RU2718833C1 - Адаптивная передача энергии - Google Patents
Адаптивная передача энергии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2718833C1 RU2718833C1 RU2019119163A RU2019119163A RU2718833C1 RU 2718833 C1 RU2718833 C1 RU 2718833C1 RU 2019119163 A RU2019119163 A RU 2019119163A RU 2019119163 A RU2019119163 A RU 2019119163A RU 2718833 C1 RU2718833 C1 RU 2718833C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow
- fluid
- pump
- connection
- heat exchanger
- Prior art date
Links
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title description 8
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 title description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 8
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- MEKOFIRRDATTAG-UHFFFAOYSA-N 2,2,5,8-tetramethyl-3,4-dihydrochromen-6-ol Chemical group C1CC(C)(C)OC2=C1C(C)=C(O)C=C2C MEKOFIRRDATTAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
- F24H1/18—Water-storage heaters
-
- 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
- F24D10/003—Domestic delivery stations having a heat exchanger
-
- 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
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
-
- 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
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/001—Central heating systems using heat accumulated in storage masses district heating system
-
- 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
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/002—Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
-
- 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
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
- F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
- F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
-
- 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
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/02—Fluid distribution means
- F24D2220/0207—Pumps
-
- 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
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/02—Fluid distribution means
- F24D2220/025—Check valves
-
- 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
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/04—Sensors
- F24D2220/044—Flow sensors
-
- 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
-
- 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]
- Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating
-
- 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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нагревательной и/или охлаждающей системе, содержащей первое соединение по текучей среде, присоединенное к теплообменнику. горячая линия подачи имеет соединение по текучей среде с выходом второго проточного канала теплообменника. Холодная линия имеет соединение по текучей среде с входом второго проточного канала теплообменника. Нагревательная система дополнительно содержит тепловой аккумулятор, имеющий второе соединение по текучей среде с входом и выходом первого проточного канала теплообменника. Регулятор потока присоединен к первому соединению по текучей среде, соединяющему горячую линию или холодную линию со вторым проточным каналом. Регулятор потока выполнен с возможностью пропуска потока только в направлении к входу первого проточного канала и датчику расхода, выполненному с возможностью обнаружения наличия потока в указанном первом соединении по текучей среде. Первый насос присоединен к соединению (6, 7) по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды из холодной линии, через первый проточный канал, в горячую линию. Второй насос присоединен ко второму соединению (8, 9) по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды между вторым каналом и тепловым аккумулятором. Датчик расхода имеет соединение с возможностью обмена данными с блоком управления первого насоса. Блок управления выполнен с возможностью постепенного увеличения давления нагнетания в отсутствие регистрации потока датчиком расхода до регистрации потока датчиком. Техническим результатом является предотвращение появления обратного потока и повышение эффективности работы системы. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Уровень техники
Тепловые аккумуляторы могут быть выполнены в виде резервуара с нагретой текучей средой, например, водой. Поскольку тепло движется в направлении вверх, аккумулятор обычно имеет температуру, постепенно увеличивающуюся от днища к верхней части, и, следовательно, содержит так называемые холодную секцию, которая, как правило, находится в нижней части, и горячую секцию, которая обычно находится в верхней части. Хранимая тепловая энергия может поступать из целого ряда различных источников, например, тепла отработанных газов из охлаждающих устройств, таких как холодильники и морозильники, избыточного возвращенного тепла, устройств, использующих энергию солнца, котельных аппаратов и так далее.
Далее, сохраненная энергия может быть подана в нагревательную и/или охлаждающую систему, например, когда температура в горячей секции превышает температуру подачи, например, в системе централизованного теплоснабжения. Давления в таких системах, однако, могут существенным образом колебаться, в результате чего потребуется высокое давление перекачки для подачи текучей среды, нагретой посредством энергии из теплового аккумулятора, в нагревательную и/или охлаждающую систему, для обеспечения того, чтобы давление перекачки было выше давления в системе. В противном случае, может возникнуть «обратный поток» из нагревательной и/или охлаждающей системы. Тем не менее, наличие высокого давления нагнетания также приведет к увеличению потребления энергии и, таким образом, сведет на нет результат, достигнутый за счет передачи тепловой энергии из теплового аккумулятора.
