RU2364795C2 - Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий - Google Patents
Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364795C2 RU2364795C2 RU2007129309/03A RU2007129309A RU2364795C2 RU 2364795 C2 RU2364795 C2 RU 2364795C2 RU 2007129309/03 A RU2007129309/03 A RU 2007129309/03A RU 2007129309 A RU2007129309 A RU 2007129309A RU 2364795 C2 RU2364795 C2 RU 2364795C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- potential
- zone
- supply
- zones
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения. Технический результат: повышение энергетической эффективности теплохладоснабжения здания за счет рационального использования теплоаккумуляционных свойств системы сбора низкопотенциального тепла грунта, аккумуляции в ней сбросного тепла вентиляционных выбросов в летнее время и «холода» в зимнее время. Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий, разделенных на зоны теплоснабжения, включает теплонасосное оборудование, систему сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли, тепловые аккумуляторы и систему утилизации вторичных тепловых ресурсов в виде сбросного тепла вентиляционных выбросов и/или канализационных стоков. Теплонасосная система теплоснабжения как минимум первой или нижних зон выполнена с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов грунта поверхностных слоев Земли и собственных канализационных стоков. Системы теплоснабжения остальных зон, за исключением верхней зоны, выполнены с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов вентиляционных выбросов предыдущей зоны и тепла собственных канализационных стоков. Система теплоснабжения последней или верхней зоны выполнена с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов вентиляционных выбросов предпоследней зоны и тепла собственных вентиляционных выбросов, а также тепла собственных канализационных стоков. Кроме того, в системе теплоснабжения предусмотрена возможность использования сбросного тепла вентиляционных выбросов и канализационных стоков одной или нескольких зон для регенерации теплового потенциала системы сбора низкопотенциального тепла грунта поверхностных слоев Земли, при этом в летнее время и при наличии в помещениях теплоизбытков предусмотрена возможность реверсирования теплонасосного оборудования, установленного в зонах здания для холодоснабжения и кондиционирования. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для энергетически и экологически эффективного теплохладоснабжения зданий и сооружений различного назначения.
Известна система централизованного отопления зданий и сооружений, относящаяся к строительству центральных систем отопления многоэтажных и одноэтажных жилых, гражданских и общественных зданий и сооружений. Система отопления зданий и сооружений содержит конвекторы, выполненные в виде двойной трубы с продольными ребрами, внутренняя труба служит для движения теплоносителя, а конвекторы соединены между собой междуэтажными стояками (патент РФ № 92010067 от 27.08.1995, МПК F24D 1/00). Недостатком этой системы является большой расход энергии на отопление, поскольку в зимнее время года необходимый для вентиляции помещений холодный наружный воздух подогревается системой отопления, а затем нагретый воздух выбрасывается наружу. В итоге энергия, затрачиваемая на нагрев приточного вентиляционного воздуха, бесполезно рассеивается в атмосфере.
Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является теплонасосная система теплоснабжения многоэтажного здания, использующая низкопотенциальное тепло грунта в комбинации со сбросным теплом вентиляционных выбросов здания. Теплонасосная система включает систему сбора низкопотенциального тепла грунта и систему утилизации вторичного тепла вентиляционных выбросов, обеспечивает здание горячей водой. (Статья «Энергоэффективный жилой дом в Москве» - журнал «Вентиляция, отопление, кондиционирование воздуха, теплоснабжение и строительная теплофизика» АВОК № 4, 1999 г., стр.4 - прототип).
Недостатком теплонасосной системы прототипа является сложность, а зачастую и невозможность ее применения при большой высоте зданий, поскольку в этом случае, как правило, земельный участок или пятно застройки значительно меньше отапливаемой площади здания и использование тепла грунта для теплоснабжения всего здания оказывается экономически неэффективным или невозможным. Кроме того, теплонасосная система прототипа энергетически менее эффективна, поскольку не использует теплоаккумуляционных свойств системы сбора низкопотенциального тепла грунта для аккумулирования тепла вентвыбросов и не использует возможностей теплонасосного оборудования для холодоснабжения и кондиционирования здания.
Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения экономической и энергетической эффективности комбинированного использования тепла грунта и вентиляционных выбросов практически во всех вариантах использования предлагаемой системы.
Решение предлагаемой технической задачи осуществляется за счет того, что в теплонасосной системе теплоснабжения многоэтажных зданий, разделенных на зоны теплоснабжения, включающей теплонасосное оборудование, систему сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли, тепловые аккумуляторы и систему утилизации вторичных тепловых ресурсов в виде сбросного тепла вентиляционных выбросов и/или канализационных стоков, теплонасосная система теплоснабжения, как минимум, первой или нижних зон выполнена с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов грунта поверхностных слоев Земли и собственных канализационных стоков, а системы теплоснабжения остальных зон, за исключением верхней зоны, выполнены с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов вентиляционных выбросов предыдущей зоны и тепла собственных канализационных стоков, при этом система теплоснабжения последней или верхней зоны выполнена с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов вентиляционных выбросов предпоследней зоны и тепла собственных вентиляционных выбросов, а также тепла собственных канализационных стоков, кроме того, в системе теплоснабжения предусмотрена возможность использования сбросного тепла вентиляционных выбросов и канализационных стоков одной или нескольких зон для регенерации теплового потенциала системы сбора низкопотенциального тепла грунта поверхностных слоев Земли, при этом в летнее время или при наличии в помещениях теплоизбытков предусмотрена возможность реверсирования теплонасосного оборудования, установленного в зонах здания для холодоснабжения и кондиционирования.
