnie, trójdzielnik dolnego źródła ciepła umieszczony jest w odwiercie lub wykopie albo w wymienniku umieszczonym w odwiercie lub wykopie.
Korzystnie, kapsuła, rura wyższego ciśnienia lub węże grzewcze trójdzielnika dolnego źródła ciepła - są wykonane z materiałów o współczynniku przewodzenia ciepła λ co najmniej 1,4 [W/(m »K)].
Rozwiązanie według wynalazku pozwala na wydłużenie czasu kontaktu czynnika przenoszącego ciepło (medium) z otoczeniem, na przykład z gruntem, piskiem, wodą, wodą morską lub innym ośrodkiem. Dzięki wydłużeniu czasu wymiany medium wychłodzonego z medium nagrzanym, na przykład cieczy zimnej z ciepłą - medium przenosi znacznie więcej energii cieplnej pobranej najczęściej z gruntu. Przy czym, jak wyjaśniono wyżej, może też pobierać tę energię - bezpośrednio lub niebezpośrednio - z innego ośrodka, którego temperatura jest przejmowana. Takie rozwiązanie pozwala na skuteczniejsze ogrzewanie budowli i budynków różnego typu, takich jak inwentarskie, mieszkalne, użyteczności publicznej i przemysłowe.
Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunkach, na których fig. 1 - przedstawia przekrój aksonometryczny trójdzielnika dolnego źródła ciepła, fig. 1a
- przedstawia przekrój aksonometryczny trójdzielnika dolnego źródła ciepła z bardziej rozsuniętymi elementami wyprowadzonymi z rozprężeniowej komory, zaś fig. 1b - przedstawia przekrój aksonometryczny trójdzielnika dolnego źródła ciepła z dodatkowymi tulejami, z których wyprowadzone są poszczególne, rozsunięte elementy wyprowadzone z rozprężeniowej komory, natomiast fig. 2 - przedstawia schematyczny przekrój przez wykop przeznaczony do umieszczenia w nim dolnego źródła ciepła, w którym umieszczany jest trójdzielnik, jako element wymiennika ciepła.
Jak pokazano na rysunkach, zasadniczym elementem trójdzielnika dolnego źródła ciepła jest rozprężeniową komora 1, w której następuje wygłuszenie turbulencji medium wprowadzanego tu z góry, tj. chłodnego i wymagającego ogrzania, względnie ciepłego i wymagającego schłodzenia, pobieranego z obiektu, w którym temperatura wymaga zmiany.
Skierowanie medium do rozprężeniowej komory 1 rurą 2 wyższego ciśnienia, pozwala na spokojny przepływ medium w dalszej części wymiennika ciepła, do którego jest ono kierowane. Medium z rozprężeniowej komory 1 powraca do obiektu, w którym temperatura wymaga zmiany, najkorzystniej trzema wężami grzewczymi 3, które mogą być elastyczne. Natomiast bryła rozprężeniowej komory 1 ma zasadniczodowolny kształt, korzystnie jest walcowata, optymalnie o średnicy 0 200 mm, z wyobloną dolną podstawą lub ściętą krawędzią dolnej podstawy. W bryle rozprężeniowej komory 1 mogą zostać ukształtowane, względnie mogą do niej zostać przymocowane, na przykład zgrzane z nią, wkręcone lub zatrzaskowo wciśnięte tuleje, poprzez które wprowadzone zostają do rozprężeniowej komory 1 węże grzewcze 3, ewentualnie rura 2 wyższego ciśnienia. Tuleje ułatwiają mocowanie i uszczelnienie wprowadzonych do nich elementów.
Rura 2 wyższego ciśnienia względnie wężownice grzewcze 3 wprowadzona mogą zostać do rozprężeniowej komory 1 poprzez pierścień, czy też pierścienie, które stanowią integralną część rozprężeniowej komory 1. W takim wariancie ukształtowania rozprężeniowej komory 1 łatwiejsze jest osadzenie, zmocowanie i uszczelnienie tych elementów, które stanowią zazwyczaj autonomiczne części współpracujące ze sobą i połączone poprzez rozprężeniową komorę 1.
Rura 2 wyższego ciśnienia względnie wężownice grzewcze 3 mogą zostać wyposażone w złączki elektrooporowe, które ułatwią połączenie tych elementów z rozprężeniową komorą.
Wymiennik, czyli dolne źródło pompy ciepła, w którym zastosowano opisany trójdzielnik dolnego źródła ciepła, umieszczony może zostać w - wypełnionej innym medium, korzystnie cieczą - kapsule 4. Kapsuła 4 wraz z trójdzielnikiem umieszczone są w środowisku, z którego pobierane, bądź do którego oddawane jest ciepło medium, korzystnie w odwiercie, czy też w wykopie 5, (który wykonywany jest różnymi metodami budowlanymi, zależnie od napotkanego podłoża, w którym mogą występować bar
PL 233 777 B1 dziej i mniej twarde skały, iły, czy też złoża sypkiego piasku). Zawsze jednak w opracowanym rozwiązaniu konieczne jest zastosowanie kilku, najkorzystniej trzech węży grzewczych 3, dzięki którym osiąga się niezwykle skuteczny efekt wymiany ciepła z uwagi na optymalny stosunek objętości medium transportowanego wężami grzewczymi 3 do pola powierzchni ich ścian odbierających, czy też oddających ciepło.