Раскрытие сущности изобретения
Задачи настоящего изобретения решены в соответствии с признаками, раскрытыми в формуле изобретения. Оно относится к нагревательной и/или охлаждающей системе, содержащей первое соединение по текучей среде, присоединенное к теплообменнику, так что:
- горячая линия подачи имеет соединение по текучей среде с выходом второго проточного канала теплообменника,
- холодная линия имеет соединение по текучей среде с входом второго проточного канала теплообменника,
причем указанная нагревательная система дополнительно содержит тепловой аккумулятор, имеющий второе соединение по текучей среде с входом и выходом первого проточного канала теплообменника,
причем указанная система отличается тем, что регулятор потока присоединен к упомянутому первому соединению по текучей среде, соединяющему горячую линию или холодную линию со вторым проточным каналом, причем указанный регулятор потока выполнен с возможностью пропуска потока только в направлении к входу первого проточного канала и датчику расхода, выполненному с возможностью обнаружения наличия потока в указанном первом соединении по текучей среде.
Регулятор потока может представлять собой обратный клапан и/или датчик расхода представляет собой переключатель потока.
В одном из вариантов осуществления первый насос присоединен к соединению по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды из холодной линии, через первый проточный канал, в горячую линию, причем второй насос присоединен ко второму соединению по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды между вторым каналом и тепловым аккумулятором.
Датчик расхода может иметь соединение с возможностью обмена данными с блоком управления указанного первого насоса, причем указанный блок управления выполнен с возможностью постепенного увеличения давления нагнетания в отсутствие регистрации потока датчиком до регистрации потока.
В одном варианте осуществления, указанный зарегистрированный поток вводится в качестве основы для минимального допустимого давления нагнетания, Р1мин, первого насоса.
Вторым насосом можно управлять в зависимости от измеренной температуры, Тнагр, текучей среды, нагретой в теплообменнике.
Система согласно настоящему изобретению также позволяет реализовать способ подачи тепловой энергии в тепловом аккумуляторе в нагревательную и/или охлаждающую систему, причем указанная нагревательная и/или охлаждающая система имеет соединение по текучей среде, присоединенное к теплообменнику, так что:
- горячая линия подачи имеет соединение по текучей среде с выходом второго проточного канала теплообменника,
- холодная линия имеет соединение по текучей среде с входом второго проточного канала теплообменника, причем указанный тепловой аккумулятор имеет второе соединение по текучей среде с входом и выходом проточного канала теплообменника,
причем указанный способ содержит этап, на котором регистрируют, имеется ли поток в упомянутом соединении по текучей среде, и если поток не регистрируют, то увеличивают первое давление перекачки, P1, первого насоса, присоединенного для подачи указанного потока в указанное соединение по текучей среде, до регистрации потока.
В одном из вариантов осуществления, если давление в холодной линии, Рхол., превышает заданное допустимое наименьшее возможное давление перекачки, Р1мин,стар, то запускают процедуру инициализации, при которой продолжается наращивание темпов увеличения первого сигнала нагнетания, S1, до регистрации потока датчиком расхода. Обновленное наименьшее допустимое возможное давление перекачки, Р1мин,нов, может представлять собой сумму первого давления нагнетания, P1, при регистрации потока, и добавочной разницы давлений, ΔР1мин, или, соответственно, добавочной разницы первого сигнала настройки, ΔS1мин
В одном из вариантов осуществления, вторым насосом управляют в зависимости от температуры, Тнагр, в указанном соединении по текучей среде, причем указанный второй насос присоединен ко второму соединению по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды между первым каналом и тепловым аккумулятором.
Вторым насосом можно управлять посредством зависимости регулирования Тнагр за счет управления с обратной связью типа PI или PI(D) для сохранения Тнагр на заданном уровне.
В одном из вариантов осуществления второй насос настраивают работать с настройкой, S2, которая находится между минимальным вторым сигналом настройки, S2мин, и максимальным вторым сигналом настройки, S2макс, так что, если вторая настройка нагнетания, S2, попадает в пределы заданного интервала минимального второго сигнала настройки, S2мин, или максимального второго сигнала настройки, S2макс, то первую настройку, S1, первого насоса увеличивают или, соответственно, уменьшают до уровня, соответствующего настройкам Р1мин и P2макс.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана нагревательная и/или охлаждающая система согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения с тепловым аккумулятором.
На фиг. 2 показана нагревательная и/или охлаждающая система согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения с тепловым аккумулятором.
На фиг. 3 показана нагревательная и/или охлаждающая система согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения с тепловым аккумулятором.
На фиг. 4А,B показана процедура наращивания для нахождения наименьшего требуемого давления нагнетания.
