RU2228492C1 - Hot-water supply equipment - Google Patents
Hot-water supply equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2228492C1 RU2228492C1 RU2002133160/06A RU2002133160A RU2228492C1 RU 2228492 C1 RU2228492 C1 RU 2228492C1 RU 2002133160/06 A RU2002133160/06 A RU 2002133160/06A RU 2002133160 A RU2002133160 A RU 2002133160A RU 2228492 C1 RU2228492 C1 RU 2228492C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- heat exchanger
- tank
- storage tank
- pump
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гелиотехнике, а именно к комбинированным устройствам для горячего водоснабжения с использованием солнечной и ветровой энергии.The invention relates to solar technology, namely to combined devices for hot water supply using solar and wind energy.
Известно устройство для горячего водоснабжения, содержащее солнечный коллектор, вход которого связан с утилизатором тепла сточных вод, а выход - с тепловым насосом, соединенным с ветроэлектроагрегатом (Авторское свидетельство СССР № 846936, опубликовано 15.07.81, бюл. № 26).A device for hot water supply containing a solar collector, the input of which is connected to a waste water heat recovery unit, and the output to a heat pump connected to a wind turbine (USSR Author's Certificate No. 846936, published July 15, 81, bull. No. 26).
Недостатком данного устройства является невысокая надежность горячего водоснабжения при работе в условиях недостаточной интенсивности солнечной и ветровой энергии.The disadvantage of this device is the low reliability of hot water supply when working in conditions of insufficient intensity of solar and wind energy.
Известна комбинированная гелиоветровая установка, содержащая солнечный коллектор, связанный с ветроэлектроагрегатом тепловой насос и секционный бак-аккумулятор, верхние секции которого входными патрубками сообщены с выходами коллектора и охладителя теплового насоса, а нижняя - с входами коллектора и циркуляционного насоса, сообщенного на выходе с охладителем теплового насоса (Авторское свидетельство СССР № 1044903, опубликовано 30.09.83, бюл. № 36).Known combined solar installation containing a solar collector associated with a wind power heat pump and a sectional battery tank, the upper sections of which are connected by the inlet pipes to the outputs of the collector and heat pump cooler, and the lower - to the inputs of the collector and circulation pump communicated at the output with the heat cooler pump (USSR Author's Certificate No. 1044903, published September 30, 83, bull. No. 36).
Недостатком данной установки является то, что при уровне солнечной радиации сверх номинального значения происходит отключение электродвигателя компрессора теплового насоса от ветроэлектроагрегата и электроэнергия, вырабатываемая ветроэлектроагрегатом, не используется.The disadvantage of this installation is that when the level of solar radiation above the nominal value, the heat pump compressor motor is disconnected from the wind power unit and the electricity generated by the wind power unit is not used.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является комбинированная гелиоветровая установка Э.З. Керимова (Авторское свидетельство СССР № 1133460, опубликовано 07.01.85, бюл. № 1), содержащая солнечный коллектор, трехсекционный бак-аккумулятор, в верхней секции которого расположен дополнительный нагреватель, электрически связанный с ветроэлектроагрегатом, с которым связан тепловой насос. Средняя и верхняя секции бака-аккумулятора тепла входными патрубками сообщены с выходами охладителя теплового насоса и солнечного коллектора, а нижняя - с входами солнечного коллектора и циркуляционного насоса, сообщенного на выходе с охладителем теплового насоса.Closest to the technical nature of the claimed device is a combined solar wind installation E.Z. Kerimova (USSR Author's Certificate No. 1133460, published January 7, 855, bull. No. 1), containing a solar collector, a three-section storage tank, in the upper section of which there is an additional heater, electrically connected to the wind power unit, to which the heat pump is connected. The middle and upper sections of the heat storage tank are connected by inlet pipes to the exits of the heat pump cooler and the solar collector, and the lower ones with the inputs of the solar collector and the circulation pump communicated at the outlet with the heat pump cooler.
