RU2737650C2 - Нагревательная система - Google Patents

Нагревательная система Download PDF

Info

Publication number
RU2737650C2
RU2737650C2 RU2018143498A RU2018143498A RU2737650C2 RU 2737650 C2 RU2737650 C2 RU 2737650C2 RU 2018143498 A RU2018143498 A RU 2018143498A RU 2018143498 A RU2018143498 A RU 2018143498A RU 2737650 C2 RU2737650 C2 RU 2737650C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
cooling fluid
temperature
heat pump
return
Prior art date
Application number
RU2018143498A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2018143498A (ru
RU2018143498A3 (ru
Inventor
Пер РОСЕН
Original Assignee
Э.Он Свериге Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=56368914&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2737650(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Э.Он Свериге Аб filed Critical Э.Он Свериге Аб
Publication of RU2018143498A publication Critical patent/RU2018143498A/ru
Publication of RU2018143498A3 publication Critical patent/RU2018143498A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2737650C2 publication Critical patent/RU2737650C2/ru

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
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat 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
    • F24D10/00—District heating systems
    • 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
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • 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
    • F24D5/00—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems
    • F24D5/12—Hot-air central heating systems; Exhaust gas central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • 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
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • 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]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • 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]
    • Y02B30/13—Hot air central heating systems using heat pumps
    • 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
    • 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)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