Предлагаемая теплонасосная система теплоснабжения позволяет в значительной мере повысить энергетическую эффективность теплохладоснабжения здания за счет рационального использования теплоаккумуляционных свойств системы сбора низкопотенциального тепла грунта, аккумуляции в ней сбросного тепла вентвыбросов в летнее время и «холода» в зимнее время.
Сущность предлагаемой системы теплоснабжения поясняется схемами, представленными на Фиг.1, Фиг.2 и Фиг.3.
Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий, разделенных на зоны теплоснабжения, включает расположенные в каждой зоне теплонасосное оборудование 1, систему сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли 2, системы утилизации 3 вторичных тепловых ресурсов в виде сбросного тепла вентиляционных выбросов из промежуточных зон и систем утилизации 4 вторичных тепловых ресурсов в виде сбросного тепла вентиляционных выбросов из верхней зоны и/или канализационных стоков 5, системы теплоснабжения 6, охлаждающие приборы системы кондиционирования 7 и тепловые аккумуляторы 8.
Теплонасосная система теплоснабжения нижней зоны (Фиг.1) работает следующим образом.
Низкопотенциальная тепловая энергия из системы сбора 2 тепла грунта и системы утилизации 5 сбросного тепла канализационных стоков нижней зоны подается в тепловые насосы 1 нижней зоны, где за счет затрат внешней энергии ее температурный потенциал поднимается до уровня, достаточного для целей теплоснабжения, после чего полученная уже высокопотенциальная тепловая энергия подается в систему отопления, вентиляции, горячего водоснабжения 6 нижней зоны здания. При наличии в помещениях здания теплоизбытков теплонасосное оборудование 1 реверсируется и используется с помощью охлаждающих приборов 7 для холодоснабжения и кондиционирования помещений здания, при этом вырабатываемая теплонасосным оборудованием 1 тепловая энергия высокого потенциала частично используется для отопления других помещений и приготовления горячей воды, частично аккумулируется в грунтовом массиве системы сбора 2 низкопотенциального тепла грунта и/или тепловых аккумуляторах 8.
Низкопотенциальная тепловая энергия из системы утилизации 3 тепла вентиляционных выбросов нижней или предыдущей зоны и системы утилизации 5 сбросного тепла канализационных стоков промежуточной зоны подается в тепловые насосы 1 промежуточной зоны, где за счет затрат внешней энергии ее температурный потенциал поднимается до уровня, достаточного для целей теплоснабжения, после чего полученная уже высокопотенциальная тепловая энергия подается в систему теплоснабжения 6 отопления, вентиляции, горячего водоснабжения промежуточной зоны здания. При этом в летнее время или при наличии в помещениях здания теплоизбытков теплонасосное оборудование 1 реверсируется и используется с помощью охлаждающих приборов 7 для холодоснабжения и кондиционирования помещений здания, при этом вырабатываемая теплонасосным оборудованием 1 тепловая энергия высокого потенциала частично используется для теплоснабжения (отопления других помещений и приготовления горячей воды), частично аккумулируется в тепловых аккумуляторах 8, а частично рассеивается в атмосфере с помощью системы утилизации тепла вентиляционных выбросов 3.
Низкопотенциальная тепловая энергия из системы утилизации 3 тепла вентиляционных выбросов предыдущей промежуточной зоны и системы утилизации 5 сбросного тепла канализационных стоков верхней зоны, а также из системы утилизации 4 тепла вентиляционных выбросов верхней зоны подается в тепловые насосы 1 верхней зоны, где за счет затрат внешней энергии ее температурный потенциал поднимается до уровня, достаточного для целей теплоснабжения, после чего полученная уже высокопотенциальная тепловая энергия подается в систему теплоснабжения 6 отопления, вентиляции, горячего водоснабжения верхней зоны здания. При этом в летнее время или при наличии в помещениях здания теплоизбытков теплонасосное оборудование 1 реверсируется и используется с помощью охлаждающих приборов 7 для холодоснабжения и кондиционирования помещений здания, при этом вырабатываемая теплонасосным оборудованием 1 тепловая энергия высокого потенциала частично используется для отопления других помещений и приготовления горячей воды, частично аккумулируется в тепловых аккумуляторах 8, а частично рассеивается в атмосфере с помощью системы утилизации тепла вентиляционных выбросов 3.