Прототип имеет следующие недостатки:The prototype has the following disadvantages:
1. В период максимальной интенсивности солнечной радиации, достаточной для нагрева воды до требуемой температуры, вода, поступающая в верхнюю секцию бака-аккумулятора с выхода солнечного коллектора, дополнительно нагревается нагревателем, электрически связанным с ветроэлектроагрегатом. Это приводит к бесполезному перегреву воды и увеличению тепловых потерь в этой секции.1. During the period of maximum intensity of solar radiation sufficient to heat the water to the required temperature, the water entering the upper section of the storage tank from the output of the solar collector is additionally heated by a heater electrically connected to the wind power unit. This leads to useless overheating of the water and an increase in heat loss in this section.
2. При минимальной интенсивности солнечной радиации вода из нижней секции бака-аккумулятора, предварительно охлажденная в дополнительном теплообменнике теплового насоса, через солнечный коллектор попадает в верхнюю секцию бака-аккумулятора. Это приводит к охлаждению воды в верхней секции бака-аккумулятора, нагретой в охладителе теплового насоса или нагревателем, электрически связанным с ветроэлектроагрегатом.2. At a minimum intensity of solar radiation, water from the lower section of the storage tank, pre-cooled in the additional heat exchanger of the heat pump, through the solar collector enters the upper section of the storage tank. This leads to cooling of the water in the upper section of the storage tank, heated in the heat pump cooler or by a heater electrically connected to the wind turbine.
Целью изобретения является повышение надежности горячего водоснабжения при совместном применении гелио- и ветроустановок, а также эффективности преобразования солнечной и ветровой энергии в тепловую.The aim of the invention is to increase the reliability of hot water supply with the combined use of solar and wind turbines, as well as the efficiency of converting solar and wind energy into heat.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для горячего водоснабжения, содержащем солнечный коллектор, трехсекционный бак-аккумулятор, в верхней секции которого расположен дополнительный нагреватель, электрически связанный с ветроэлектроагрегатом, средняя секция бака-аккумулятора снабжена нагревателем, электрически связанным с ветроэлектроагрегатом, теплообменником, связанным с дублирующим источником энергии, и теплообменником, вход которого связан с выходом солнечного коллектора через трехходовой клапан, а выход - с входом дополнительного теплообменника, расположенного в нижней секции бака-аккумулятора и своим выходом связанного с входом солнечного коллектора через обратный клапан, причем вход дополнительного теплообменника соединен перемычкой с трехходовым клапаном, а также введены насос для перекачивания воды из верхней секции бака-аккумулятора в его среднюю секцию и насос для перекачивания воды из нижней секции бака-аккумулятора в его среднюю (или верхнюю) секцию через трехходовой клапан, установленный на нагнетательном патрубке этого насоса.This goal is achieved by the fact that in the device for hot water supply containing a solar collector, a three-section storage tank, in the upper section of which there is an additional heater, electrically connected to the wind power unit, the middle section of the storage tank is equipped with a heater, electrically connected to the wind power unit, a heat exchanger connected with a backup energy source, and a heat exchanger, the input of which is connected to the output of the solar collector through a three-way valve, and the output - to the input ohm of an additional heat exchanger located in the lower section of the battery tank and its output connected to the input of the solar collector through a non-return valve, the input of the additional heat exchanger connected by a jumper with a three-way valve, and a pump has been introduced for pumping water from the upper section of the battery tank to its middle section and a pump for pumping water from the lower section of the storage tank into its middle (or upper) section through a three-way valve mounted on the discharge pipe of this pump.
По имеющимся у авторов сведениям совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявленного изобретения, неизвестна из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "новизна".According to the information available to the authors, the set of essential features characterizing the essence of the claimed invention is unknown from the prior art, which allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "novelty."
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показана принципиальная схема устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows a schematic diagram of a device.