Изобретение относится к нагревательной системе (100), в состав которой входят районная сеть (1) охлаждения и локальная нагревательная система (200), сконфигурированная с возможностью обогревать здание и/или обеспечивать получение горячей водопроводной воды. Предлагаемая система содержит подающий трубопровод (5) для входного потока охлаждающей текучей среды, имеющего первую температуру, и обратный трубопровод (8) для обратного потока охлаждающей текучей среды, имеющего вторую температуру, более высокую, чем первая температура. Локальная нагревательная система (200) снабжена тепловым насосом (10), у которого вход (10а) подключен к обратному трубопроводу (8) районной сети (1) охлаждения, а выход (10b) - к ее подающему трубопроводу (5). Изобретение позволяет использовать в качестве входной энергии к тепловому насосу тепловую энергию, доступную в обратном трубопроводе районной сети охлаждения, которая рассматривалась как сбросная энергия, а также увеличить ожидаемый срок службы теплового насоса. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники
Изобретение относится к нагревательной системе, в которой локальная нагревательная система здания взаимодействует с районной сетью охлаждения.
Уровень техники
Почти во всех крупных современных городах мира имеются встроенные в их инфраструктуры энергетические сети по меньшей мере двух типов: одна сеть для снабжения теплом и одна сеть для снабжения холодом. Сеть для снабжения теплом может, например, использоваться с целью создания комфортного и/или технологического нагрева и/или с целью получения горячей водопроводной воды. Сеть для снабжения холодом (сеть охлаждения) может, например, использоваться для создания комфортного и/или технологического охлаждения.
Обычная сеть для снабжения теплом представляет собой газовую или электрическую сеть, обеспечивающую нагрев для создания комфорта и/или для технологических целей, и/или для получения горячей водопроводной воды. Альтернативой таких сетей является районная сеть теплоснабжения, используемая для подачи нагретой теплопереносящей текучей среды, в типичном варианте в виде воды, к зданиям города. Для нагрева и распределения нагретой теплопереносящей текучей среды используется центрально расположенная нагревательная и насосная установка. Нагретая теплопереносящая текучая среда подается к зданиям по одному или более подающим трубопроводам и возвращается в нагревательную/насосную установку по одному или более обратным трубопроводам. Локально, в здании, тепло экстрагируется из нагретой теплопереносящей текучей среды тепловым насосом.
Обычная сеть для снабжения холодом является электрической сетью. Электричество может, например, использоваться для обеспечения питания бытовых холодильников и морозильников или для использования воздушных кондиционеров с целью обеспечения комфортного охлаждения. Альтернативой сети для снабжения холодом является районная сеть охлаждения, которая используется для подачи охлажденной теплопереносящей текучей среды, в типичном случае в виде воды, к зданиям города. Для охлаждения и распределения охлажденной теплопереносящей текучей среды используется центрально расположенная холодильная/насосная установка. Охлажденная теплопереносящая текучая среда подается к зданиям по одному или более подающим трубопроводам и возвращается в охлаждающую/насосную установку по одному или более обратным трубопроводам. Локально, в здании, холод экстрагируется из охлажденной теплопереносящей текучей среды тепловым насосом.
Использование энергии для нагрева и/или охлаждения стабильно возрастает, негативно влияя на окружающую среду. Негативные влияния на окружающую среду могут быть ослаблены путем оптимизации использования энергии, присутствующей в сетях распределения энергии. Таким образом, существует потребность в улучшении использования энергии, присутствующей в сетях ее распределения. Кроме того, при осуществлении реальных инженерных проектов обеспечение нагрева/охлаждения требует огромных капитальных затрат, так что имеет место постоянное стремление к их снижению.
Раскрытие изобретения
Таким образом, существует потребность в усовершенствованных решениях реальных проблем снабжения города теплом и холодом.
Соответственно, изобретение направлено на решение по меньшей мере некоторых из вышеупомянутых проблем с целью улучшенного использования энергии в районной сети охлаждения.
Согласно первому аспекту изобретения предлагается нагревательная система, в состав которой входят:
- районная сеть охлаждения, содержащая подающий трубопровод для входного потока охлаждающей текучей среды, имеющего первую температуру в интервале 4-12°С, и обратный трубопровод для обратного потока охлаждающей текучей среды, имеющего вторую температуру в интервале 10-18°С, более высокую, чем первая, и
- локальная нагревательная система здания, сконфигурированная для обогрева здания и/или для получения горячей водопроводной воды, причем данная система снабжена тепловым насосом, вход и выход которого подключены соответственно к обратному трубопроводу районной сети охлаждения и к ее подающему трубопроводу.