Natomiast w znanym dotychczas rozwiązaniu, w analogicznej do opisanej kapsuły 4 zastosowano kapsułę grzewczą, w której umieszczono jedną, wewnętrzną rurę doprowadzającą medium w dół, analogiczną do przedstawionej tu rury 2 wyższego ciśnienia. W znanym rozwiązaniu medium spływające w dół wpada do swego rodzaju komory mieszania - którą stanowi zewnętrzna rura, szersza od wewnętrznej rury doprowadzającej, będąca równocześnie kapsułą grzewczą. Medium z komory mieszania zawraca w górę, zmieniając swoją temperaturę, przy czym powraca do obiektu podobnie szybko, jak opuszało obiekt.
Natomiast dzięki zastosowaniu w dolnym źródle ciepła trójdzielnika, stanowiącego przedmiot niniejszego wynalazku medium - powraca w górę do obiektu około trzy razy wolniej w stosunku do medium spływającego w dół. A dzięki temu czas przejmowania energii z ośrodka przez medium - jest znacznie dłuższy. W ten sposób temperatury obu tych środowisk efektywnie wyrównują się. Dzieje się tak zgodnie z zasadami: zachowania energii oraz termodynamiki cieczy.
Zasada zachowania energii - jest empirycznym prawem fizyki, zgodnie z którym w układzie izolowanym suma wszystkich rodzajów energii układu jest stała w czasie. Oznacza to, że energia w układzie izolowanym nie może być ani utworzona, ani zniszczona, mogą jedynie zachodzić przemiany jednych form energii w inne. Przykładem zmian energii z jednej formy w inną jest zamiana energii chemicznej w energię cieplną, np. podczas procesów spalania (np. spalanie wodoru w tlenie, spalanie paliw itp.). Pochodną tych reguł jest prawidłowość, zgodnie z którą ilość wtłoczonej cieczy musi odpowiadać ilości wyprowadzonej cieczy, przy czym w przypadku zmiany ciśnienia, pod którym jest przemieszczana - a które jest wynikiem pola przekroju powierzchni rury, przez którą ciecz ta jest przemieszczana - odpowiednio ciecz ta przemieszcza się szybciej lub wolniej. Zasadę tę wykorzystywano konstruując przedwojenną kanalizację w Warszawie. Przekrój rury kanalizacyjnej był zmienny, silnie zwężał się ku dołowi, dzięki czemu osadzające się na dole, cięższe nieczystości były odprowadzane z większą prędkością.
Konieczne jest przy tym zawsze utrzymanie balansu między grubością ścianki, a aktywną średnicą rury. Przy czym grubość ścianki rury jest konsekwencją ciśnienia panującego wewnątrz i z zewnątrz.
Najskuteczniejszą wymianę temperatury pomiędzy otoczeniem-ośrodkiem, a medium osiąga się wówczas, gdy ciecz otacza w całości węże grzewcze 3, zwłaszcza zaś wtedy, kiedy nie stykają się one w żadnym miejscu.
Węże grzewcze 3 wykonane są najkorzystniej z gęsto-plastycznego polietylenu HD, w którym zatopiony może zostać drut grzewczy, korzystnie mają średnicę 0 40 mm. Jeśli są one umieszczone w szczelnie otaczającym je środowisku - szczególnie skutecznie przejmują jego temperaturę. Istotnym wobec tego jest, aby każdy z węży grzewczych 3 byt nieco oddalony od pozostałych i szczelnie otoczony przez środowisko.
Kapsuła 4, jura 2 wyższego ciśnienia i węże grzewcze 3 - są wykonane najlepiej z materiałów o współczynniku przewodzenia ciepła λ wynoszącym co najmniej 1,4 [W/(m · K)].
W dole wykopu 5 - który zazwyczaj ma głębokość ok. 100 m - w większości miejsc na świecie panuje temperatura powyżej 0°C. W przypadku zastosowania trójdzielnika o opisanej i zastrzeganej konstrukcji, jako dolnego źródła pompy ciepła - następuje skuteczne ogrzanie wyziębionego, (względnie wyziębienie ogrzanego) medium do temperatury ok. 8°C, zawsze zaś dokładnie takiej, jaka panuje w wykopie 5, bez utraty energii.
Tak wykonana rozprężeniowa komora 1, rura 2 wyższego ciśnienia, węże 3 grzewcze oraz wykop 5, .względnie także kapsuła 4 - stanowią dolne źródło pompy ciepła i są istotnym elementem instalacji pomp cieplnych.
Spis elementów:
1. rozprężeniową komora;
2. rura (wyższego ciśnienia);
3. wąż grzewczy;
4. kapsuła;
5. wykop.
Claims (13)
1. Trójdzielnik dolnego źródła ciepła, znamienny tym, że ma rozprężeniową komorę (1), do której rurą (2) wyższego ciśnienia wprowadzane jest z góry medium oraz z której medium odprowadzane jest w górę co najmniej trzema wężownicami grzewczymi (3).
