RU2379592C1 - Device and method for air heating of rooms - Google Patents
Device and method for air heating of rooms Download PDFInfo
- Publication number
- RU2379592C1 RU2379592C1 RU2008138830/03A RU2008138830A RU2379592C1 RU 2379592 C1 RU2379592 C1 RU 2379592C1 RU 2008138830/03 A RU2008138830/03 A RU 2008138830/03A RU 2008138830 A RU2008138830 A RU 2008138830A RU 2379592 C1 RU2379592 C1 RU 2379592C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- ammonia
- outlet
- electric motor
- heating
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики, а именно к области экономии энергии при отоплении помещений и обеспечения помещений чистым воздухом.The invention relates to the field of energy, and in particular to the field of energy saving when heating rooms and providing premises with clean air.
Известны отопительные системы: жидкостные, в которых тепло от котельных поступает в помещения при помощи воды, или других незамерзающих жидкостей (антифриз, спирто-глицериновые смеси и др.), воздушные системы отопления, в которых воздух помещений нагревается при помощи электрического тока.Heating systems are known: liquid, in which heat from boiler houses enters the premises using water, or other non-freezing liquids (antifreeze, alcohol-glycerin mixtures, etc.), air heating systems in which the air of the premises is heated by electric current.
Наиболее близким аналогом изобретения могут быть различные электронагревательные приборы воздушного отопления помещений, находящиеся в продаже.The closest analogue of the invention can be various electric heaters for air heating of premises that are on sale.
Общим недостатком таких приборов является расход энергии и трудности, особенно в больших городах, с вентиляцией помещений чистым воздухом.A common drawback of such devices is energy consumption and difficulties, especially in large cities, with the ventilation of the premises with clean air.
Электронагревательные приборы воздушного отопления помещений расходуют электроэнергию с потерями, которые вызваны потерями тепла при производстве самой электроэнергии на электростанциях, передачей ее потребителю и преобразованием электроэнергии обратно в тепло.Electric heating devices for air heating of premises consume electricity with losses that are caused by heat losses during the production of electricity in power plants, its transfer to the consumer and the conversion of electricity back to heat.
Сущность изобретения состоит в том, что электродвигатель системы отопления свою энергию расходует на привод аммиачного теплового насоса (АТН), пары конденсации аммиака АТН, нагревают чистый атмосферный воздух с одной стороны, с другой стороны пары кипения аммиака АТН, отнимают тепло охлажденного воздуха помещений, при этом автоматика, регулирующая работу электродвигателя и давление жидкого аммиака в контуре АТН после управляемого редукционного клапана (5, см. фиг.1), обеспечивает температуру воздуха на выходе (см. фиг.1 Т'н), меньшую температуры атмосферного воздуха на входе в заборник чистого атмосферного воздуха (см. фиг.1, 7, Т'н), то есть Т'н<Тн.The essence of the invention lies in the fact that the electric motor of the heating system spends its energy on the drive of an ammonia heat pump (ATH), the condensation vapors of ammonia ATH, heat clean atmospheric air on the one hand, on the other hand, the boiling vapors of ammonia ATH, take away the heat of the cooled room air, this automation, regulating the operation of the motor and the pressure of liquid ammonia in the circuit ATN after a controlled pressure reducing valve (5, see figure 1), provides an outlet air temperature (see figure 1 T ' n ), a lower temperature atmospheric air at the entrance to the intake of clean atmospheric air (see Fig. 1, 7, T ' n ), that is, T' n <T n .
При этих условиях и с использованием воздушно-воздушного радиатора (см. фиг.1, 9) и воздушно-воздушного теплообменника (см. фиг.1,15) нагрева атмосферного воздуха за счет тепла конденсации NH3 не происходит. Нагрев атмосферного воздуха от температуры Тн до температуры Tmin - 10°С производится за счет тепла помещений при любой отрицательной температуре наружного воздуха. Экономия энергии при такой системе воздушного отопления определяется величиной коэффициента теплопроизводительности АТН (β).Under these conditions, and using an air-air radiator (see Fig. 1, 9) and an air-air heat exchanger (see Fig. 1, 15), atmospheric air is not heated due to the condensation heat NH 3 . The atmospheric air is heated from a temperature of T n to a temperature of T min - 10 ° C due to the heat of the rooms at any negative outside temperature. Energy saving with such an air heating system is determined by the value of the ATH heat production coefficient (β).