Таким образом, тепло охлаждающей текучей среды, которое переносится в обратном трубопроводе районной сети охлаждения и которое до этого рассматривалось как сбросная энергия, в нагревательной системе по изобретению используется в качестве входной энергии для теплового насоса. В свою очередь, тепловой насос использует сбросное тепло охлаждающей текучей среды, чтобы повысить температуру нагревательной текучей среды, применяемой в локальной нагревательной системе, с целью обеспечения нагревания здания для создания комфорта и/или для получения горячей водопроводной воды. Получаемый при этом положительный эффект состоит в возможности уменьшить энергопотребление и соответственно уменьшить размеры теплового насоса. Кроме того, использование районной сети теплоснабжения или наличие доступа к ней в какой-то степени или в некоторых обстоятельствах может оказаться излишним. В результате в финансовом плане такой подход к проблеме снижает суммарные энергозатраты на обслуживание здания, а также суммарные капитальные вложения в здание и его оборудование. Таким образом, изобретение предлагает техническое решение для будущих инженерных проектов, приемлемое и с экологической, и с финансовой точек зрения.
Дальнейшая информация о применимости изобретения будет приведена в нижеследующем подробном описании. Однако должно быть понятно, что подробное описание и рассматриваемые в нем конкретные примеры, поясняющие предпочтительные варианты изобретения, приводятся только в качестве иллюстраций, тогда как специалистам в данной области, после изучения подробного описания, будут ясны возможные изменения и модификации, не выходящие за пределы объема изобретения.
Согласно второму аспекту изобретения предлагается способ управления отбором тепла из районной сети охлаждения, которая используется для удовлетворения потребностей в комфортном охлаждении и содержит следующие компоненты:
- подающий трубопровод для входного потока охлаждающей текучей среды в виде воды, жидкого антифриза или их смесей, при этом данный поток имеет первую температуру в интервале 4-12°С,
- обратный трубопровод для обратного потока охлаждающей текучей среды, имеющего вторую температуру в интервале 10-18°С, более высокую, чем первая температура,
- районную холодильную установку, способную охлаждать охлаждающую текучую среду, поступающую в обратный трубопровод, со второй температуры до первой, и
- множество потребительских охлаждающих устройств, каждое из которых сконфигурировано для потребления холода, содержащегося в охлаждающей текучей среде, поступающей в указанные устройства, с нагревом, тем самым, охлаждающей текучей среды и с обеспечением возврата нагретой охлаждающей текучей среды в обратный трубопровод с возможностью ее циркуляции в районной сети охлаждения вследствие разности давлений между подающим трубопроводом и обратным трубопроводом, поскольку давление в подающем трубопроводе выше, чем в обратном трубопроводе.
При этом отбор тепла производят тепловым насосом, вход и выход которого подключены соответственно к обратному трубопроводу районной сети охлаждения и к ее подающему трубопроводу, а в предлагаемый способ дополнительно включена операция управления насосом, установленным на входе или выходе теплового насоса, чтобы регулировать проходящий через него поток охлаждающей текучей среды.
Данный способ может включать определение данных, относящихся к температуре охлаждающей текучей среды на выходе теплового насоса, и управление насосом на основе указанных данных.
Тепловой насос может быть подключен к нагревательному прибору. В таком варианте способ может дополнительно включать определение данных, относящихся к потребности в нагреве со стороны нагревательного прибора, и управление насосом на основе указанных данных.
Должно быть понятно, что данное изобретение не ограничено конкретными компонентами описанного устройства или операциями описанных способов, поскольку эти устройство и способ могут быть модифицированы. Кроме того, должно быть понятно, что использованная в описании терминология выбрана только для описания конкретных вариантов и не должна рассматриваться, как ограничительная.
Следует отметить, что упоминание любого элемента и объекта означает, что, если из контекста явно не следует обратное, может присутствовать один или более таких элементов. Таким образом, термины типа "компонент" или "указанный компонент" могут подразумевать присутствие нескольких таких компонентов и т.д. Далее, слова "содержащий", "включающий" и их синонимы, относящиеся к определенным элементам или операциям, не исключают присутствия других элементов или операций.
Краткое описание чертежей
Далее упомянутые и другие аспекты изобретения будут описаны более подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых представлены, в общем виде, различные варианты изобретения. Идентичные или сходные элементы имеют одинаковые обозначения на всех чертежах.
На фиг. 1 представлена схема известной районной сети охлаждения, взаимодействующей со зданиями, каждое из которых имеет локальную охлаждающую систему.
На фиг. 2 представлена схема нагревательной системы согласно изобретению.
Осуществление изобретения
