RU2761700C1 - Method for using the heat of the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system and heating needs and a system for its implementation - Google Patents

Method for using the heat of the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system and heating needs and a system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2761700C1
RU2761700C1 RU2021111921A RU2021111921A RU2761700C1 RU 2761700 C1 RU2761700 C1 RU 2761700C1 RU 2021111921 A RU2021111921 A RU 2021111921A RU 2021111921 A RU2021111921 A RU 2021111921A RU 2761700 C1 RU2761700 C1 RU 2761700C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
ventilation
building
heat
heat pump
Prior art date
Application number
RU2021111921A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Константинович Трухин
Михаил Федорович Харченко
Елена Владимировна Тарасова
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Профит-Хаус"
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
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Профит-Хаус" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Профит-Хаус"
Priority to RU2021111921A priority Critical patent/RU2761700C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761700C1 publication Critical patent/RU2761700C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/08Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply

Abstract

FIELD: energy saving.
SUBSTANCE: inventions group relates to the field of energy saving, namely to devices for recuperating warm exhaust air from rooms in hot water supply (HWS) and building heating systems. A method of using the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system (HWS) and heating needs, in which in a warm attic, which is a storage of ventilation air, ventilation air is taken from the outputs of at least two ventilation headers, and is forcedly fed into the housing of the ventilation unit by a fan. Air is passed through its connecting section to a perforated grid, where the air flow is leveled and it enters the heat exchanger, which is used as the air channels of the heat pump evaporator, into the pipe system of which the refrigerant is supplied. The air gives up its heat to the refrigerant circulating in the refrigeration circuit of the heat pump. Then the heated water through the first water circulation closed loop is discharged into the accumulator tank, from which heated water through the second water circulation closed loop and additional heat exchangers is supplied to the HWS system and for heating needs. Condensate that forms on the surface of the heat pump evaporator and accumulates in the sump is discharged through the pipes to the sewerage system. The ventilation air cooled in the heat exchanger is discharged through the guide grille of the ventilation unit into the exhaust shaft of the warm attic outside the building, while the lower part of the exhaust shaft is closed with an insulated valve. When the power supply to the heat pump and the ventilation unit is disconnected, a backup power source is connected, the insulated ventilation valve is opened, and the exhaust air is removed from the warm attic to the outside of the building by means of natural pressure.
EFFECT: increasing the efficiency of the method, as well as simplifying the design of the system for using the heat of the exhaust ventilation air of the building for hot water supply and for the needs of heating the building, as well as reducing costs in the manufacture, installation and operation of the system.
6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области энергосбережения, а именно к устройствам для рекуперации теплого вытяжного воздуха помещений в системах горячего водоснабжения (ГВС) и отопления здания.The invention relates to the field of energy saving, in particular to devices for recuperating warm exhaust air from rooms in hot water supply (DHW) and building heating systems.