На фиг. 5 показано основное соотношение управления давлением нагнетания первого насоса к температуре в тепловом аккумуляторе и управление вторым давлением нагнетания.
Осуществление изобретения
Следует понимать, что подробное описание и конкретные примеры, отражающие варианты осуществления настоящего изобретения, приведены исключительно в иллюстративных целях, поскольку специалистам в данной области техники, после ознакомления с подробным описанием, станут очевидными различные изменения и модификации, не выходящие за рамки объема правовой охраны и сущности настоящего изобретения.
На фиг. 1 показан основной вариант осуществления нагревательной и/или охлаждающей системы (1) согласно настоящему изобретению. В нижеследующем описании настоящего изобретения нагревательная система используется в качестве одного из примеров, при этом любой из вариантов осуществления может быть также применен в отношении охлаждающей системы, или комбинированной охлаждающей и нагревательной системы. Система (1) содержит горячую линию (2) подачи, обеспечивающую подачу нагревательной текучей среды из источника тепловой энергии в потребляющие устройства (ни одно из них не показано), и холодную линию (3) для возврата нагревательной текучей среды после использования. Это может быть, например, обычная система централизованного теплоснабжения, котельная система, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (ОВКВ) и т.д.
Между линиями (2, 3) и тепловым аккумулятором (4) расположен теплообменник (5) с первым проточным каналом (5а) (также именуемым его первичной стороной) и вторым проточным каналом (5b) (также именуемым его вторичной стороной). В одном из вариантов тепловой аккумулятор (4) представляет собой резервуар, или контейнер, с текучей средой, например, водой, нагретой, например, посредством системы с использованием солнечной энергии, посредством системы утилизации тепла или с помощью любых других средств. Поскольку тепло поднимается верх, тепловой аккумулятор (4) обычно имеет постепенно увеличивающуюся температуру от днища к верхней части. Далее по тексту, без потери общности, тепловой аккумулятор (4) рассматривается как имеющий холодную секцию, которая, как правило, находится в нижней части, и горячую секцию, которая обычно находится в верхней части.
Первое соединение (6, 7) по текучей среде соединяет линии (2, 3) со вторым проточным каналом (5b) теплообменника (5) так, что холодная линия (3) имеет соединение (7) по текучей среде с входом второго проточного канала (5b), а горячая линия (2) подачи имеет соединение (6) по текучей среде с выходом второго проточного канала (5b). Первый насос (10) присоединен к одному из соединений (6, 7) по текучей среде для продвижения потока, и может быть выполнен с возможностью его управления в пределах управляющего сигнала 0-100%, где 0% соответствует отсутствию нагнетания, а 100% соответствует работе на его максимуме.
Тепловой аккумулятор (4) имеет соединение (8, 9) по текучей среде с входом и выходом первого проточного канала (5а), так что горячая секция теплового аккумулятора (4) присоединена к входу первого проточного канала (5а) посредством соединения (8) по текучей среде, а холодная секция теплового аккумулятора (4) присоединена к выходу теплового аккумулятора (4) посредством соединения (9) по текучей среде. Благодаря этому горячая текучая среда из горячей секции может быть направлена посредством соединения (8) в качестве входного потока в первый проточный канал (5а), где он передает тепловую энергию нагревательной текучей среде, протекающей во второй проточный канал (5b). Далее, охлажденная таким образом текучая среда направляется через выход первого проточного канала (5а) через соединение (9) в холодную секцию. Второй насос (11) присоединен к одному из соединений (8, 9) по текучей среде для продвижения этого потока, и может быть выполнен с возможностью его управления в пределах управляющего сигнала 0-100%, где 0% соответствует отсутствию нагнетания, а 100% соответствует работе на его максимуме.
В показанном варианте осуществления, первый датчик (14) температуры присоединен к соединению (6) по текучей среде между горячей линией (2) и выходом второго канала (5b) и измеряет температуру Тнагр текучей среды, нагретой в теплообменнике (5). В других вариантах осуществления, он может быть расположен в другом месте, так чтобы измерять температуру нагретой текучей среды, поданной в одну или обе линии (2, 3). Таким образом, некоторая доля текучей среды в холодной линии (3) повторно пропускается в линию (2) горячей воды после передачи тепла или тепловой энергии из теплового аккумулятора (4) к текучей среде в теплообменнике (5). Кроме того, возможный второй датчик (15) температуры присоединен с указанным тепловым аккумулятором (4), для измерения температуры хранения, Tхран., например, в горячей секции.