Устройство содержит солнечный коллектор 1, трехсекционный бак-аккумулятор 2, в верхней секции которого расположен дополнительный нагреватель 3, электрически связанный с ветроэлектроагрегатом 4 через выключатель 5, а в средней секции - нагреватель 6, электрически связанный с ветроэлектроагрегатом 4 через выключатель 7, теплообменник 8, связанный с дублирующим источником энергии (на схеме не показан), и теплообменник 9, вход которого связан с выходом солнечного коллектора 1 через трубопровод 10 и трехходовой клапан 11, а выход - с входом дополнительного теплообменника 12, расположенного в нижней секции бака-аккумулятора 2 и своим выходом связанного с входом солнечного коллектора 1 через обратный клапан 13. Вход дополнительного теплообменника 12 соединен перемычкой 14 с трехходовым клапаном 11.The device contains a solar collector 1, a three-section storage tank 2, in the upper section of which there is an additional heater 3, electrically connected to the wind power unit 4 through the switch 5, and in the middle section, a heater 6, electrically connected to the wind power unit 4 through the switch 7, heat exchanger 8, associated with a backup energy source (not shown in the diagram), and a heat exchanger 9, the input of which is connected to the output of the solar collector 1 through pipeline 10 and a three-way valve 11, and supplement the output with the input nogo heat exchanger 12 disposed in the storage tank lower section 2 and its output connected to the input of a solar collector 1 via the check valve 13. Entrance additional heat exchanger 12 is connected to crosspiece 14, with three-way valve 11.
Кроме того, устройство содержит насос 15 для перекачивания воды из верхней секции бака-аккумулятора 2 в его среднюю секцию и насос 16, на нагнетательном патрубке которого установлен трехходовой клапан 17, через который перекачивается вода из нижней секции бака-аккумулятора 2 в его среднюю секцию по трубопроводу 18 или верхнюю секцию по трубопроводу 19.In addition, the device includes a pump 15 for pumping water from the upper section of the storage tank 2 to its middle section and a pump 16, on the discharge pipe of which a three-way valve 17 is installed, through which water is pumped from the lower section of the storage tank 2 to its middle section pipe 18 or the upper section of pipe 19.
В нижней секции бака-аккумулятора 2 встроен клапан 20 для заполнения этой секции холодной водой из водопровода.In the lower section of the storage tank 2, a valve 20 is integrated to fill this section with cold water from the water supply.
Устройство для горячего водоснабжения работает следующим образом.A device for hot water works as follows.
В исходном состоянии все секции бака-аккумулятора 2 заполнены водой.In the initial state, all sections of the storage tank 2 are filled with water.
При температуре воды в средней секции бака-аккумулятора 2 ниже требуемой включается выключатель 7, обеспечивающий подачу электроэнергии, вырабатываемой ветроэлектроагрегатом 4, на нагреватель 6. Одновременно с этим, при условии, что температура воды в средней секции бака-аккумулятора 2 ниже температуры теплоносителя на выходе из солнечного коллектора 1, трехходовой клапан 11 открывает трубопровод 10 и закрывает трубопровод 14, и теплоноситель, нагретый под действием солнечной радиации в солнечном коллекторе 1, за счет термосифонной циркуляции поступает в теплообменники 9 и 12 и возвращается в солнечный коллектор 1 через обратный клапан 13.When the water temperature in the middle section of the storage tank 2 is lower than the required value, the switch 7 is turned on, which supplies the electricity generated by the wind turbine 4 to the heater 6. At the same time, provided that the water temperature in the middle section of the storage tank 2 is lower than the outlet temperature from the solar collector 1, the three-way valve 11 opens the pipeline 10 and closes the pipeline 14, and the heat carrier heated by the action of solar radiation in the solar collector 1, due to the thermosiphon circulator and enters the heat exchangers 9 and 12 and returns to the solar collector 1 through a check valve 13.
При достижении водой в средней секции бака-аккумулятора 2 температуры, выше или равной температуре теплоносителя на выходе из солнечного коллектора 1, трехходовой клапан 11 закрывает трубопровод 10 и открывает трубопровод 14, обеспечивая поступление теплоносителя из солнечного коллектора 1 в теплообменник 12 и обратно в солнечный коллектор 1 через обратный клапан 13.When water in the middle section of the storage tank 2 reaches a temperature above or equal to the temperature of the coolant at the outlet of the solar collector 1, the three-way valve 11 closes the pipeline 10 and opens the pipeline 14, ensuring the flow of heat from the solar collector 1 to the heat exchanger 12 and back to the solar collector 1 through check valve 13.