Известна система и способ вентиляции для производства горячей воды и для компактного отопления с помощью встроенного теплового насоса (Патент EP2306107 , F24F 12/00, F24D 17/02, F24F 5/00, F24H 6/00, 2306107, дата публикации 06.04.2011). Изобретение относится к системе и способу использования вентиляции для производства горячей воды для бытовых нужд и отопления тепловым насосом. Это интегрированный модуль, подключенный к воздушным сетям и трубам водоснабжения, а также к электросети, который имеет входное отверстие для исходного воздуха, выход для отработанного воздуха, выход для приточного воздуха, первый входной патрубок для возвратного воздуха и второй вход для отработанного воздуха. Контур исходного воздуха соединен с контуром вытяжного воздуха посредством управляемого открытия или закрытия байпаса, а контур приточного воздуха соединен с воздушным контуром рециркуляции воздуха с помощью клапана для управления открытием или закрытием. Контур отработанного воздуха состоит из вентилятора и теплообменника воздух / хладагент. Контур продувочного воздуха состоит из вентилятора и теплообменника воздух / хладагент. Первый и второй теплообменники соединены между собой контурами хладагента с компрессором и расширительным клапаном. Теплообменник хладагент / вода для бытового потребления подключен параллельно байпасу к первому контуру хладагента, а регулируемый трехходовой клапан, расположенный после компрессора, позволяет регулировать поток хладагента к хладагенту/теплообменник бытовой воды. Система дополнительно содержит средства для управления ее работой. В способе реализации первый и второй вентиляторы работают постоянно, расход вентиляции меняется в зависимости от потребностей, причем:A known system and method of ventilation for the production of hot water and for compact heating using a built-in heat pump (Patent EP2306107, F24F 12/00, F24D 17/02, F24F 5/00, F24H 6/00, 2306107, publication date 04/06/2011) ... The invention relates to a system and method for using ventilation for the production of hot water for domestic needs and heating by a heat pump. It is an integrated module, connected to the air and water supply pipes, as well as to the mains, which has an inlet for source air, an outlet for exhaust air, an outlet for supply air, a first inlet for return air and a second inlet for exhaust air. The source air circuit is connected to the extract air circuit by controlled opening or closing of the bypass, and the supply air circuit is connected to the recirculated air circuit using a valve to control the opening or closing. The exhaust air circuit consists of a fan and an air / refrigerant heat exchanger. The purge air circuit consists of a fan and an air / refrigerant heat exchanger. The first and second heat exchangers are connected to each other by refrigerant circuits with a compressor and an expansion valve. The refrigerant / domestic water heat exchanger is connected in parallel with the bypass to the first refrigerant circuit, and an adjustable three-way valve downstream of the compressor allows the flow of refrigerant to the refrigerant / domestic water heat exchanger to be regulated. The system additionally contains means for managing its operation. In the implementation method, the first and second fans operate constantly, the ventilation flow rate varies depending on the needs, and:

- если нет необходимости в отоплении и ГВС, байпас и клапан закрываются, а компрессор останавливается;- if there is no need for heating and hot water supply, the bypass and the valve are closed and the compressor stops;

- в случае низкой потребности в обогреве байпас открыт, а клапан остается закрытым, компрессор работает;- in case of low heating demand, the bypass is open, and the valve remains closed, the compressor is running;

- в случае сильной потребности в обогреве байпас и клапан открыты, компрессор работает.- in case of a strong demand for heating, the bypass and the valve are open, the compressor is running.

К недостаткам данного изобретения можно отнести то, что:The disadvantages of this invention include the fact that:

- вытяжная вентиляция осуществляется только с механическим побуждением – вентилятором; - exhaust ventilation is carried out only with a mechanical drive - a fan;

- в системе имеется два выносных конденсатора, один используется для подогрева воды в баке ГВС, другой для подогрева приточного воздуха.- the system has two remote condensers, one is used to heat water in the DHW tank, the other to heat the supply air.

Известен способ использования тепла, выделяемого за счет естественной вентиляции, в системе центрального отопления здания и для производства горячей воды (Патент EP2253892, МПК F24D 11/02, номер публикации 2253892, дата публикации 24.11.2010), наиболее близкий по своей технической сущности и по достигаемому результату к заявляемым устройству и способу и принят в качестве прототипа для обоих объектов.There is a known method of using heat generated by natural ventilation in the central heating system of a building and for the production of hot water (Patent EP2253892, IPC F24D 11/02, publication number 2253892, publication date 11.24.2010), the closest in its technical essence and the achieved result for the claimed device and method and adopted as a prototype for both objects.

В способе использования тепла, выделяемого за счет естественной вентиляции, в котором из верхней технической части здания производят отбор вентиляционного воздуха с выходов вентиляционных коллекторов и передают его посредством вентиляторов в теплообменники и тепловой насос, при этом в теплообменнике происходит нагрев воды посредством теплообмена (воздух, поступающий из системы вентиляции, может проходить через тепловой насос типа «воздух-вода). После чего нагретую воду отводят в замкнутый циркуляционный контур системы ГВС и на нужды отопления помещений здания, при этом воду, предварительно нагретую тепловым насосом, при необходимости, догревают дополнительными теплообменниками. При недостаточной производительности теплового насоса для выработки необходимого количества тепла, теплоноситель получает недостающее тепло, проходя через дополнительный теплообменник дистанционного обогрева. Горячая вода производится двухсистемным (отопление и производство горячей воды) тепловым насосом или отдельным теплообменником. Выпускаемый воздух комнатной температуры направляют в существующую систему отопления здания через теплообменник воздух-вода и тепловой насос.In the method of using heat generated by natural ventilation, in which ventilation air is taken from the upper technical part of the building from the outlets of the ventilation collectors and is transferred by means of fans to heat exchangers and a heat pump, while water is heated in the heat exchanger by means of heat exchange (air entering from the ventilation system, can pass through an air-to-water heat pump). After that, the heated water is diverted into a closed circulation loop of the hot water supply system and for the needs of heating the premises of the building, while the water previously heated by the heat pump, if necessary, is heated with additional heat exchangers. If the performance of the heat pump is insufficient to generate the required amount of heat, the coolant receives the missing heat, passing through an additional heat exchanger for remote heating. Hot water is produced by a two-system (heating and hot water production) heat pump or a separate heat exchanger. The exhaust air at room temperature is directed to the existing heating system of the building through an air-to-water heat exchanger and a heat pump.