Регулятор (12) потока соединен с одним из соединений (6, 7) по текучей среде, соединяющим горячую линию (2) или холодную линию (3) со вторым проточным каналом (5b), например, как показано на чертежах, с соединением (7) по текучей среде. Регулятор (12) потока выполнен с возможностью пропуска потока только в одном направлении, которое в показанном варианте представляет собой направление от холодной линии (3) к горячей линии (2). Также предусмотрен датчик (13) расхода, определяющий наличие потока в указанном первом соединении (6, 7) по текучей среде. Другими словами, если давление в горячей линии (2) составляет Pгор., то для обеспечения возможности подачи нагревательной текучей среды, нагретой в теплообменнике (5), в горячую линию (2), необходимо, чтобы первый насос (10) создавал более высокое давление Р1 по сравнению с Pгор. Благодаря регулятору (12) потока поток возможен только и проходит относительно беспрепятственно от холодной линии (3) к горячей линии (2). В одном из вариантов, регулятор (12) потока представляет собой обратный клапан и/или датчик (13) расхода представляет собой переключатель потока.
Хотя регулятор (12) потока и датчик (13) расхода на фиг. 1 показаны в виде отдельных элементов, как альтернатива, они могут быть выполнены в виде единого устройства.
Датчик (13) расхода может иметь соединение (21) с возможностью обмена данными с блоком (20) управления указанного первого насоса (10) и/или второго насоса (11), например, посредством проводной или беспроводной связи, причем контроллер (20) может быть встроен, например, в датчик (13) расхода, один из насосов (10, 11) или другие устройства, или может быть расположен снаружи.
В одном из вариантов осуществления, контроллер (20) выполнен с возможностью постепенного увеличения давления Р1 нагнетания первого насоса (10) в отсутствие регистрации потока датчиком (13) расхода, до регистрации потока. Альтернативно или дополнительно, такая же процедура может быть применена в отношении давления Р2 нагнетания второго насоса (11).
Это можно использовать по-разному. В одном из вариантов осуществления передача тепловой энергии из теплового аккумулятора (4) в подачу (2, 3), то есть, процесс теплопередачи инициируется, когда температура хранения Тхран. находится на некотором уровне, например, когда она выше температуры, измеренной в горячей линии (2), Тгор., на некоторую заданную разницу температур (которая может быть равна нулю), и/или когда температура хранения, Тхран., попадает в пределы некоторого данного интервала для заданного порогового значения температуры хранения. В этом или других вариантах осуществления, далее система сначала запускает первый насос (10) (и/или второй насос (11)) путем нахождения наименьшего возможного допустимого давления нагнетания, Р1доб., что обеспечит возможность подачи потока из теплообменника (5) в подачу (2, 3), например, в горячую линию (2). Наименьшее возможное допустимое давление перекачки Р1мин, в одном из вариантов осуществления задано в качестве наименьшего давления, определенного посредством датчика (13) расхода, плюс добавочная разница давлений, ΔР1доб., так что Р1мин покрывает ожидаемые отклонения давления в подаче (2, 3), в результате чего Р1доб. будет оставаться выше ожидаемого наибольшего давления в подаче (2, 3) или в одном из вариантов осуществления в горячей линии (2). В одном из вариантов осуществления, добавочная разница давлений, ΔР1доб, равна нулю.
В дополнительном или альтернативном варианте осуществления, когда датчик (13) расхода регистрирует отсутствие потока, даже если предполагается, что процесс теплопередачи выполняется, происходит запуск вышеописанного процесса инициализации, для нахождения нового наименьшего возможного допустимого давления нагнетания, Р1мин, которое, соответственно, может быть выше предыдущего значения Р1мин для преодоления новых давлений в подаче (2, 3), например, горячей линии (2).
В одном из вариантов осуществления, добавочная разница давлений, ΔР1доб., может являться фиксированной заданной величиной, или может задаваться в виде функции давлений в подаче (2, 3), например, давление в холодной линии (3) представляет собой Рхол., или оно может представлять собой адаптивный процесс, управление PI или PI(D), и т.д.
Альтернативные варианты осуществления включают в себя показанный на фиг. 2 вариант, в котором соединение (7) извлекает текучую среду из первого местоположения горячей линии (2) и нагревает ее дополнительно в теплообменнике (2) перед подачей ее обратно во второе местоположение горячей линии (2), то есть, ниже по потоку от первого местоположения. В одном из вариантов осуществления, процесс теплопередачи может быть инициирован, когда температура хранения, Тхран., становится выше температуры, измеренной в горячей линии (2), Тгор.