На фиг.1 изображена кинематическая схема изобретения «Устройство и способ воздушного отопления помещений», где:Figure 1 shows the kinematic diagram of the invention "Device and method for air heating of premises", where:
1 - электродвигатель воздушного отопления1 - electric motor for air heating
2 - аммиачный компрессор аммиачного теплового насоса (АТН)2 - ammonia compressor of ammonia heat pump (ATN)
3 - аммиачно-воздушный радиатор конденсации паров NH3 3 - ammonia-air condensation condenser NH 3
4 - ресивер (сборник) жидкого NH3 в контуре АТН4 - receiver (collector) of liquid NH 3 in the ATH circuit
5 - управляемый редукционный клапан5 - controlled pressure reducing valve
6 - аммиачно-воздушный радиатор кипения NH3 6 - ammonia-air radiator boiling NH 3
7 - заборник чистого атмосферного воздуха7 - intake of clean atmospheric air
8 - воздухопровод8 - air duct
9 - воздушно-воздушный радиатор9 - air-air radiator
10 - воздуходувка чистого атмосферного воздуха10 - blower of clean atmospheric air
11 - аммиачно-воздушный теплообменник подогрева атмосферного воздуха11 - ammonia-air heat exchanger for heating atmospheric air
12 - выходное сопло подогретого воздуха12 - outlet nozzle of heated air
13 - заборник воздуха помещений13 - indoor air intake
14 - воздуходувка воздуха помещений14 - indoor air blower
15 - воздушно-воздушный теплообменник15 - air-air heat exchanger
16 - воздушно-аммиачный теплообменник16 - air-ammonia heat exchanger
17 - выходное сопло охлажденного воздуха помещений17 - the outlet nozzle of the cooled air of the premises
18 - реверсивный электродвигатель управления редукционным клапаном (5)18 - reversible electric motor for reducing valve control (5)
19 - тепловое реле, установленное в атмосферном воздухе и связанное с реверсивным электродвигателем (18)19 - thermal relay installed in atmospheric air and connected to a reversible electric motor (18)
20 - тепловое реле, установленное в воздухе помещений и связанное с электродвигателем воздушного отопления (1)20 - thermal relay installed in indoor air and connected to an air heating electric motor (1)
21 - помещения21 - premises
На фиг.2 изображен термодинамический цикл работы АТН, где в координатах ТК=f(S) абсолютная температура в (К) функции энтропии Figure 2 shows the thermodynamic cycle of the ATN, where in the coordinates TC = f (S) the absolute temperature in (K) of the entropy function
Линия а-к - линия начала кипения NH3 Line a-k - line of the beginning of boiling NH 3
Точка «к'» - точка критических параметров NH3 Point “k '” - point of critical parameters NH 3
(Tk=405,3К; Pk=115 (T k = 405.3K; P k = 115
Линия к-б - линия конца кипения NH3 Line KB - line end boiling NH 3
Линия 1'-2' - адиабата сжатия паров NH3 Line 1'-2 '- adiabat of vapor compression NH 3
Линия 2'-3' - изотерма (изобара) конденсации паров NH3 Line 2'-3 '- isotherm (isobar) of NH 3 vapor condensation
Линия 3'-4' - изобара охлаждения жидкого NH3 Line 3'-4 '- isobar cooling liquid NH 3
Линия 4'-5' - адиабата дросселирования жидкого NH3 Line 4'-5 '- adiabat throttling liquid NH 3
Линия 5'-1' - изотерма (изобара) кипения аммиака.Line 5'-1 '- isotherm (isobar) of boiling ammonia.