В данном техническом решении представлено устройство, реализующее известный способ. Устройство содержит систему из воздушных камер, установленных над вентиляционными коллекторами для улавливания тепла, выделяемого вентиляционными коллекторами. На боковых вертикальных стенках данных коллекторов расположены вентиляционные крышки. Регулирование объемов воздуха осуществляется с помощью клапанов (заслонок, плафонов). В верхней части каждой воздушной камеры вентиляционного коллектора расположены промежуточный воздухо-водяной теплообменник и вентилятор, отводящий через теплообменник тепло. Кроме того, система снабжена дополнительными теплообменниками для системы ГВС и на нужды отопления.This technical solution presents a device that implements the known method. The device contains a system of air chambers installed above the ventilation manifolds to capture the heat generated by the ventilation manifolds. There are ventilation covers on the side vertical walls of these collectors. Air volume control is carried out using valves (dampers, shades). In the upper part of each air chamber of the ventilation manifold, there are an intermediate air-water heat exchanger and a fan that removes heat through the heat exchanger. In addition, the system is equipped with additional heat exchangers for the DHW system and for heating needs.

Известное техническое решение имеет недостатки как у способа, так и устройства для его реализации:The known technical solution has disadvantages both in the method and in the device for its implementation:

- использование отдельных вентиляторов и теплообменников для каждого вентиляционного коллектора приводит к нецелесообразному удорожанию и усложнению конструкции;- the use of separate fans and heat exchangers for each ventilation manifold leads to an unreasonable increase in cost and complexity of the design;

- расположение теплообменника в вентиляционном коллекторе усложняет обслуживание теплообменника;- the location of the heat exchanger in the ventilation manifold complicates the maintenance of the heat exchanger;

- использование промежуточного теплообменника с водяным контуром усложняет конструкцию и уменьшает производительность теплового насоса;- the use of an intermediate heat exchanger with a water circuit complicates the design and reduces the performance of the heat pump;

- использование отдельных клапанов для выброса воздуха из каждого вентиляционного коллектора с вытяжными каналами спутниками приводит к нецелесообразному удорожанию и усложнению конструкции;- the use of separate valves for air discharge from each ventilation manifold with exhaust ducts by satellites leads to an unreasonable rise in cost and complication of the design;

- при работе теплообменника вентиляционный воздух охлаждается и неизбежно образовывается конденсат, стекающий с поверхности теплообменника, отсутствие устройства сбора конденсата приводит к попаданию сконденсировавшейся влаги в вытяжные вентиляционные коллекторы, и появлению на их стенках плесени и болезнетворных организмов;- during operation of the heat exchanger, the ventilation air cools down and condensate inevitably forms, flowing down from the surface of the heat exchanger, the absence of a condensate collector leads to the ingress of condensed moisture into the exhaust ventilation collectors, and the appearance of mold and pathogens on their walls;

- снятие теплоты вытяжного воздуха с вентиляционных коллекторов приведет к понижению температуры внутри пространства верхнего технического помещения здания и в целом к нарушению теплового режима внутри здания.- removal of the exhaust air heat from the ventilation collectors will lead to a decrease in the temperature inside the space of the upper technical room of the building and, in general, to a violation of the thermal regime inside the building.