После нагрева воды в средней секции бака-аккумулятора 2 до требуемой температуры выключается выключатель 7, обеспечивающий включение выключателя 5, который в свою очередь обеспечивает подачу электроэнергии, вырабатываемой ветроэлектроагрегатом 4, на дополнительный нагреватель 3. Одновременно с этим трехходовой клапан 11 закрывает трубопровод 10 (если последний был открыт) и теплоноситель из солнечного коллектора 1 через трубопровод 14 поступает в теплообменник 12 и обратно в солнечный коллектор 1 через обратный клапан 13.After heating the water in the middle section of the accumulator tank 2 to the required temperature, the switch 7 turns off, which ensures that the switch 5 is turned on, which in turn provides the electric power generated by the wind turbine 4 to the additional heater 3. At the same time, the three-way valve 11 closes the pipeline 10 (if the latter was opened) and the coolant from the solar collector 1 through the pipeline 14 enters the heat exchanger 12 and back to the solar collector 1 through the check valve 13.
В случае снижения температуры воды в средней секции бака-аккумулятора 2 ниже требуемой цикл нагрева воды в этой секции повторяется.In the event of a decrease in water temperature in the middle section of the storage tank 2 below the required cycle, the heating of water in this section is repeated.
При нагреве воды в верхней секции бака-аккумулятора 2 до требуемой температуры выключатель 5 выключается.When heating the water in the upper section of the storage tank 2 to the desired temperature, the switch 5 is turned off.
Нагрев воды в средней секции бака-аккумулятора 2 при отсутствии энергии солнца и ветра (или ее слабой интенсивности) осуществляется с помощью теплообменника 8, связанного с дублирующим источником энергии.Water heating in the middle section of the storage tank 2 in the absence of solar and wind energy (or its weak intensity) is carried out using a heat exchanger 8 associated with a backup energy source.
При снижении уровня воды в средней секции бака-аккумулятора 2 ниже допустимого пополнение этой секции новой порцией воды производится из той секции бака-аккумулятора, в которой находится вода с более высокой температурой, причем при снижении уровня воды в верхней секции бака-аккумулятора 2 (в результате ее перекачивания в среднюю секцию бака-аккумулятора 2 насосом 15) ниже допустимого вода в эту секцию перекачивается из нижней секции бака-аккумулятора 2 насосом 16 путем открытия трубопровода 19 и закрытия трубопровода 18 трехходовым клапаном 17, а при снижении уровня воды в нижней секции бака-аккумулятора 2 (в результате ее перекачивания в верхнюю или среднюю секцию бака-аккумулятора 2 насосом 16) ниже допустимого открывается клапан 20 и эта секция пополняется холодной водой из водопровода.If the water level in the middle section of the accumulator tank 2 decreases below the permissible level, replenishment of this section with a new portion of water is made from that section of the accumulator tank containing water with a higher temperature, and when the water level in the upper section of the accumulator tank 2 decreases ( as a result of its pumping into the middle section of the storage tank 2 by pump 15) below the permissible water, this section is pumped from the lower section of the storage tank 2 by pump 16 by opening the pipe 19 and closing the pipe 18 with a three-way valve 17, and when the water level in the lower section of the storage tank 2 decreases (as a result of pumping it to the upper or middle section of the storage tank 2 by the pump 16), the valve 20 opens below the permissible level and this section is replenished with cold water from the water supply.
В случае равенства температур воды в верхней и нижней секциях бака-аккумулятора 2 в среднюю секцию перекачивается вода из нижней секции бака-аккумулятора 2 с помощью насоса 16 через трехходовой клапан 17 и трубопровод 18.In case of equality of water temperatures in the upper and lower sections of the storage tank 2, water is pumped into the middle section from the lower section of the storage tank 2 using pump 16 through a three-way valve 17 and pipe 18.