Работа изобретения «Устройство и способ воздушного отопления помещений»The work of the invention "Device and method for air heating of premises"
Принимаем условия отопления помещений:We accept the conditions for heating the premises:
Тmах=295К - максимальная температура помещений +22°С,T max = 295K - maximum room temperature + 22 ° C,
Тmin=290К - минимальная температура помещений +17°С.T min = 290K - the minimum room temperature + 17 ° C.
Тепловое реле (20) при Tmах=295К отключает электродвигатель воздушного отопления (1), а при Тmin=290К включает электродвигатель воздушного отопления. Принимаем температуру атмосферного воздуха Тн=260К (-13°С), в этом случае тепловое реле (19), управляя реверсивным электродвигателем (18), устанавливает давление аммиака поcле управляемого редукционного клапана (5) что соответствует температуре кипения аммиака в аммиачно-воздушном радиаторе (6) Т'5=Т'1=250К (-23°С).The thermal relay (20) at T max = 295K turns off the air heating motor (1), and at T min = 290K it turns on the air heating motor. We take the temperature of atmospheric air T n = 260K (-13 ° C), in this case, the thermal relay (19), controlling the reversing electric motor (18), sets the ammonia pressure after the controlled pressure reducing valve (5) which corresponds to the boiling point of ammonia in an ammonia-air radiator (6) T ' 5 = T' 1 = 250K (-23 ° C).
Принимаем температуру конденсации аммиака в аммиачно-воздушном радиаторе (3) Т'2=Т'3=305К (+32°С) и производим элементарный термодинамический расчет АТН в удельных параметрах с использованием экспериментальных таблиц по аммиаку, изложенных в таблице 29 стр.235 «Сборника задач по технической термодинамике», 1981 года, Энергоиздат, авторы: Т.Н.Андрианова, Б.В.Дзампов, В.Н.Зубарев, С.А.Ремизов под названием: «Свойства насыщенного пара аммиака».We take the condensation temperature of ammonia in an ammonia-air radiator (3) T ' 2 = T' 3 = 305K (+ 32 ° C) and we perform the elementary thermodynamic calculation of ATN in specific parameters using the experimental tables on ammonia, set forth in table 29, page 235 of the Collection of Problems in Technical Thermodynamics, 1981, Energoizdat, authors: T.N. Andrianova, B.V. Dzampov, VN Zubarev, S. A. Remizov under the title: “Properties of saturated ammonia vapor”.
Для воздуха принимаем удельную теплоемкость при постоянном давленииFor air, we take the specific heat at constant pressure
Q305 - тепло конденсации паров NH3 в аммиачно-воздушном радиаторе (3).Q 305 is the condensation heat of NH 3 vapor in an ammonia-air radiator (3).
См. фиг.2See FIG. 2
T'4=290К;T ' 4 = 290K;
S'2 - энтропия точки S ' 2 - point entropy
S'3 - энтропия точки S ' 3 - point entropy
S'4 - энтропия точки S ' 4 - point entropy
ΔQ2 - тепло охлаждения NH3 от T'3=305К до T'4=290К.ΔQ 2 is the cooling heat of NH 3 from T ' 3 = 305K to T' 4 = 290K.
ΣQ2 - суммарное тепло конденсации и охлаждения NH3 ΣQ 2 - total heat of condensation and cooling NH 3
- тепло кипения аммиака в аммиачно-воздушном радиаторе (6). - the heat of boiling of ammonia in an ammonia-air radiator (6).
Qак - тепло, эквивалентное мощности, потребной для привода аммиачного компрессора АТНQ ak - heat equivalent to the power required to drive the ATN ammonia compressor
β - коэффициент теплопроизводительности АТНβ is the heat transfer coefficient of ATN
Gв - секундный расход воздуха.G in - second air consumption.
На основании закона сохранения энергииBased on the law of conservation of energy
GвCрв(Tmax-T1)=ΣQ2;G in C pb (T max −T 1 ) = ΣQ 2 ;
На основании закона сохранения массыBased on the law of conservation of mass
Атмосферный воздух входит в систему воздушного отопления с Тн=260К, а выходит из системы воздушного отопления с Т'н=257,67К. Atmospheric air enters the air heating system with T n = 260K, and exits the air heating system with T n = 257.67K.