На фиг. 3 показана комбинация вариантов осуществления с фиг. 1 и фиг. 2, причем проточное соединение (7) соединяется и с холодной линией (3), и с первым местоположением горячей линии (2), причем средства (30) управления потоком, например, показанный трехходовой клапан, предназначены для управления относительными потоками из, соответственно, холодной линии (3) и горячей линии (3) в теплообменник (5). Таким образом, в одном из вариантов осуществления входной поток во второй канал (5b) может являться смесью этих текучих сред, или он может представлять собой одну или другую из текучих сред. Зависимость от выбора текучих сред, или относительных долей в смеси, может при этом основываться на, соответственно, температуре хранения, Tхран., и температуре, измеренной в горячей линии (2), Тгор. Например, если Tхран. выше Тгор. на некоторую заданную разницу, текучую среду отбирают из первого местоположения в горячей линии (2) в отсутствие потока из холодной линии (3), а если она находится в некотором диапазоне ниже Тгор. с некоторой заданной разницей, то текучую среду отбирают из холодной линии (3). В альтернативном варианте осуществления, напротив, отношение Тхран. к Тгор. задает относительную долю, отбираемую, соответственно, из горячей линии (2) и холодной линии (3).
На фиг. 4А и 4В показана ситуация, когда давление в холодной линии (3), Рхол., колеблется, при этом в момент времени t1 оно превышает текущее заданное наименьшее давление перекачки, Р1мин,стар. В результате, происходит запуск процедуры инициализации, при которой последовательность, или наращивание, увеличений ΔS1 первого сигнала S1 нагнетания, соответствующих шагам, ΔР1, первых давлений нагнетания (P1a, P1b, P1c, P1d), продолжится до тех пор, пока в момент времени t2 посредством датчика (13) расхода не будет зарегистрировано наличие потока, что указывает на то, что давление является достаточным для подачи текучей среды из теплообменника (5), например, в холодную линию (3). Новое наименьшее допустимое давление перекачки, Р1мин, при этом равно сумме давления Р1 первого насоса (10) в момент времени t2 и добавочной разницы давлений, ΔРдоб., или, соответственно, добавочной разницы первого сигнала ΔS1мин настройки.
В одном из вариантов осуществления добавочная разница давлений, ΔРдоб., просто равна нулю. Это означает, что добавочная разница давлений не прибавляется.
Таким образом, вышеприведенные варианты осуществления способствуют снижению энергии, потребляемой первым насосом (10). Установка наименьшего допустимого давления нагнетания, Р1мин, обеспечивает не только то, что первый насос (10) может работать с относительно низким давлением Р1 нагнетания, но также гарантирует, что он не будет работать без содействия нагреванию, лишь за счет отсутствия возможности подачи текучей среды из теплообменника (5) в подачу (2, 3).
На фиг. 4А показана ситуация, когда наращивание первого давления Р1 нагнетания начинается с нуля, а на фиг. 4В ситуация, когда оно начинается с текущего минимального первого давления нагнетания, Р1мин,стар.
В одном из вариантов осуществления, нагревательная и/или охлаждающая система (1) через регулярные промежутки времени подвергается схожим процедурам инициализации, например, система каждый раз запускается после остановки, каждый час, день, неделю и т.д.
На фиг. 5 показано дополнительное управление нагревательной и/или охлаждающей системы (1) согласно настоящему изобретению для обеспечения достаточного выхода теплового аккумулятора (4). На левом графике показана основная настройка давления нагнетания, Р1, первого насоса (10) в виде линейной функции от температуры хранения, Tхран., хотя также можно предположить уравнения более высокого порядка, или экспоненциальную или логарифмическую функцию и т.д. Основная настройка давления нагнетания первого насоса (10) представляет собой регулирование заданного опорного уровня зависимости первого насоса (10) от температуры хранения, Tхран., которая может быть установлена любым способом, например, посредством испытаний или измерений, путем вычисления, определения размеров и данных компонентов нагревательной и/или охлаждающей системы (1), таких как трубки, клапаны, насосы (10, 11) и т.д.