Нижеследующее подробное описание изобретения приводится со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие варианты изобретения, которые рассматриваются как предпочтительные. Однако изобретение может быть осуществлено во многих различных формах и не должно интерпретироваться как ограниченное рассматриваемыми далее вариантами. Действительно, эти варианты приводятся только для того, чтобы обеспечить глубину и полноту описания изобретения и чтобы дать специалистам в данной области возможность точно оценить его объем.
Сначала, со ссылкой на фиг. 1, будет рассмотрена общая схема районной сети охлаждения, взаимодействующей со зданиями, каждое из которых оборудовано локальной охлаждающей системой.
Как показано на фиг. 1, районная сеть 1 охлаждения, сама по себе хорошо известная из уровня техники, образована одной или несколькими гидравлическими сетями (не изображены), которые доставляют охлаждающую текучую среду в локальные охлаждающие системы 3, размещенные в нуждающихся в охлаждении зданиях 2, таких как офисные здания, коммерческие помещения, жилые дома и промышленные предприятия. В типичном варианте районная сеть 1 охлаждения содержит районную холодильную установку 4, способную охлаждать охлаждающую текучую среду. Такой установкой может быть, например, электростанция, использующая озерную воду. Охлажденная охлаждающая текучая среда транспортируется по подающему трубопроводу 5, образующему часть трубопроводной системы 6, в потребительские охлаждающие устройства 7, находящиеся в зданиях 2. Разумеется, в одном и том же здании 2 может быть установлено несколько устройств 7. К примерам устройств 7 относятся воздушные кондиционеры и холодильники.
В результате потребления холода, содержащегося в охлажденной охлаждающей жидкости, потребительскими охлаждающими устройствами 7 температура данной среды повышается, после чего нагретая таким образом охлаждающая жидкость возвращается в районную холодильную установку 4 по обратному трубопроводу 8, образующему часть трубопроводной сети 6.
Районные сети 1 охлаждения используются для удовлетворения потребности в комфортном охлаждении. Температура охлаждающей жидкости в подающих трубопроводах 5 в типичном варианте составляет 4-12°С, а температура в обратных трубопроводах 8 - 10-18°С.
Поддержание разности давлений между подающими и обратными трубопроводами гидравлической сети всегда создает так называемый "конус давления", в результате которого давление в подающих трубопроводах 5 выше, чем в обратных трубопроводах 8. Эта разность давлений обеспечивает циркуляцию охлаждающей жидкости в гидравлической сети между районной холодильной установкой и потребительскими охлаждающими устройствами.
В районной сети 1 охлаждения обычно используются нетеплоизолированные трубопроводы из пластика, рассчитанные на максимальное давление, равное 0,6 МПа или 1 МПа, и на максимальную температуру около 50°С. При этом охлаждающей текучей средой, т.е. энергоносителем, в типичном варианте является вода, хотя должно быть понятно, что могут быть использованы и другие текучие среды или их смеси. К примерам таких веществ, не имеющим ограничительного характера, относятся аммоний, жидкие антифризы (такие как гликоль), масла и спирты. Примером смеси, не имеющим ограничительного характера, является вода с добавленным антифризом, таким как гликоль. Согласно существующим оценкам, энергия, содержащаяся в возвращенной охлаждающей жидкости, рассматривается как сбросная энергия.
На фиг. 2 схематично представлена нагревательная система 100 согласно изобретению. В базовом варианте в ее состав входят районная сеть 1 охлаждения, локальная нагревательная система 200 здания 2 и тепловой насос 10. Сеть 1 имеет такую же конструкцию, которая была описана выше со ссылками на фиг. 1, и, чтобы избежать излишних повторов, в данном случае делаются ссылки на соответствующие предыдущие части описания.
Локальная нагревательная система 200 использует циркулирующую нагревательную текучую среду, такую как вода, хотя должно быть понятно, что могут быть использованы и другие текучие среды или их смеси. К примерам таких веществ, не имеющим ограничительного характера, относятся аммиак, жидкие антифризы (такие как гликоль), масла и спирты. Неограничивающим примером смеси является вода с добавкой антифриза, такого как гликоль. Локальная нагревательная система 200 содержит нагревательный прибор 12. Нагревательные приборы 12, сами по себе хорошо известные из уровня техники, могут использоваться, например, для комфортного нагрева в зданиях, таких как офисные здания, коммерческие помещения, жилые дома и предприятия, и/или для получения горячей водопроводной воды. К примерам типичных нагревательных приборов 12 относятся гидравлические радиаторные системы, гидравлические системы нагрева пола, воздушные конвекторы с гидравлическими нагревательными змеевиками и нагревательные батареи с гидравлическими нагревательными змеевиками, установленные в подающих воздуховодах вентиляционных систем. Разумеется, в одном и том же здании 2 может быть установлено несколько нагревательных приборов 12.
