RU2625055C2 - Способ и устройство теплоснабжения - Google Patents
Способ и устройство теплоснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2625055C2 RU2625055C2 RU2015142648A RU2015142648A RU2625055C2 RU 2625055 C2 RU2625055 C2 RU 2625055C2 RU 2015142648 A RU2015142648 A RU 2015142648A RU 2015142648 A RU2015142648 A RU 2015142648A RU 2625055 C2 RU2625055 C2 RU 2625055C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- air
- supply system
- heat supply
- ice
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D10/00—District heating systems
-
- 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
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/17—District heating
Landscapes
- Central Air Conditioning (AREA)
Abstract
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для автономного теплоснабжения - отопления и горячего водоснабжения жилых, промышленных и сельскохозяйственных помещений от внешнего источника тепла низкого потенциала с использованием тепловых насосов. Задачей изобретения является повышение экономичности теплоснабжения. Способ теплоснабжения включает отбор от воздуха и передачу в систему теплоснабжения тепла низкого потенциала с помощью теплового насоса и подогрев воздуха за счет разбрызгивания в нем воды с образованием и последующим улавливанием и удалением частиц льда и снега. Установка теплоснабжения включает тепловой насос с системой подачи воздуха, в которой имеется испаритель, вентилятор, разбрызгиватели воды и устройства улавливания и удаления льда и снега, причем выхлопной патрубок системы подачи воздуха предлагается выполнить с регулирующим шибером и подключить его байпасом к входу в систему подачи воздуха. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для автономного теплоснабжения - отопления и горячего водоснабжения жилых, промышленных и сельскохозяйственных помещений от внешнего источника тепла низкого потенциала с использованием тепловых насосов.
Известен способ и установка теплоснабжения [1. Киселев Н.А. Котельные установки. М.: Высшая школа, 1979, рис. 128, стр. 246], включающая автономный котел, подключенный контуром циркуляции к системе теплоснабжения. При реализации этого способа теплоснабжение осуществляется подогревом помещения за счет использования выделяющегося в котле тепла путем подачи тепла в отопительные приборы теплоносителем (водой) по контуру циркуляции. При этом используется тепло, выделяющееся в котле от сгорания топлива. Кроме того, для теплоснабжения могут использоваться электроотопительные приборы [2. Патент РФ №2075701].
Недостатками этих способов и устройств является низкая экономичность, так как для теплоснабжения, особенно при отрицательных температурах, требуется много тепла и соответственно топлива или электроэнергии.
Известны способы и установки теплоснабжения, использующие тепловые насосы, которые имеют испаритель и конденсатор, и позволяющие значительную часть тепла отбирать в испарителе от внешних (бесплатных) источников тепла низкого потенциала: воздуха, воды и др. [3. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. М.: Энергоиздат, 1982, глава 5]. Испаритель и конденсатор связаны между собой через компрессор и другие элементы контуром циркуляции рабочего тела и подают тепло в обогреваемые помещения от конденсатора рабочего тела через системы воздушного или водяного отопления.
В качестве прототипа принята одна из установок теплоснабжения [4. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. М.: Энергоиздат, 1982, стр. 98-100, рис. 5.1], включающая тепловой насос с системой подачи наружного воздуха, в которой установлены испаритель и вентилятор. При реализации этого способа теплоснабжение осуществляется за счет тепла, суммарно снимаемого в испарителе от наружного воздуха тепла низкого потенциала, и плюс тепла, вводимого в цикл за счет работы привода компрессора теплового насоса. Соответственно на теплоснабжение подается значительно больше тепла, чем затрачивается электроэнергии на привод компрессора, и теплоснабжение тепловым насосом более экономично в сравнении с котлом. Реверсивный тепловой насос может работать и для отопления, и для кондиционирования.
Недостатками этого способа и устройства является низкая экономичность теплонасосного теплоснабжения от наружного воздуха при отрицательных температурах. Во-первых, при снижении температуры наружного воздуха поток тепла низкого потенциала, снимаемый тепловым насосом в испарителе, уменьшается [5. Рей Д., Макмайкл Д. Тепловые насосы. М.: Энергоиздат, 1982, стр. 98-100, рис. 5.2. и 5.3], и подогрев сокращается. Во-вторых, при падении зимних температур требуемый для теплоснабжения помещений расход тепла, наоборот, увеличивается. Противоречие обычно решается дополнительным обогревом от котла или электрообогревателя, что приводит к повышенным затратам и снижению экономичности теплоснабжения.