В дополнение и помимо основной настройки давления нагнетания может быть предусмотрено управление в зависимости от измеренной температуры, Тнагр, текучей среды, нагретой в теплообменнике (5). Вторым насосом (11) управляют за счет зависимости регулирования Тнагр, например, за счет управления с обратной связью типа PI(D), для сохранения Тнагр, на некотором заданном уровне. Второй насос (11) настраивают работать с настройкой, S2, которая находится между минимальным вторым сигналом настройки, S2мин, и максимальным вторым сигналом настройки, S2макс., которые соответствуют значениям между минимальным вторым давлением, P2мин, и максимальным вторым давлением, Р2макс. Если вторая настройка нагнетания, S2, (соответствующая второму давлению Р2 нагнетания) достигает или попадает в пределы заданного интервала минимального второго сигнала настройки, S2мин, настройка S1 давления Р1 нагнетания первого насоса (10) будет увеличиваться до уровня выше основной настройки давления нагнетания первого насоса (10), например, на заданную дополнительную постоянную или значение, в зависимости от некоторого отношения, например, к температуре, такой как температура хранения, Tхран. Благодаря управлению с обратной связью, второй насос (11) далее переводится обратно в пределы от минимального второго сигнала настройки, S2мин, до максимального второго сигнала настройки, S2макс., в противном случае, процедура может повторяться множество раз последовательно до тех пор, пока не произойдет возврат в диапазон от S2мин до S2макс. (соответствующий диапазону между давлениями P2мин и Р2макс).
Аналогично, если второй сигнал настройки насоса S2 достигает или попадает в пределы заданного интервала максимального второго сигнала настройки, S2мин, настройка S1 первого сигнала нагнетания первого насоса (10) уменьшится до уровня ниже основной настройки давления нагнетания первого насоса (10), например, на заданную добавочную постоянную величину, или значение в зависимости от некоторого отношения, например, к температуре, такой как температура хранения, Тхран. Благодаря управлению с обратной связью, второй насос (11) переводится обратно в пределы от минимального второго сигнала настройки, S2мин, до максимального второго сигнала настройки, S2макс., в противном случае процедура может повторяться множество раз последовательно до тех пор, пока не произойдет возврат в диапазон от S2мин до S2макс. (соответствующий диапазону между давлениями P2мин и P2макс.).
В любом из этих случаев может быть по-прежнему обеспечено, что ни увеличения, ни уменьшения не приведут к смещению первого давления Р1 нагнетания выше или ниже его пределов, Р1мин и P1макс.
Claims (21)
1. Нагревательная и/или охлаждающая система (1), имеющая первое соединение (6, 7) по текучей среде, присоединенное к теплообменнику (5) так, что:
- горячая линия (2) подачи имеет соединение (6) по текучей среде с выходом второго проточного канала (5b) теплообменника (5),
- холодная линия (3) имеет соединение (7) по текучей среде с входом второго проточного канала (5b) теплообменника (5),
причем указанная нагревательная система (1) дополнительно содержит тепловой аккумулятор (4), имеющий второе соединение (8, 9) по текучей среде с входом и выходом первого проточного канала (5а) теплообменника (5),
причем регулятор (12) потока присоединен к первому соединению (6, 7) по текучей среде, соединяющему горячую линию (2) или холодную линию (3) со вторым проточным каналом (5b),
отличающаяся тем, что указанный регулятор (12) потока выполнен с возможностью пропуска потока только в направлении к входу первого проточного канала (5b) и датчику (13) расхода, выполненному с возможностью обнаружения наличия потока в указанном первом соединении (6, 7) по текучей среде,
при этом первый насос (10) присоединен к соединению (6, 7) по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды из холодной линии (3) через первый проточный канал (5а) в горячую линию (2), причем второй насос (11) присоединен ко второму соединению (8, 9) по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды между вторым каналом (5b) и тепловым аккумулятором (4),
при этом указанный датчик (13) расхода имеет соединение (21) с возможностью обмена данными с блоком (20) управления указанного первого насоса (10), причем указанный блок (2) управления выполнен с возможностью постепенного увеличения давления нагнетания в отсутствие регистрации потока датчиком (13) расхода до регистрации потока датчиком.
2. Система (1) по п. 1, в которой регулятор (12) потока представляет собой обратный клапан и/или датчик (13) расхода представляет собой переключатель потока.
3. Система (1) по п. 1, в которой указанный зарегистрированный поток введен в качестве основы для минимального допустимого давления нагнетания Р1мин первого насоса (10).
4. Система (1) по любому из пп. 1-3, в которой обеспечена возможность управления вторым насосом (11) в зависимости от измеренной температуры Тнагр текучей среды, нагретой в теплообменнике (5).