Нагревательный прибор 12 подключен к районной сети 1 охлаждения через тепловой насос 10. Тепловые насосы 10 сами по себе хорошо известны из уровня техники. В тепловом насосе 10 имеется замкнутый контур 13, в котором между первым теплообменником 14 и вторым теплообменником 15 циркулирует солевой раствор. У первого теплообменника 14 имеются вход 10а и выход 10b, посредством которых тепловой насос 10 подключен к первому контуру 13а, в котором циркулирует поток первой текучей среды (в данном случае это охлаждающая текучая среда районной сети 1 охлаждения). Аналогично, второй теплообменник имеет вход и выход, посредством которых тепловой насос 10 подсоединен ко второму контуру 13b, в котором циркулирует поток второй текучей среды, в этом случае нагревающей текучей среды локальной нагревательной системы 200. В процессе циркуляции происходит теплообмен между солевым раствором и текучими средами, циркулирующими соответственно в первом и втором контурах 13а и 13b.
В данном контексте термин "вход 10а теплового насоса" следует интерпретировать, как вход первого контура 13а, через который в тепловой насос 10 подается охлаждающая текучая среда из районной сети 1 охлаждения. Аналогично, термин "выход 10b теплового насоса" следует интерпретировать, как выход первого контура 13а, через который тепловой насос 10 возвращает охлаждающую жидкость в районную сеть 1 охлаждения.
Локальная нагревательная система 200 может дополнительно содержать насос 16, сконфигурированный для преодоления разности между давлением в обратных трубопроводах 8 и давлением в подающем трубопроводе 5. Насос 16 сконфигурирован также для регулирования потока охлаждающей жидкости, проходящего через тепловой насос 10. Благодаря такому регулированию потока при одновременном управлении (в качестве опции) функционированием теплового насоса 10 обеспечивается возможность контроля температуры выводимой из него охлаждающей текучей среды. Управлять насосом 16 может контроллер 17 на основе данных, относящихся к потребности в нагреве со стороны нагревательного прибора 12, и/или данных, относящихся к температуре охлаждающей жидкости на выходе 10b теплового насоса 10. Данные, характеризующие потребность в нагреве со стороны нагревательного прибора 12, могут быть получены с помощью датчика 18 потребности в нагреве, подключенного к нагревательному прибору 12. Данные, характеризующие температуру охлаждающей жидкости на выходе 10b теплового насоса 10, могут быть получены с помощью температурного датчика Т1, подключенного к выходу 10b. В варианте по фиг. 2 насос 16 подключен к входу 10а теплового насоса 10. Альтернативно, этот насос может быть включен на выходе 10b теплового насоса 10.
Изобретение основано на неожиданном решении использовать сбросную энергию, доступную в обратном трубопроводе 8 районной сети 1 охлаждения, в качестве источника нагрева здания 2, т.е. для комфортного нагрева и/или для получения горячей водопроводной воды. Более конкретно, вход 10а теплового насоса 10 подключен к обратному трубопроводу 8 районной сети охлаждения. В результате тепловая энергия охлаждающей текучей среды в обратном трубопроводе 8, которая до этого рассматривалась как сбросная, поступает в качестве входной энергии к тепловому насосу 10. В типичной ситуация температура охлаждающей текучей среды в обратном трубопроводе 8 равна 10-18°С.
Выход 10b теплового насоса 10 подключен к подающему трубопроводу 5 районной сети 1 охлаждения. В результате охлаждающая текучая среда, выводимая из теплового насоса 10, поступает в подающий трубопровод 5 локальной районной сети 1 охлаждения, где она смешивается с потоком охлажденной охлаждающей текучей среды. В зависимости от режимов работы теплового насоса 10 температура выходящей из него охлаждающей текучей среды в типичном варианте составляет 4-12°С, т.е. лежит в границах интервала температуры охлаждающей текучей среды в подающем трубопроводе 5. Поскольку расход потока, циркулирующего через тепловой насос 10, может быть небольшим по сравнению с расходом потока, проходящего через подающий трубопровод 5, применительно к нагреву охлаждающей текучей среды в трубопроводе 5 любую разность температур между двумя потоками можно не учитывать.
Изобретение предлагает техническое решение, приемлемое для будущих инженерных проектов как с экологической, так и с финансовой точек зрения. Оно позволяет уже существующую инфраструктуру районной сети охлаждения использовать не только для охлаждения, но и для нагрева. В нагревательной системе по изобретению тепловая энергия, доступная в обратном трубопроводе районной сети охлаждения, которая до этого рассматривалась как сбросная энергия, поступает в качестве входной энергии к тепловому насосу, составляющему часть локальной нагревательной системы. Таким образом, в тепловой насос подается предварительно нагретая текучая среда, что позволяет уменьшить его энергопотребление. Тем самым снижаются суммарные расходы на энергию, необходимую для обслуживания здания, а также совокупные капиталовложения в него. Уменьшение капиталовложений объясняется тем, что необходимая производительность теплового насоса может быть уменьшена. Кроме того, благодаря уменьшению нагрузки может быть увеличен ожидаемый срок службы теплового насоса.
Специалисты в данной области смогут, в процессе анализа чертежей, описания и формулы, а также при практическом осуществлении изобретения, предложить и другие модификации описанных вариантов.