Типично тепловые насосы применяют автономно при температуре наружного воздуха до -15°С [5], а при более низких температурах переходят на обогрев от котла или электроотопительных приборов. В итоге теплоснабжение связано с дополнительными расходами, капитальными и эксплуатационными затратами и снижением экономичности теплоснабжения.
Задачей изобретения является повышение экономичности теплоснабжения.
Для решения поставленной задачи в известном способе теплоснабжения, включающем отбор от воздуха и передачу в систему теплоснабжения тепла низкого потенциала с помощью теплового насоса, предлагается воздух предварительно подогревать за счет разбрызгивания в нем воды с образованием и последующим улавливанием и удалением частиц льда и снега, причем с возможностью рециркуляции отработанного воздуха.
Реализация этого способа выполняется в установке теплоснабжения, включающей тепловой насос с системой подачи воздуха, в которой имеется испаритель и вентилятор. При этом для повышения экономичности в системе подачи воздуха согласно изобретению предлагается перед испарителем и вентилятором установить разбрызгиватели воды и устройства улавливания и удаления льда и снега, причем выхлопной патрубок системы подачи воздуха предлагается выполнить с регулирующим шибером и подключить его байпасом ко входу этой системы.
При работе установки в системе подачи воздуха за счет разбрызгивания воды и отвода от нее тепла воздух перед испарителем подогревается с образованием и последующим улавливанием и удалением частиц льда и снега. Действительно, разбрызгиваемые капли глубоко охлаждаются, отдавая тепло воздуху с испарением воды, ее замерзанием до состояния льда и снега и дальнейшим охлаждением в потоке холодного воздуха. При этом, разбрызгивая в достаточном количестве даже холодную воду, можно подогреть воздух до 0°С вне зависимости от его исходной температуры. Отметим, что здесь наиболее важен эндотермический эффект замерзания, позволяющий удерживать температуру воздуха перед испарителем на уровне 0°С.
В испарителе воздух отдает тепло, охлаждается, и отработанный более холодный воздух с отрицательной температурой сбрасывается вентилятором через выхлопной патрубок системы подачи воздуха. В зимних условиях, если температура наружного воздуха становится ниже температуры отработанно го воздуха, рециркуляция, то есть возврат отработанного воздуха, повышает экономичность работы теплового насоса. В предлагаемом изобретении для обеспечения повышения экономичности за счет рециркуляции в выхлопном патрубке системы подачи воздуха имеется регулирующий шибер, а выхлопной патрубок подключен байпасом к ее входу.
Улавливание и удаление частиц льда и снега из установки теплоснабжения с применением устройств улавливания и удаления льда и снега необходимо, так как это обеспечивает чистоту системы подачи воздуха и работоспособность предлагаемой установки. В итоге благодаря улавливанию и удалению частиц льда и снега обеспечивается работоспособность предлагаемой установки, а за счет предварительного подогрева воздуха перед испарителем создаются приемлемые для экономичной работы теплового насоса температуры воздуха, на уровне 0°С, причем в отличие от прототипа [5] при любых значениях температуры поступающего воздуха.
Отметим, что это изобретение может использоваться и при положительных температурах, но из-за отсутствия теплового эффекта от замерзания, естественно, без повышения экономичности в сравнении с прототипом [5].
Улавливание частиц льда и снега из потока воздуха можно производить в различных известных устройствах, например в циклонах, в рукавных или электростатических фильтрах. Здесь дополнительно предлагается устройство улавливания льда и снега выполнить в виде осадительной камеры, которая позволяет не только улавливать путем осаждения из восходящего потока воздуха за счет гравитации более плотные частицы и выгружать их устройством удаления льда и снега, но и организовать при этом межфазный тепло- и массообмен по наиболее эффективной противоточной схеме при минимуме аэродинамического сопротивления. Соответственно уменьшается потребление воды, электроэнергии и дополнительно повышается экономичность.
Сущность изобретения поясняется на чертеже, где показана принципиальная схема установки теплоснабжения.