То есть использование в системе воздушного отопления АТН позволяет для целей отопления использовать тепло атмосферного воздуха.That is, the use of ATN in an air heating system allows the use of atmospheric air heat for heating purposes.
КПД производства электроэнергии ηэ=0,35. Затраты тепла на производство электроэнергии в этом случае составляют Экономия энергии при воздушном отоплении помещений с использованием энергии и аммиачного теплового насоса составляет:Efficiency of electricity production η e = 0.35. In this case, the cost of heat for electricity production is Energy saving during air heating of premises using energy and an ammonia heat pump is:
что по отношению составляет экономию топлива 96%. Закон сохранения энергии выполняется. what in relation accounts for 96% fuel economy. The law of conservation of energy is fulfilled.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138830/03A RU2379592C1 (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Device and method for air heating of rooms |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008138830/03A RU2379592C1 (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Device and method for air heating of rooms |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2379592C1 true RU2379592C1 (en) | 2010-01-20 |
Family
ID=42120877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008138830/03A RU2379592C1 (en) | 2008-10-01 | 2008-10-01 | Device and method for air heating of rooms |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2379592C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780725C2 (en) * | 2021-02-18 | 2022-09-29 | Владислав Петрович Харитонов | Apparatus for heat insulation of buildings and structures |
-
2008
- 2008-10-01 RU RU2008138830/03A patent/RU2379592C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780725C2 (en) * | 2021-02-18 | 2022-09-29 | Владислав Петрович Харитонов | Apparatus for heat insulation of buildings and structures |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100242517A1 (en) | Solar Photovoltaic Closed Fluid Loop Evaporative Tower | |
CN201163073Y (en) | Heat pump type air conditioner apparatus with fast water-heating function | |
Xu et al. | Energy performance and consumption for biogas heat pump air conditioner | |
CN103453691B (en) | Three-in-one air conditioner and hot water supply device | |
CN102235746B (en) | Quick water heating device for heat pump | |
RU2379592C1 (en) | Device and method for air heating of rooms | |
CN211782094U (en) | Directly-heated efficient air source heat pump system for energy gradient utilization | |
US10982862B1 (en) | System and method for heat and energy recovery and regeneration | |
CN204460843U (en) | A kind of cold and hot multi-generation system based on electric power plant circulating water UTILIZATION OF VESIDUAL HEAT IN | |
RU144388U1 (en) | INSTALLATION FOR HOT WATER SUPPLY SYSTEM | |
CN110671841A (en) | CO with multi-end low-temperature heat energy efficiently utilized2Transcritical air source heat pump system | |
CN102914082B (en) | Air conditioner and solar water heater integrated device for summer | |
CN104089318A (en) | Heat supply system | |
CN201844612U (en) | Water heater capable of using cold air | |
RU2386086C2 (en) | Room air heating, air cooling system, and clean air obtaining method | |
CN204880910U (en) | Air source heat pump coupling solar energy defrosting heating water system | |
CN204665442U (en) | A kind of floor heating system | |
RU122755U1 (en) | DEVICE FOR INCREASING EFFICIENCY OF HEAT PUMP AT LOW EXTERNAL AIR TEMPERATURES | |
RU2334174C2 (en) | System of premises air heating with application of atmospheric air heat and method of premises air heating system operation | |
CN102410630A (en) | Water cooling and heating device special for electroplating | |
Bezrodny et al. | Research to estimate energy efficiency of a ventilation and air conditioning heat pump system inside a production premise with ventilation air recovery | |
CN205747259U (en) | A kind of practical solar air-conditioner system | |
CN203771686U (en) | Integrated cabinet type heat-pump water heater | |
CN208222836U (en) | A kind of heating cycle system for swimming pool | |
US12123623B1 (en) | System and method for heat and energy recovery and regeneration |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131002 |