Claims (29)

1. Нагревательная система (100), в состав которой входят:
районная сеть (1) охлаждения, служащая для удовлетворения требований комфортного охлаждения и содержащая:
подающий трубопровод (5) для входного потока охлаждающей текучей среды в виде воды, жидкого антифриза или их смесей, имеющего первую температуру в интервале 4-12°С,
обратный трубопровод (8) для обратного потока охлаждающей текучей среды, имеющего вторую температуру в интервале 10-18°С, более высокую, чем первая температура,
районную холодильную установку (4), способную охлаждать охлаждающую текучую среду, поступающую в обратный трубопровод (8), со второй температуры до первой температуры, и
множество потребительских охлаждающих устройств (7), каждое из которых сконфигурировано для потребления холода, содержащегося в охлаждающей текучей среде, поступающей в указанные охлаждающие устройства, с нагревом тем самым охлаждающей текучей среды и с обеспечением возврата нагретой охлаждающей текучей среды в обратный трубопровод (8),
при этом охлаждающая текучая среда способна циркулировать в районной сети охлаждения вследствие разности давлений между подающим трубопроводом (5) и обратным трубопроводом (8), причем давление в подающем трубопроводе (5) выше, чем в обратном трубопроводе (8), и
локальная нагревательная система (200) здания (2), сконфигурированная для нагрева здания и/или для получения горячей водопроводной воды и содержащая:
тепловой насос (10), имеющий вход (10а), подключенный к обратному трубопроводу (8) районной сети (1) охлаждения, и выход (10b), подключенный к подающему трубопроводу (5) районной сети (1) охлаждения, и
насос (16), установленный на входе (10а) или на выходе (10b) теплового насоса (10) и сконфигурированный с возможностью преодоления разности между давлением в обратном трубопроводе (8) и давлением в подающем трубопроводе (5).
2. Система (100) по п. 1, в которой локальная нагревательная система (200) здания (2) дополнительно содержит контроллер (17), сконфигурированный для управления насосом (16) с целью регулирования потока охлаждающей текучей среды, проходящего через тепловой насос (10).
3. Система (100) по п. 2, в которой локальная нагревательная система (200) здания (2) дополнительно содержит датчик (Т1) температуры, сконфигурированный для получения данных, относящихся к температуре охлаждающей текучей среды на выходе (10b) теплового насоса (10), а контроллер (17) сконфигурирован для управления насосом (16) на основе указанных данных, относящихся к температуре охлаждающей текучей среды на выходе (10b) теплового насоса (10).
4. Система (100) по п. 2 или 3, в которой локальная нагревательная система (200) здания (2) дополнительно содержит нагревательный прибор (12) и датчик (18) потребности в нагреве, сконфигурированный для получения данных, относящихся к потребности в нагреве со стороны нагревательного прибора (12), при этом контроллер (17) сконфигурирован для управления насосом (16) на основе указанных данных, относящихся к потребности в нагреве со стороны нагревательного прибора (12).
5. Система (100) по любому из пп. 2-4, в которой контроллер (17) сконфигурирован также для управления функционированием теплового насоса (10).
6. Система (100) по любому из пп. 1-5, в которой насос (16) установлен на входе (10а) теплового насоса (10).
7. Система (100) по любому из пп. 1-5, в которой насос (16) установлен на выходе (10b) теплового насоса (10).
8. Система (100) по любому из пп. 1-7, в которой подающий и обратный трубопроводы представляют собой нетеплоизолированные трубопроводы из пластика.
9. Способ управления отбором тепла из районной сети (1) охлаждения, которая используется для удовлетворения потребностей в комфортном охлаждении и содержит:
подающий трубопровод (5) для входного потока охлаждающей текучей среды в виде воды, жидкого антифриза или их смесей, имеющего первую температуру в интервале 4-12°С,
обратный трубопровод (8) для обратного потока охлаждающей текучей среды, имеющего вторую температуру в интервале 10-18°С, более высокую, чем первая температура,
районную холодильную установку (4), способную охлаждать текучую среду, поступающую в обратный трубопровод (8), со второй температуры до первой температуры, и
множество потребительских охлаждающих устройств (7), каждое из которых сконфигурировано для потребления холода, содержащегося в охлаждающей текучей среде, поступающей в указанные охлаждающие устройства, с нагревом тем самым охлаждающей текучей среды и с обеспечением возврата нагретой охлаждающей текучей среды в обратный трубопровод (8),
при этом охлаждающая текучая среда циркулирует в районной сети охлаждения вследствие разности давлений между подающим трубопроводом (5) и обратным трубопроводом (8), причем давление в подающем трубопроводе (5) выше, чем в обратном трубопроводе (8),
отбор тепла производят тепловым насосом (10), у которого вход (10а) подключен к обратному трубопроводу (8) районной сети (1) охлаждения, а выход (10b) - к ее подающему трубопроводу (5),
а способ дополнительно включает операцию управления насосом (16), установленным на входе (10а) или на выходе (10b) теплового насоса (10), чтобы регулировать проходящий через него поток охлаждающей текучей среды.
10. Способ по п. 9, дополнительно включающий определение данных, относящихся к температуре охлаждающей текучей среды, на выходе (10b) теплового насоса (10),
причем операция управления насосом (16) включает его регулирование на основе указанных данных, относящихся к температуре охлаждающей текучей среды на выходе (10b) теплового насоса (10).
11. Способ по п. 9 или 10, в котором тепловой насос (10) подключен к нагревательному прибору (12) и который дополнительно включает определение данных, относящихся к потребности в нагреве со стороны нагревательного прибора (12),
причем операция управления насосом (16) включает его регулирование на основе указанных данных, относящихся к потребности в нагреве со стороны нагревательного прибора (12).
RU2018143498A 2016-07-07 2017-06-29 Нагревательная система RU2737650C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16178387.3A EP3267118A1 (en) 2016-07-07 2016-07-07 Heating system
EP16178387.3 2016-07-07
PCT/EP2017/066133 WO2018007235A1 (en) 2016-07-07 2017-06-29 Heating system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018143498A RU2018143498A (ru) 2020-08-07
RU2018143498A3 RU2018143498A3 (ru) 2020-10-14
RU2737650C2 true RU2737650C2 (ru) 2020-12-01