Установка теплоснабжения включает блок 1 теплового насоса в составе: испаритель 2, вентилятор 3, компрессор 4, расширитель (дроссель) 5, конденсатор 6 и связывающие эти элементы трубопроводы 7 контура циркуляции рабочего тела. Конденсатор 6 является обогревателем и устанавливается в отапливаемом помещении 8. Установка теплоснабжения также включает систему 9 подачи воздуха с выхлопным патрубком 10, регулирующим шибером 11, испарителем 2 и вентилятором 3, под которыми установлена осадительная камера 12 с разбрызгивателями 13 воды и устройством 14 удаления льда и снега. Осадительная камера 12 подключена байпасом 15 к выхлопному патрубку 10, а окнами 16 - к наружному воздуху.
Осуществление предлагаемого способа теплоснабжения, то есть работа устройства теплоснабжения, заключается в следующем. Блок 1 теплового насоса воспринимает рабочим телом в испарителе 2 тепло низкого потенциала от воздуха, который поступает в окна 16 и прокачивается через систему 9 подачи воздуха с выхлопным патрубком 10 и испарителем 2 с помощью вентилятора 3. Далее рабочее тело сжимается в компрессоре 4 с повышением температуры и по трубопроводам 7 поступает в конденсатор 6, где охлаждается, передавая тепло в отапливаемое помещение 8. Затем рабочее тело расширяется с сопутствующим охлаждением в расширителе 5, возвращается в испаритель 2, снова воспринимает тепло низкого потенциала, и цикл повторяется. При положительных температурах воздуха установка работает как обычный тепловой насос отопления и может использоваться для кондиционирования.
При отрицательных температурах в поток наружного воздуха, который всасывается вентилятором 3 в осадительную камеру 12 по системе отверстий 16 и движется вверх, через разбрызгиватели 13 сверху распыляют мелкие капли воды. Капли воды, падая вниз, замерзают и охлаждаются, подогревая воздух перед испарителем 2 до температуры около 0°С по эффективной противоточной схеме. В осадительной камере 12 поддерживается равномерно распределенное поле с низкой скоростью восходящего потока воздуха. Это обеспечивает гравитационное улавливание замерзших частиц, их выпадение в устройство 14 удаления льда и снега, где они удаляются.
В испарителе 2 подогретый до 0°С воздух отдает тепло, охлаждается и как отработанный и более холодный воздух с отрицательной температурой сбрасывается вентилятором 3 через шибер 11 и выхлопной патрубок 10. В зимних условиях, когда температура наружного воздуха становится ниже температуры отработанного воздуха, прикрытием шибера 11 включается рециркуляция, то есть возврат отработанного воздуха и соответственно некоторого сбрасываемого тепла по байпасу 15 в испаритель 2.
Таким образом, в отличие от прототипа [4] при любых отрицательных температурах поступающего воздуха тепловой насос работает экономично, с неизменной эффективностью.
Claims (3)
1. Способ теплоснабжения, включающий отбор от воздуха и передачу в систему теплоснабжения тепла низкого потенциала с помощью теплового насоса, отличающийся тем, что воздух предварительно подогревают за счет разбрызгивания в нем воды с образованием и последующим улавливанием и удалением частиц льда и снега, причем с возможностью рециркуляции отработанного воздуха.
2. Установка теплоснабжения, включающая тепловой насос с системой подачи воздуха, в которой расположены испаритель и вентилятор, отличающаяся тем, что в системе подачи воздуха установлены разбрызгиватели воды и устройства улавливания и удаления льда и снега, причем выхлопной патрубок системы подачи воздуха имеет регулирующий шибер и подключен байпасом к ее входу.