5. Способ подачи тепловой энергии в тепловом аккумуляторе (4) в нагревательную и/или охлаждающую систему (1), причем указанная нагревательная и/или охлаждающая система (1) имеет соединение (6, 7) по текучей среде, присоединенное к теплообменнику (5) так, что:
- горячая линия (2) подачи имеет соединение (6) по текучей среде с выходом второго проточного канала (5b) теплообменника (5),
- холодная линия (3) имеет соединение (7) по текучей среде с входом второго проточного канала (5b) теплообменника (5),
причем указанный тепловой аккумулятор (4) имеет второе соединение (8, 9) по текучей среде с входом и выходом первого проточного канала (5а) теплообменника (5),
причем указанный способ содержит этап, на котором регистрируют, имеется ли поток в соединении (6, 7) по текучей среде, и в отсутствие регистрации потока увеличивают первое давление перекачки Р1 первого насоса (10), присоединенного с возможностью подачи указанного потока в указанное соединение по текучей среде, до регистрации потока.
6. Способ по п. 5, в котором, если давление в холодной линии (3) Рхол превышает заданное допустимое наименьшее возможное давление перекачки Р1мин,стар, то запускают процедуру инициализации, при которой наращивание темпов увеличения первого сигнала нагнетания S1 продолжается до регистрации потока датчиком (13) расхода.
7. Способ по п. 6, в котором обновленное наименьшее допустимое возможное давление перекачки Р1мин,нов представляет собой сумму давления Р1 первого насоса (10) при регистрации потока и добавочной разницы давлений ΔР1мин или, соответственно, добавочной разницы первого сигнала настройки ΔS1мин.
8. Способ по п. 7, в котором вторым насосом (11) управляют в зависимости от температуры Тнагр в указанном соединении (6) по текучей среде, причем указанный второй насос (11) присоединен ко второму соединению (8, 9) по текучей среде и выполнен с возможностью обеспечения циркуляции текучей среды между первым каналом (5а) и тепловым аккумулятором (4).
9. Способ по п. 8, в котором указанным вторым насосом (11) управляют посредством зависимости регулирования Тнагр за счет управления с обратной связью типа PI или PI(D) для сохранения Тнагр на заданном уровне.
10. Способ по п. 9, в котором второй насос (11) настраивают работать с настройкой S2, которая находится между минимальным вторым сигналом настройки S2мин и максимальным вторым сигналом настройки S2макс, так что, если вторая настройка нагнетания S2 попадает в пределы заданного интервала минимального второго сигнала настройки S2мин или максимального второго сигнала настройки S2макс, то первую настройку S1 первого насоса (10) увеличивают или, соответственно, уменьшают до уровня, соответствующего настройке Р1мин и Р2макс.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DKPA201800313A DK179990B1 (en) | 2018-07-02 | 2018-07-02 | Adaptive energy transfer |
| DKPA201800313 | 2018-07-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2718833C1 true RU2718833C1 (ru) | 2020-04-14 |
Family
ID=67220637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019119163A RU2718833C1 (ru) | 2018-07-02 | 2019-06-20 | Адаптивная передача энергии |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3591299B1 (ru) |
| CN (1) | CN110671813A (ru) |
| DK (1) | DK179990B1 (ru) |
| RU (1) | RU2718833C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2502541A1 (de) * | 1975-01-23 | 1976-07-29 | Vaillant Joh Kg | Warmwasserumlaufheizung |
| JP2006017363A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Denso Corp | 貯湯式給湯装置 |
| DE102011016198A1 (de) * | 2010-12-27 | 2012-06-28 | Robert Bosch Gmbh | Durchlaufhitzer |
| JP2014224672A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-12-04 | 大阪瓦斯株式会社 | 貯湯式熱源装置 |