Задачей, на решение которой направлены предлагаемые изобретения, является устранение вышеуказанных недостатков и увеличение эффективности работы способа, а также упрощение конструкции системы использования теплоты вытяжного вентиляционного воздуха здания для горячего водоснабжения и на нужды отопления здания, а также снижение затрат при изготовлении, монтаже и эксплуатации системы.The problem to be solved by the proposed inventions is to eliminate the above disadvantages and increase the efficiency of the method, as well as to simplify the design of the system for using the heat of the exhaust ventilation air of the building for hot water supply and for the needs of heating the building, as well as to reduce costs in the manufacture, installation and operation of the system. ...

Поставленная задача достигается тем, что в способе использования теплоты вытяжного вентиляционного воздуха здания для системы горячего водоснабжения (ГВС) и нужд отопления производят отбор вентиляционного воздуха, поступающего с выходов вентиляционных коллекторов в верхней технической части здания (теплого чердака), являющегося накопителем вентиляционного воздуха. Вентиляционный воздух, поступающий в теплый чердак, как минимум от двух вентиляционных коллекторов подают принудительно вентилятором в корпус вентиляционной установки, во входной секции которого устанавливают вентилятор, и далее пропускают его через соединительную секцию вентиляционной установки на перфорированную решетку, где выравнивают поток воздуха и он поступает в теплообменник, в качестве которого используют воздушные каналы испарителя теплового насоса. В систему трубок теплового насоса подают холодильный агент, при этом воздух отдает свою теплоту холодильному агенту в циркуляционном контуре теплового насоса, а тепловым насосом нагревают воду. Далее нагретую воду через замкнутый циркуляционный контур с насосом сбрасывают в бак аккумулятор, из которого нагретую воду другим насосом подают в дополнительные теплообменники для нагрева воды для системы ГВС и нужд отопления помещений здания. Конденсат, образующийся на поверхности испарителя теплового насоса и скапливающийся в поддоне, отводят через патрубки в систему канализации. Охлажденный в теплообменнике вентиляционный воздух отводят через направляющую решетку вентиляционной установки в вытяжную шахту теплого чердака, через которую воздух удаляют наружу здания. Нижнюю часть вытяжной шахты закрывают утепленным клапаном. При отключении энергоснабжения теплового насоса и вентиляционной установки утепленный клапан открывают при помощи резервного источника питания и посредством естественного давления вытяжной воздух удаляют из теплого чердака наружу здания.The task is achieved by the fact that in the method of using the heat of the exhaust ventilation air of the building for the hot water supply system (DHW) and heating needs, the ventilation air is taken from the outlets of the ventilation collectors in the upper technical part of the building (warm attic), which is the accumulator of ventilation air. The ventilation air entering the warm attic from at least two ventilation collectors is forced by a fan into the ventilation unit housing, in the inlet section of which a fan is installed, and then it is passed through the connecting section of the ventilation unit to a perforated grill, where the air flow is leveled and it enters heat exchanger, which is used as the air channels of the heat pump evaporator. A refrigerant is supplied to the pipe system of the heat pump, while the air gives up its heat to the refrigerant in the heat pump's circulation loop, and the water is heated by the heat pump. Then the heated water is discharged into the accumulator tank through a closed circulation loop with a pump, from which the heated water is supplied by another pump to additional heat exchangers for heating water for the hot water system and the needs of heating the premises of the building. Condensate that forms on the surface of the heat pump evaporator and accumulates in the sump is discharged through the pipes to the sewerage system. The ventilation air cooled in the heat exchanger is removed through the guide grille of the ventilation unit into the exhaust shaft of the warm attic, through which the air is removed outside the building. The lower part of the exhaust shaft is closed with an insulated valve. When the power supply to the heat pump and the ventilation unit is disconnected, the insulated valve is opened using a backup power source and, by means of natural pressure, the exhaust air is removed from the warm attic to the outside of the building.