Family

ID=56368914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018143498A RU2737650C2 (ru) 2016-07-07 2017-06-29 Нагревательная система

Country Status (15)

Country Link
US (1) US11060738B2 (ru)
EP (2) EP3267118A1 (ru)
JP (1) JP6921876B2 (ru)
KR (2) KR102136577B1 (ru)
CN (1) CN109790983A (ru)
AU (1) AU2017294400A1 (ru)
BR (1) BR112018076591A2 (ru)
CA (1) CA3026478A1 (ru)
CL (1) CL2018003387A1 (ru)
DK (1) DK3482136T3 (ru)
HR (1) HRP20230783T1 (ru)
MX (1) MX2018015300A (ru)
PL (1) PL3482136T3 (ru)
RU (1) RU2737650C2 (ru)
WO (1) WO2018007235A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3505831A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-03 Brunnshög Energi AB Control unit and method for controlling a local distribution system's outtake of heat or cold from a thermal energy distribution grid
CN108679682B (zh) * 2018-03-13 2019-07-30 东南大学 回收火力发电厂干法捕集co2过程余热并用于供热的系统
EP3751205A1 (en) * 2019-06-13 2020-12-16 E.ON Sverige AB Method and control server for controlling a district thermal energy distribution system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0150671A1 (de) * 1984-01-13 1985-08-07 Jakob Huber Verfahren zur Regelung einer thermischen Anlage
CH697593B1 (de) * 2004-08-10 2008-12-15 Ul Tech Ag Wärmepumpeneinrichtung.
DE102009047908A1 (de) * 2009-09-23 2011-08-25 Jürgen 73655 Falliano Vorrichtung und Verfahren zur Versorgung eines kalten Nahwärmenetzes mit Wärme
RU133591U1 (ru) * 2013-07-01 2013-10-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Система теплохолодоснабжения