2. Trójdzielnik według zastrz. 1, znamienny tym, że rura (2) wyższego ciśnienia lub co najmniej jedna wężownica grzewcza (3) wprowadzona jest do rozprężeniowej komory (1) poprzez - opcjonalnie dodatkowo uszczelnioną - tuleję która stanowi integralną część rozprężeniowej komory (1) lub jest do niej przymocowana, korzystnie jest z nią zgrzana, jest do niej wkręcona lub zatrzaskowo wciśnięta.
3. Trójdzielnik, według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że umieszczony jest on w - wypełnionej innym medium, korzystnie cieczą - kapsule (4).
4. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 3, znamienny tym, że wąż grzewczy (3) wykonany jest z gęsto-plastycznego polietylenu HD.
5. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 4, znamienny tym, że w wężu grzewczym (3), względnie w rurze (2) wyższego ciśnienia zatopiona jest złączka elektrooporowa.
6. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 5, znamienny tym, że wąż grzewczy (3) ma średnicę 0 40 mm.
7. Trójdzielnik, według jednego z zastrz, od 1 do 6, znamienny tym, że wąż grzewczy (3) jest elastyczny.
8. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 7, znamienny tym, że ma trzy węże grzewcze (3) i jedną rurę (2) wyższego ciśnienia, przy czym każdy z węży grzewczych, (3) jest nieco oddalony od pozostałych.
9. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 8, znamienny tym, że jego rozprężeniową komora (1) jest walcowata, optymalnie ma średnicę 0 200 mm.
10. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 9, znamienny tym, że jego rozprężeniową komora (1) ma wyobłoną dolną podstawą.
11. Trójdzielnik, dolnego źródła ciepła, według jednego z zastrz, od 1 do 10, znamienny tym, że jego rozprężeniową komora (1) ma ściętą krawędź dolnej podstawy.
12. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 11, znamienny tym, że umieszczony jest w odwiercie lub wykopie (5) albo w wymienniku umieszczonym w odwiercie lub wykopie (5).
13. Trójdzielnik, według jednego z zastrz. od 1 do 12, znamienny tym, że kapsuła (4), rura (2) wyższego ciśnienia lub węże grzewcze (3) - są wykonane z materiałów o współczynniku przewodzenia ciepła λ co najmniej 1,4 [W/(m · K)].
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418016A PL233777B1 (pl) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Trojdzielnik dolnego zrodla ciepla |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL418016A PL233777B1 (pl) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Trojdzielnik dolnego zrodla ciepla |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL418016A1 PL418016A1 (pl) | 2018-01-29 |
| PL233777B1 true PL233777B1 (pl) | 2019-11-29 |
Family
ID=61006878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL418016A PL233777B1 (pl) | 2016-07-18 | 2016-07-18 | Trojdzielnik dolnego zrodla ciepla |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL233777B1 (pl) |
-
2016
- 2016-07-18 PL PL418016A patent/PL233777B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL418016A1 (pl) | 2018-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES3053078T3 (en) | Modular thermal energy storage system, improved method of operation of such systems and use of the thermal energy storage system | |
| PT1723375E (pt) | Processo para aquecimento de água potável | |
| US10648678B2 (en) | Building-integrated solar energy system | |
| US20030136555A1 (en) | Heat pipe loop with pump assistance | |
| SE534695C2 (sv) | Ackumulatortank | |
| JP3839811B2 (ja) | 蓄地熱空調システム | |
| WO2015136156A1 (en) | Container for recovering wastewater energy | |
| CN112673211A (zh) | 可逆热泵组件和包括这种可逆热泵组件的区域热能分配系统 | |
| CA2511034C (en) | Heat exchange apparatus | |
| CN102498347B (zh) | 热交换器组件及用于传递热能的方法 | |
| JP2007010275A (ja) | 地熱利用ヒートポンプ式空調装置 | |
| CN205717928U (zh) | 换热器及相变蓄热式热水器 | |
| PL233777B1 (pl) | Trojdzielnik dolnego zrodla ciepla | |
| KR101729238B1 (ko) | 축열탱크 내장형 컴팩트 하이브리드 열교환기 | |
| DK2815196T3 (en) | Heat exchange to heat or central heating system | |
| JP5887682B2 (ja) | 熱輸送方向を切替可能なヒートパイプ、及び逆止弁により熱輸送方向の自動切替が可能なヒートパイプ | |
| JP7316686B2 (ja) | 熱利用装置 | |
| PL243262B1 (pl) | Poziomy wymiennik ciepła | |
| RU2455572C1 (ru) | Автономная система подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения | |
| JP2023536287A (ja) | 熱エネルギー貯蔵および回収システム並びに方法 | |
| RU2186309C1 (ru) | Теплообменный модуль | |
| JP2003172587A (ja) | 排熱回収システム | |
| CN214120185U (zh) | 多能源梯级利用供热系统 | |
| PL235640B1 (pl) | Łazienkowy wymiennik ciepła | |
| CN109209800A (zh) | 一种不用工质泵的冷热水温差的发电装置 |