Поставленная задача достигается также тем, что система использования теплоты вытяжного вентиляционного воздуха здания для горячего водоснабжения и на нужды отопления здания, включающая тепловой насос, водяной циркуляционный контур, соединенные между собой вентилятор и теплообменник, которые расположены в верхней технической части здания, являющейся теплым чердаком, кроме того система снабжена дополнительными теплообменниками для системы ГВС и на нужды отопления помещений здания, аккумуляторным баком для нагретой воды и вентиляционной установкой, обслуживающей как минимум два вентиляционных коллектора, выходящих на теплый чердак. Корпус вентиляционной установки выполнен из входной и соединительной секций, а также секции теплообменника, при этом во входной секции размещен вентилятор, снабженный системой автоматического поддержания постоянного напора, между соединительной секцией и секцией теплообменника установлена перфорированная решетка, а в секции теплообменника установлен выносной испаритель теплового насоса. Причем испаритель включает в себя как минимум один воздушный канал. Корпус вентиляционной установки жестко соединен с боковой вертикальной поверхностью вытяжной шахты, отводящей воздух из теплого чердака. На выходе воздуха из секции теплообменника в вытяжную шахту установлена направляющая решетка. Тепловой насос и испаритель связаны между собой трубками циркуляционного контура. Под испарителем установлен поддон, имеющий патрубок для отвода конденсата в систему канализации. В нижней части вытяжной шахты теплого чердака установлен утепленный вентиляционный клапан, оборудованный резервным источником питания. Аккумуляторный бак посредством первого замкнутого циркуляционного контура соединен с тепловым насосом, а вторым через дополнительные теплообменники соединен с системой ГВС и для нужд отопления. Аккумуляторный бак может быть установлен как на теплом чердаке, так и вне него. Регулировка системы происходит с помощью блока управления.The task is also achieved by the fact that the system for using the heat of the exhaust ventilation air of the building for hot water supply and for the needs of heating the building, including a heat pump, a water circulation circuit, a fan and a heat exchanger connected to each other, which are located in the upper technical part of the building, which is a warm attic, in addition, the system is equipped with additional heat exchangers for the hot water system and for the needs of heating the premises of the building, an accumulator tank for heated water and a ventilation unit that serves at least two ventilation collectors leading to a warm attic. The casing of the ventilation unit is made of inlet and connection sections, as well as a heat exchanger section, while the inlet section contains a fan equipped with an automatic constant pressure control system, a perforated grate is installed between the connection section and the heat exchanger section, and a remote heat pump evaporator is installed in the heat exchanger section. Moreover, the evaporator includes at least one air channel. The casing of the ventilation unit is rigidly connected to the lateral vertical surface of the exhaust shaft, which removes air from the warm attic. A guide grid is installed at the air outlet from the heat exchanger section to the exhaust shaft. The heat pump and the evaporator are connected to each other by pipes of the circulation circuit. A pallet is installed under the evaporator, which has a branch pipe for draining condensate into the sewerage system. An insulated ventilation valve equipped with a backup power source is installed in the lower part of the exhaust shaft of the warm attic. The storage tank is connected to the heat pump through the first closed circulation loop, and the second through additional heat exchangers is connected to the DHW system and for heating needs. The battery tank can be installed both in a warm attic and outside. The system is adjusted using the control unit.