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH69793A (de) * 1914-10-31 1915-07-16 Rheinische Metallw & Maschf Uhrwerkhemmung an mechanischen Zeitzündern
JPH01196468A (ja) * 1988-02-01 1989-08-08 Yazaki Corp 冷暖負荷駆動方法およびその装置
JP2762155B2 (ja) 1990-06-13 1998-06-04 株式会社荏原製作所 地域冷暖房システム
JP2707362B2 (ja) 1990-09-04 1998-01-28 株式会社荏原製作所 地域冷暖房システム
FR2710137B1 (fr) * 1993-09-17 1995-12-08 Equip Technic Installation de production d'eau chaude sanitaire.
FI98858C (fi) * 1994-01-24 1997-08-25 Abb Installaatiot Oy Menetelmä termisen energian jakelujärjestelmän yhteydessä ja termisen energian jakelujärjestelmä
CN1265137C (zh) * 2001-05-03 2006-07-19 马特斯·林德格伦 用于控制从热交换器流出的输出流的温度并测量所产生的热量的方法和装置
FR2899671B1 (fr) * 2006-04-11 2015-03-06 Michel Louis Dupraz Systeme de chauffage, rafraichissement et production d'eau chaude sanitaire par capteur solaire combine avec une thermopompe et une reserve thermique a basse temperature.
EP2122257B1 (en) * 2007-02-19 2017-04-26 Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) Co2 based district energy system
KR100917388B1 (ko) * 2007-04-18 2009-09-17 신길현 복류수를 이용하는 열펌프 냉 난방시스템
SE532189C2 (sv) * 2008-05-15 2009-11-10 Scandinavian Energy Efficiency Förfarande samt anordning för uppvärmning och kylning av flera småhus
CN102422093B (zh) * 2009-05-12 2014-03-19 三菱电机株式会社 空调装置
CA2765065A1 (en) 2009-06-16 2010-12-23 Dec Design Mechanical Consultants Ltd. District energy sharing system
CN201539970U (zh) * 2009-11-20 2010-08-04 苏州大学 水源热泵热水器
GB2502341A (en) * 2012-05-25 2013-11-27 Kensa Heat Pumps Ltd System arranged to provide thermal energy to multiple consumers using heat pumps for heating and/or cooling
DE202012103891U1 (de) * 2012-10-11 2012-12-10 Bürger-Energie Fischerbach eG i. Gr. Versorgungsnetz
CN102980234B (zh) * 2012-12-10 2014-12-31 安徽日源环保能源科技有限公司 一种高温地热水串联供暖方法
GB2522025B (en) 2014-01-09 2016-07-20 Greenfield Master Ipco Ltd Thermal Energy Network
DE102014005003A1 (de) * 2014-04-01 2015-10-01 Rwe Deutschland Ag System zur Bereitstellung von Regenerativwärme sowie Verfahren zur Versorgung von Wohn- und/oder Gewerbeimmobilien mit Regenerativwärme

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0150671A1 (de) * 1984-01-13 1985-08-07 Jakob Huber Verfahren zur Regelung einer thermischen Anlage
CH697593B1 (de) * 2004-08-10 2008-12-15 Ul Tech Ag Wärmepumpeneinrichtung.
DE102009047908A1 (de) * 2009-09-23 2011-08-25 Jürgen 73655 Falliano Vorrichtung und Verfahren zur Versorgung eines kalten Nahwärmenetzes mit Wärme
RU133591U1 (ru) * 2013-07-01 2013-10-20 Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Дальневосточный Федеральный Университет" (Двфу) Система теплохолодоснабжения

Also Published As

Publication number Publication date
MX2018015300A (es) 2019-04-09
EP3267118A1 (en) 2018-01-10
CN109790983A (zh) 2019-05-21
CA3026478A1 (en) 2018-01-11
JP2019525110A (ja) 2019-09-05
KR102136577B1 (ko) 2020-07-22
AU2017294400A1 (en) 2018-12-06
US11060738B2 (en) 2021-07-13
KR20190017811A (ko) 2019-02-20
PL3482136T3 (pl) 2023-09-25
EP3482136A1 (en) 2019-05-15
HRP20230783T1 (hr) 2023-10-27
EP3482136B1 (en) 2023-05-17
RU2018143498A (ru) 2020-08-07
JP6921876B2 (ja) 2021-08-18
DK3482136T3 (da) 2023-06-26
WO2018007235A1 (en) 2018-01-11
KR102228547B1 (ko) 2021-03-16
KR20200085368A (ko) 2020-07-14
RU2018143498A3 (ru) 2020-10-14
CL2018003387A1 (es) 2019-01-18
US20190154271A1 (en) 2019-05-23
BR112018076591A2 (pt) 2019-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6983770B2 (ja) 地域熱エネルギー配給システム
JP7221337B2 (ja) 地域熱エネルギー配給システムのための局所熱エネルギー消費器アセンブリおよび局所熱エネルギー発生器アセンブリ
KR102171919B1 (ko) 결합된 냉각 및 가열 시스템
KR102341483B1 (ko) 에너지 분배 시스템
RU2737650C2 (ru) Нагревательная система
JP2019521305A (ja) 局所冷却システムと局所加熱システムとの間の伝熱を制御するための方法
EP3833907A1 (en) Local heat extracting assembly having passive and active elements and a local energy distributing system comprising a plurality of such local heat extracting assemblies
CN109737475B (zh) 一种数据中心余热清洁供暖系统