Предлагаемое использование низкопотенциального тепла вентиляционных выбросов и канализационных стоков различных зон здания позволяет фактически сделать зоны автономными и повысить надежность и значительно снизить стоимость системы теплохолодоснабжения здания в целом. Преимущества предлагаемого изобретения можно проиллюстрировать примером реконструкции пятиэтажных зданий без отселения жильцов с помощью надстройки до 9-11 этажей. Как правило, это районы сложившейся плотной городской застройки, с дефицитом свободной мощности тепловых сетей, увеличение пропускной способности которых зачастую по стоимости может быть соизмеримо с проектом реконструкции «пятиэтажек». Применение в этом случае предлагаемого изобретения обеспечивает возможность надстройки такого пятиэтажного здания без реконструкции существующих тепловых сетей. Учитывая существующие в России объемы нуждающихся в реконструкции и надстройке «пятиэтажек», эффективность предлагаемого изобретения трудно переоценить.
Claims (1)
- Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий, разделенных на зоны теплоснабжения, включающая теплонасосное оборудование, систему сбора низкопотенциальной тепловой энергии грунта поверхностных слоев Земли, тепловые аккумуляторы и систему утилизации вторичных тепловых ресурсов в виде сбросного тепла вентиляционных выбросов и/или канализационных стоков, отличающаяся тем, что теплонасосная система теплоснабжения как минимум первой или нижних зон выполнена с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов грунта поверхностных слоев Земли и собственных канализационных стоков, а системы теплоснабжения остальных зон, за исключением верхней зоны, выполнены с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов вентиляционных выбросов предыдущей зоны и тепла собственных канализационных стоков, при этом система теплоснабжения последней или верхней зоны выполнена с возможностью использования в качестве источника низкопотенциального тепла для тепловых насосов вентиляционных выбросов предпоследней зоны и тепла собственных вентиляционных выбросов, а также тепла собственных канализационных стоков, кроме того, в системе теплоснабжения предусмотрена возможность использования сбросного тепла вентиляционных выбросов и канализационных стоков одной или нескольких зон для регенерации теплового потенциала системы сбора низкопотенциального тепла грунта поверхностных слоев Земли, при этом в летнее время и при наличии в помещениях теплоизбытков предусмотрена возможность реверсирования теплонасосного оборудования, установленного в зонах здания для холодоснабжения и кондиционирования.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007129309/03A RU2364795C2 (ru) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007129309/03A RU2364795C2 (ru) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007129309A RU2007129309A (ru) | 2009-02-10 |
RU2364795C2 true RU2364795C2 (ru) | 2009-08-20 |
Family
ID=40546317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007129309/03A RU2364795C2 (ru) | 2007-07-31 | 2007-07-31 | Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364795C2 (ru) |
-
2007
- 2007-07-31 RU RU2007129309/03A patent/RU2364795C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Энергоэффективный жилой дом в Москве. Васильев Г.П. - ж-л АВОК, №4, Москва, 1999, с.4. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007129309A (ru) | 2009-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Soni et al. | Hybrid ground coupled heat exchanger systems for space heating/cooling applications: A review | |
Guo et al. | A geothermal recycling system for cooling and heating in deep mines | |
JP2015511700A (ja) | 潜熱を利用するヒートポンプシステム | |
Zogg | History of heat pumps-Swiss contributions and international milestones | |
US20100251710A1 (en) | System for utilizing renewable geothermal energy | |
RU2364795C2 (ru) | Теплонасосная система теплоснабжения многоэтажных зданий | |
Fabrizio et al. | Performance assessment of a solar assisted ground source heat pump in a mountain site | |
CN102230690B (zh) | 超热自由回收太阳能热泵机组 | |
RU108561U1 (ru) | Экологическая и энергосберегающая система холодо- и теплоснабжения семейного дома | |
Al-Dabbas | Achievement of geothermal energy using ground heat exchanger in Ma’en | |
CN106766364B (zh) | 一种能源桩—中空夹层钢管混凝土柱地热采暖系统 | |
JP2005315476A (ja) | 複合熱利用方法及び装置 | |
KR101179659B1 (ko) | 지열 하이브리드 냉난방 시스템 | |
CN204757203U (zh) | 一种应用于建筑供暖的热泵加热系统 | |
CN210014505U (zh) | 一种地下浅埋人防工程外墙热量收集系统 | |
RU120196U1 (ru) | Теплонасосная система теплохладоснабжения | |
Tsai et al. | An investigation of geothermal energy applications and assisted air-conditioning system for energy conservation analysis | |
CN202229465U (zh) | 超热自由回收太阳能热泵机组 | |
CN201892279U (zh) | 地源热泵中央空调系统 | |
CN103925741A (zh) | 一种将城市原污水热能应用的方法 | |
JPH10274444A (ja) | 蓄熱体付地中熱交換システム及びその製造方法 | |
CN106152611A (zh) | 地铁降温同时地面供热的综合热泵系统 | |
Kuzmenko et al. | Geothermal energy use for the additional heat supply of a residential building | |
Minea | Efficient heating and cooling systems for low-energy houses | |
RU2713988C1 (ru) | Устройство теплохладоснабжения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20180320 |