Способ осуществляется следующим образом. Производят отбор теплого вытяжного вентиляционного воздуха, поступающего с выходов как минимум двух вентиляционных коллекторов в верхнюю техническую часть здания, а именно в теплый чердак, который используют как накопитель вентиляционного воздуха. Далее отобранный теплый воздух принудительно вентилятором подают в корпус вентиляционной установки, где его пропускают через ее входную и соединительную секцию на перфорированную решетку. На перфорированной решетке выравнивают поток воздуха и он поступает в теплообменник, в качестве которого используют воздушные каналы испарителя теплового насоса. В систему трубок теплового насоса подают холодильный агент, таким образом происходит теплообмен между теплым воздухом и хладагентом. Воздух отдает свою теплоту холодильному агенту в циркуляционном контуре теплового насоса, а тепловой насос нагревает воду. Нагретую воду через первый замкнутый водяной циркуляционный контур с насосом сбрасывают в бак аккумулятор, из которого ее по второму замкнутому водяному циркуляционному контуру другим насосом подают в теплообменники для нагрева воды для системы ГВС и нужд отопления. Конденсат, образующийся на поверхности испарителя теплового насоса и скапливающийся в поддоне, отводят через патрубки в систему канализации. Охлажденный в теплообменнике вентиляционный воздух отводят через направляющую решетку вентиляционной установки в вытяжную шахту теплого чердака, через которую воздух удаляют наружу здания. При работе системы нижнюю часть вытяжной шахты закрывают утепленным клапаном, а при отключении энергоснабжения теплового насоса и вентиляционной установки подключают резервный источник питания, открывают утепленный вентиляционный клапан и посредством естественного давления вытяжной воздух удаляют из теплого чердака наружу здания.The method is carried out as follows. Warm exhaust ventilation air is taken from the outlets of at least two ventilation headers to the upper technical part of the building, namely to a warm attic, which is used as a storage for ventilation air. Further, the selected warm air is forced by a fan into the housing of the ventilation unit, where it is passed through its inlet and connecting section to a perforated grill. The air flow is leveled on the perforated grid and it enters the heat exchanger, which is used as the air channels of the heat pump evaporator. A refrigerant is fed into the piping system of the heat pump, thus exchanging heat between the warm air and the refrigerant. The air gives up its heat to the refrigerant in the heat pump's circulation loop, and the heat pump heats up the water. Heated water through the first closed water circulation circuit with a pump is discharged into the accumulator tank, from which it is supplied by another pump to heat exchangers for heating water for the DHW system and heating needs through the second closed water circulation circuit. Condensate that forms on the surface of the heat pump evaporator and accumulates in the sump is discharged through the pipes to the sewerage system. The ventilation air cooled in the heat exchanger is removed through the guide grille of the ventilation unit into the exhaust shaft of the warm attic, through which the air is removed outside the building. When the system is operating, the lower part of the exhaust shaft is closed with an insulated valve, and when the power supply to the heat pump and the ventilation unit is disconnected, a backup power source is connected, the insulated ventilation valve is opened, and exhaust air is removed from the warm attic outside the building by means of natural pressure.

Сущность заявляемой системы для реализации способа использования теплоты вытяжного вентиляционного воздуха здания для горячего водоснабжения и на нужды отопления здания поясняется чертежом, на котором представлена общая схема данной системы.The essence of the claimed system for the implementation of the method of using the heat of the exhaust ventilation air of the building for hot water supply and for the needs of heating the building is illustrated by a drawing, which shows a general diagram of this system.

Система использования теплоты вытяжного вентиляционного воздуха здания для горячего водоснабжения и на нужды отопления здания включающая тепловой насос 1, циркуляционный контур 2, соединенные между собой вентилятор 3 и теплообменник 4, которые расположены в верхней технической части здания, являющейся теплым чердаком 5. Также система снабжена дополнительным теплообменником 6 для системы ГВС и дополнительным теплообменником 7 на нужды отопления помещений здания, аккумуляторным баком 8 для нагретой воды и вентиляционной установкой, обслуживающей как минимум два вентиляционных коллектора 9, выходящих на теплый чердак 5. Корпус 10 вентиляционной установки выполнен из входной секции 11 и соединительной секций 12, а также секции 13 теплообменника, при этом во входной секции 11 размещен вентилятор 3, снабженный системой автоматического поддержания постоянного напора (на чертеже не показана), между соединительной секцией 12 и секцией 13 теплообменника установлена перфорированная решетка 14, а в секции 13 теплообменника 4 установлен выносной испаритель теплового насоса 1. Причем испаритель включает в себя как минимум один воздушный канал. Корпус 10 вентиляционной установки жестко соединен с боковой вертикальной поверхностью вытяжной шахты 15, отводящей воздух из теплого чердака 5. На выходе воздуха из секции 13 теплообменника в вытяжную шахту установлена направляющая решетка 16. Тепловой насос 1 и испаритель соединены между собой трубками замкнутого циркуляционного контура 2. Под испарителем установлен поддон (на чертеже не показан), имеющий патрубок 18 для отвода конденсата в систему канализации. В нижней части вытяжной шахты 15 теплого чердака 5 установлен утепленный вентиляционный клапан 19, оборудованный резервным источником питания 20. Аккумуляторный бак 8 посредством трубок 17 первого замкнутого водяного циркуляционного контура соединен с тепловым насосом 1. Трубками 21 второго замкнутого водяного циркуляционного контура аккумуляторный бак 8 соединен с дополнительными теплообменниками 6 и 7, а через них соединен с системой ГВС и для нужд отопления. Аккумуляторный бак 8 может быть установлен как на теплом чердаке 5, так и вне его. Регулировка системы происходит с помощью блока управления (на чертеже не представлен).The system for using the heat of the exhaust ventilation air of the building for hot water supply and for the needs of heating the building, including heat pump 1, circulation circuit 2, interconnected fan 3 and heat exchanger 4, which are located in the upper technical part of the building, which is a warm attic 5. Also, the system is equipped with an additional heat exchanger 6 for the hot water system and an additional heat exchanger 7 for the needs of heating the premises of the building, an accumulator tank 8 for heated water and a ventilation unit serving at least two ventilation collectors 9 that exit to a warm attic 5. The housing 10 of the ventilation unit is made of an inlet section 11 and a connecting sections 12, as well as section 13 of the heat exchanger, while in the inlet section 11 there is a fan 3 equipped with a system for automatically maintaining a constant pressure (not shown in the drawing), a perforated grate 14 is installed between the connecting section 12 and section 13 of the heat exchanger, and in section 13 of the heat exchanger 4 a remote evaporator of the heat pump 1 is installed. Moreover, the evaporator includes at least one air channel. The housing 10 of the ventilation unit is rigidly connected to the lateral vertical surface of the exhaust shaft 15, which removes air from the warm attic 5. At the outlet of air from the section 13 of the heat exchanger to the exhaust shaft, a guide grid 16 is installed. The heat pump 1 and the evaporator are interconnected by tubes of a closed circulation circuit 2. A pallet (not shown in the drawing) is installed under the evaporator, which has a branch pipe 18 for draining condensate into the sewerage system. In the lower part of the exhaust shaft 15 of the warm attic 5, an insulated ventilation valve 19 is installed, equipped with a backup power source 20. The battery tank 8 is connected to the heat pump 1 by means of pipes 17 of the first closed water circulation circuit. additional heat exchangers 6 and 7, and through them is connected to the hot water supply system and for heating needs. The battery tank 8 can be installed both in the warm attic 5 and outside it. The system is adjusted using a control unit (not shown in the drawing).