Таким образом, предлагаемое устройство для горячего водоснабжения обеспечивает повышение надежности горячего водоснабжения за счет введения в среднюю секцию бака-аккумулятора теплообменника, связанного с дублирующим источником энергии, а также повышение эффективности преобразования солнечной и ветровой энергии за счет того, что при температуре воды в средней секции бака-аккумулятора ниже температуры теплоносителя на выходе из солнечного коллектора аккумулирование тепловой энергии, получаемой в солнечном коллекторе, происходит в средней и нижней секциях бака-аккумулятора, иначе - только в нижней секции бака-аккумулятора, а при температуре воды в средней секции бака-аккумулятора, равной требуемой, аккумулирование тепловой энергии, получаемой в результате преобразования электроэнергии, вырабатываемой ветроэлектроагрегатом, происходит в верхней секции бака-аккумулятора.Thus, the proposed device for hot water supply provides increased reliability of hot water supply by introducing into the middle section of the storage tank a heat exchanger associated with a backup energy source, as well as increasing the efficiency of conversion of solar and wind energy due to the fact that at a water temperature in the middle section storage tank below the temperature of the coolant at the exit of the solar collector, the accumulation of thermal energy received in the solar collector occurs in the middle and lower sections of the battery tank, otherwise - only in the lower section of the battery tank, and when the water temperature in the middle section of the battery tank is equal to the required, the accumulation of heat energy resulting from the conversion of electricity generated by the wind power unit occurs in the upper section of the tank -battery.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133160/06A RU2228492C1 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Hot-water supply equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002133160/06A RU2228492C1 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Hot-water supply equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2228492C1 true RU2228492C1 (en) | 2004-05-10 |
| RU2002133160A RU2002133160A (en) | 2004-08-20 |
Family
ID=32679320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002133160/06A RU2228492C1 (en) | 2002-12-09 | 2002-12-09 | Hot-water supply equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2228492C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2458272A (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-16 | David Osborne | Solar water heating system comprising a wind turbine |
| EP2360435A1 (en) * | 2010-02-11 | 2011-08-24 | Leidi Consult Ltd. | A heating system and method using alternative energy for heating buildings |
| RU2812534C1 (en) * | 2023-06-14 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Combined drinking and process water heater powered by renewable energy sources in livestock building |
-
2002
- 2002-12-09 RU RU2002133160/06A patent/RU2228492C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2458272A (en) * | 2008-03-11 | 2009-09-16 | David Osborne | Solar water heating system comprising a wind turbine |
| EP2360435A1 (en) * | 2010-02-11 | 2011-08-24 | Leidi Consult Ltd. | A heating system and method using alternative energy for heating buildings |
| RU2812534C1 (en) * | 2023-06-14 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Combined drinking and process water heater powered by renewable energy sources in livestock building |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8820315B2 (en) | Solar heating system with overheating protection | |
| US20170130989A1 (en) | Heat tracing apparatus with heat-driven pumping system | |
| CN201190639Y (en) | High-power solar storage type steam turbine generation system | |
| CN201476169U (en) | Bathwater heating device recovering and utilizing waste bathwater heat | |
| CN108775619A (en) | A kind of domestic hot-water supply system of solar energy and air source heat pump dual intensity complementation | |
| CN104848564A (en) | Solar photovoltaic photo-thermal double efficient heat exchange device | |
| CN110906424A (en) | Hot air type heat storage electric heater | |
| CN102331036A (en) | An open type solar heating and hot water supplying device | |
| CN102242697A (en) | Distributed-type non-tracking solar power generation and poly-generation system | |
| CN107769617B (en) | Thermoelectric power generation system and gas stove | |
| RU2228492C1 (en) | Hot-water supply equipment | |
| KR200435845Y1 (en) | Closing Solar Heater | |
| CN109737615A (en) | The cold polygenerations systeme of small-sized household solar generator | |
| RU2746434C1 (en) | Autonomous power supply system of residential building | |
| RU124949U1 (en) | HEATING AND COOLING SYSTEM OF BUILDINGS | |
| CN207963199U (en) | Solar heat pump and water heating system | |
| RU2382291C1 (en) | Water heating plant | |
| CN205119514U (en) | Hot stove of solar energy oil electricity generation hot -water heating system | |
| CN218600026U (en) | Combined system of solar heat collector module and multiple groups of vertical pipe modules | |
| CN109539373A (en) | Solar thermal collector and heating system | |
| CN109681952A (en) | Photovoltaic and photothermal mixing heat pump system | |
| CN217325591U (en) | Pumped storage power station technical water supply system considering living heat supply of power station | |
| CN201259284Y (en) | Solar and hydraulic energy heating and refrigerating energy-conserving apparatus | |
| RU2013108493A (en) | SYSTEM OF AUTONOMOUS ELECTRICAL AND HEAT SUPPLY OF RESIDENTIAL AND INDUSTRIAL SPACES | |
| CN104913517A (en) | Solar energy water heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20041210 |