3. Установка теплоснабжения по п. 2, отличающаяся тем, что устройство улавливания льда и снега выполнено в виде осадительной камеры.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015142648A RU2625055C2 (ru) | 2015-10-07 | 2015-10-07 | Способ и устройство теплоснабжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015142648A RU2625055C2 (ru) | 2015-10-07 | 2015-10-07 | Способ и устройство теплоснабжения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015142648A RU2015142648A (ru) | 2017-04-10 |
RU2625055C2 true RU2625055C2 (ru) | 2017-07-11 |
Family
ID=58505846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015142648A RU2625055C2 (ru) | 2015-10-07 | 2015-10-07 | Способ и устройство теплоснабжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2625055C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780725C2 (ru) * | 2021-02-18 | 2022-09-29 | Владислав Петрович Харитонов | Устройство тепловой изоляции зданий и сооружений |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU394632A1 (ru) * | 1971-07-12 | 1973-08-22 | В. С. Мурашов , В. П. Кочетов Одесский технологический институт холодильной промышленности | Способ обработки воздуха |
SU1449779A1 (ru) * | 1987-04-20 | 1989-01-07 | Украинское Отделение Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института "Внипиэнергопром" | Система теплоснабжени |
PL403924A1 (pl) * | 2013-05-16 | 2014-11-24 | Szymon Kaczmarczyk | Sposób przygotowania powietrza wentylacyjnego z wykorzystaniem odnawialnej energii wód gruntowych lub powierzchniowych |
CN204485636U (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-22 | 中能服(北京)节能投资有限公司 | 烟气余热深度回收系统 |
-
2015
- 2015-10-07 RU RU2015142648A patent/RU2625055C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU394632A1 (ru) * | 1971-07-12 | 1973-08-22 | В. С. Мурашов , В. П. Кочетов Одесский технологический институт холодильной промышленности | Способ обработки воздуха |
SU1449779A1 (ru) * | 1987-04-20 | 1989-01-07 | Украинское Отделение Всесоюзного Государственного Научно-Исследовательского И Проектно-Конструкторского Института "Внипиэнергопром" | Система теплоснабжени |
PL403924A1 (pl) * | 2013-05-16 | 2014-11-24 | Szymon Kaczmarczyk | Sposób przygotowania powietrza wentylacyjnego z wykorzystaniem odnawialnej energii wód gruntowych lub powierzchniowych |
CN204485636U (zh) * | 2015-03-26 | 2015-07-22 | 中能服(北京)节能投资有限公司 | 烟气余热深度回收系统 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2780725C2 (ru) * | 2021-02-18 | 2022-09-29 | Владислав Петрович Харитонов | Устройство тепловой изоляции зданий и сооружений |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015142648A (ru) | 2017-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11879391B2 (en) | Method and apparatus for cooling the ambient air at the inlet of gas combustion turbine generators | |
CN207987007U (zh) | 一种具有两级热泵系统的污泥干化系统 | |
CN204063414U (zh) | 一种热泵驱动预冷型溶液调湿新风机组 | |
CN102506564B (zh) | 冷凝水余热一效闪蒸自然空气除湿预热干燥烘箱系统 | |
US20090293724A1 (en) | Water extractor and a method of extracting water | |
CN110873388B (zh) | 一种空调及其自清洁的控制方法 | |
AU2010228129A1 (en) | A combined water extractor and electricity generator | |
RU2505759C1 (ru) | Устройство для производства искусственного снега | |
CN205536673U (zh) | 恒温干燥热泵系统 | |
CN107076429A (zh) | 包括热泵的组合式热水和空气加热及调节系统 | |
CN104220818B (zh) | 空调机 | |
JP2018518650A5 (ru) | ||
CN103994643A (zh) | 热泵冷端散热式密封除湿烘房 | |
CN102177825A (zh) | 一种植物工厂空气冷却除湿方法及冷却除湿空调系统 | |
CN107741150A (zh) | 一种无霜、多变量耦合型热泵热风炉的控制系统及其控制方法 | |
RU2625055C2 (ru) | Способ и устройство теплоснабжения | |
KR20140006384A (ko) | 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치 | |
US9857123B2 (en) | System and method for defrosting a condensor without external heating | |
KR102174983B1 (ko) | 초 절전 외기보상 인공지능 냉각장치. | |
CN202019592U (zh) | 一种植物工厂空气冷却除湿空调系统 | |
CN207498257U (zh) | 一种全热回收箱 | |
RU2628958C2 (ru) | Система теплоснабжения | |
CN202902508U (zh) | 一种用于空调系统的防冻溶液再生装置 | |
RU2606296C2 (ru) | Способ глубокой утилизации тепла дымовых газов | |
WO2008091234A1 (en) | Condenser system eliminating condensed water of evaporator by means of evaporation without using additional energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191008 |