Система использования теплоты вытяжного вентиляционного воздуха здания для горячего водоснабжения и на нужды отопления здания работает следующим образом.The system of using the heat of the exhaust ventilation air of the building for hot water supply and for the needs of heating the building works as follows.

Теплый вытяжной вентиляционный воздух, поступающий с выходов нескольких вентиляционных коллекторов 9 накапливается в теплом чердаке 5 здания. После чего вентилятор 3 направляет воздух с теплого чердака 5 в корпус 10 вентиляционной установки, где он через входную секцию 11 и соединительную секцию 12 вентиляционной установки попадает на перфорированную решетку 14. На перфорированной решетке 14 поток воздуха выравнивается и он поступает в теплообменник 4. В качестве теплообменника 4 используются воздушные каналы испарителя теплового насоса 1. По системе трубок циркуляционного контура 2 между тепловым насосом 1 и испарителем 4 циркулирует холодильный агент. Воздух отдает свою теплоту холодильному агенту в циркуляционном контуре теплового насоса, а тепловой насос 1 нагревает воду. Нагретая вода через трубки 17 первого замкнутого водяного циркуляционного контура с насосом сбрасывается в аккумуляторный бак 8. Из аккумуляторного бака 8 она другим насосом подается по трубкам 21 второго замкнутого водяного циркуляционного контура в дополнительные теплообменники 6 и 7 для нагрева воды для системы ГВС и нужд отопления. Конденсат, образующийся на поверхности испарителя 4 теплового насоса 1 и скапливающийся в поддоне (на чертеже не представлен), отводится через патрубки 18 в систему канализации (на чертеже не представлена). Охлажденный в теплообменнике 4 вентиляционный воздух через направляющую решетку 16 вентиляционной установки направляется в вытяжную шахту 15 теплого чердака 5 и выходит наружу здания. В случае отключения энергоснабжения теплового насоса 1 и вентиляционной установки подключается резервный источник питания 20, и открывается утепленный вентиляционный клапан 19, при этом посредством естественного давления вытяжной воздух удаляется из теплого чердака 5 наружу здания.Warm exhaust ventilation air coming from the outputs of several ventilation collectors 9 is accumulated in the warm attic 5 of the building. After that, the fan 3 directs the air from the warm attic 5 into the housing 10 of the ventilation unit, where it, through the inlet section 11 and the connecting section 12 of the ventilation unit, enters the perforated grill 14. On the perforated grill 14, the air flow is leveled and it enters the heat exchanger 4. As the heat exchanger 4 uses the air channels of the evaporator of the heat pump 1. A refrigerant circulates through the piping of the circulation circuit 2 between the heat pump 1 and the evaporator 4. The air gives up its heat to the refrigerant in the circulation loop of the heat pump, and the heat pump 1 heats the water. Heated water through pipes 17 of the first closed water circulation circuit with a pump is discharged into the storage tank 8. From the storage tank 8, it is pumped by another pump through pipes 21 of the second closed water circulation circuit into additional heat exchangers 6 and 7 for heating water for the DHW system and heating needs. Condensate formed on the surface of the evaporator 4 of the heat pump 1 and accumulating in the sump (not shown in the drawing) is discharged through the pipes 18 into the sewerage system (not shown in the drawing). The ventilation air cooled in the heat exchanger 4 through the guide grill 16 of the ventilation unit is directed into the exhaust shaft 15 of the warm attic 5 and goes outside the building. In the event of a power outage of the heat pump 1 and the air handling unit, a backup power source 20 is connected, and the insulated ventilation valve 19 opens, while the exhaust air is removed from the warm attic 5 outside the building by means of natural pressure.