| RU2647774C1 (ru) * | 2017-01-31 | 2018-03-19 | Виктор Сергеевич Конфедератов | Тепловой пункт с дополнительными помещениями |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19538601A1 (de) * | 1995-10-09 | 1997-04-10 | Ferroli Ind Gmbh | Fernwärmeanschlußstation für Heizung und Warmwasserbereitung |
| DE19907509A1 (de) * | 1998-02-24 | 1999-08-26 | Austria Email Ag | Verfahren zur Regelung einer Fernwärmtherme und Regelsystem zur Durchführung dieses Verfahrens |
| KR101018774B1 (ko) * | 2008-06-24 | 2011-03-07 | 주식회사 경동네트웍 | 온수 온도를 일정하게 유지시키기 위한 온수 공급 시스템 |
| ES2459121T3 (es) * | 2011-10-27 | 2014-05-08 | Alfa Laval Corporate Ab | Método para controlar una bomba de caudal variable montada en un sistema de calefacción |
| CN103453582A (zh) * | 2013-09-09 | 2013-12-18 | 威海宝源电气有限公司 | 汽-水换热机组自动控温方法及其装置 |
| PL3012705T3 (pl) * | 2014-10-22 | 2017-07-31 | Danfoss A/S | Układ zaworowy wymiennika ciepła, system grzewczy i sposób działania systemu grzewczego |
| EP3217114B1 (en) * | 2016-03-10 | 2019-09-25 | Honeywell Technologies Sarl | Method and controller for operating a boiler appliance |
| CN106196271A (zh) * | 2016-08-29 | 2016-12-07 | 中国市政工程西北设计研究院有限公司 | 换热站由一次侧向二次侧直接补水全自动节能定压装置 |
-
2018
- 2018-07-02 DK DKPA201800313A patent/DK179990B1/en active IP Right Grant
-
2019
- 2019-06-20 RU RU2019119163A patent/RU2718833C1/ru active
- 2019-07-01 EP EP19183529.7A patent/EP3591299B1/en not_active Not-in-force
- 2019-07-02 CN CN201910593240.XA patent/CN110671813A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2502541A1 (de) * | 1975-01-23 | 1976-07-29 | Vaillant Joh Kg | Warmwasserumlaufheizung |
| JP2006017363A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Denso Corp | 貯湯式給湯装置 |
| DE102011016198A1 (de) * | 2010-12-27 | 2012-06-28 | Robert Bosch Gmbh | Durchlaufhitzer |
| JP2014224672A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-12-04 | 大阪瓦斯株式会社 | 貯湯式熱源装置 |
| RU2647774C1 (ru) * | 2017-01-31 | 2018-03-19 | Виктор Сергеевич Конфедератов | Тепловой пункт с дополнительными помещениями |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3591299B1 (en) | 2021-03-03 |
| DK201800313A1 (en) | 2020-01-13 |
| CN110671813A (zh) | 2020-01-10 |
| EP3591299A1 (en) | 2020-01-08 |
| DK179990B1 (en) | 2020-01-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9664415B2 (en) | Hot-water heat pump and method of controlling the same | |
| CN110998194B (zh) | 再循环流体加热系统 | |
| US7708010B2 (en) | Solar heating systems | |
| CN109690206B (zh) | 用于组合锅炉的基于需求的控制的方法和系统 | |
| GB2430732A (en) | Constant temperature liquid circulating device and method of controlling thereof | |
| US12025322B2 (en) | Integrated recirculation pump for non-condensing water heater | |
| US10408164B2 (en) | Waste heat recovery device, heat supply system, and operation method for waste heat recovery device | |
| KR100985391B1 (ko) | 개별난방 제어 시스템에서 난방 부하 변동에 따른 보일러의제어방법 및 이를 이용한 개별난방 제어 시스템 | |
| EP2963349A1 (en) | Fluid-heating apparatus | |
| CN112082290A (zh) | 流量控制模块和用于控制循环系统中的流量的方法 | |
| RU2718833C1 (ru) | Адаптивная передача энергии | |
| US10429864B2 (en) | Method for adjusting a climate system | |
| US10544945B2 (en) | Heat supply system | |
| JP5482724B2 (ja) | ハイブリッド式給湯装置 | |
| KR101475720B1 (ko) | 난방장치 | |
| JP3957309B2 (ja) | ２ポンプ方式熱源設備の運転制御方法 | |
| CN103154630B (zh) | 热泵式热水供给机 | |
| JP5038641B2 (ja) | 熱源装置、その熱媒流量の制御方法及び制御プログラム | |
| US11149964B2 (en) | Flow control module and method for controlling the flow in a hydronic system | |
| CN105814370A (zh) | 供热水装置 | |
| KR102042653B1 (ko) | 열교환기의 유량조절장치 | |
| CN219140877U (zh) | 高地势热源的大高差供热系统 | |
| JP6700070B2 (ja) | 水対蒸気熱交換システムおよびその運転方法 | |
| RU2001376C1 (ru) | Способ автоматического регулировани отпуска тепла и устройство дл его осуществлени | |
| CN111630318A (zh) | 废气冷却器 |