Таким образом, эффективность заявляемого способа использования теплоты вытяжного вентиляционного воздуха здания для системы горячего водоснабжения и нужд отопления и системы для его реализации заключается в том, что применяется одна вентиляционная установка, включающая вентилятор и теплообменник для нескольких вентиляционных коллекторов, кроме того благодаря наличию теплого чердака не нарушается тепловой режим здания, предусмотрена гибридная схема вентиляции, возможно как механическое побуждение, так и работа на естественной тяге при открытом вентиляционном клапане на вытяжной шахте из теплого чердака, при отключении вентиляционной установки.Thus, the effectiveness of the proposed method of using the heat of the exhaust ventilation air of a building for the hot water supply system and the needs of heating and the system for its implementation lies in the fact that one ventilation unit is used, including a fan and a heat exchanger for several ventilation collectors, in addition, due to the presence of a warm attic, it does not the thermal regime of the building is violated, a hybrid ventilation scheme is provided, it is possible both mechanical induction and natural draft with an open ventilation valve on the exhaust shaft from a warm attic, when the ventilation unit is turned off.

Claims (6)

1. Способ использования вытяжного вентиляционного воздуха здания для системы горячего водоснабжения (ГВС) и нужд отопления, при котором в верхней технической части здания производят отбор вентиляционного воздуха с выходов вентиляционных коллекторов и передают его посредством вентилятора в теплообменник и тепловой насос, при этом в теплообменнике происходит нагрев воды посредством теплообмена, после чего нагретую воду отводят в замкнутый циркуляционный контур системы ГВС и на нужды отопления помещений здания, при этом воду, предварительно нагретую тепловым насосом, при необходимости, догревают дополнительными теплообменниками, отличающийся тем, что в качестве верхней технической части здания используют теплый чердак как накопитель вентиляционного воздуха, при этом вентиляционный воздух как минимум из двух вентиляционных коллекторов принудительно вентилятором подают в корпус вентиляционной установки, воздух пропускают через ее соединительную секцию на перфорированную решетку, где выравнивают поток воздуха и он поступает в теплообменник, в качестве которого используют воздушные каналы испарителя теплового насоса, в систему трубок которого подают холодильный агент, воздух отдает свою теплоту холодильному агенту, циркулирующему в холодильном контуре теплового насоса, после чего нагретую воду через первый водяной циркуляционный замкнутый контур сбрасывают в бак аккумулятор, из которого нагретую воду через второй водяной циркуляционный замкнутый контур подают в систему ГВС и на нужды отопления, а конденсат, образующийся на поверхности испарителя теплового насоса и скапливающийся в поддоне, отводят через патрубки в систему канализации, охлажденный в теплообменнике вентиляционный воздух отводят через направляющую решетку вентиляционной установки в вытяжную шахту теплого чердака наружу здания, при этом утепленным клапаном закрывают нижнюю часть вытяжной шахты, при отключении энергоснабжения теплового насоса и вентиляционной установки подключают резервный источник питания, открывают утепленный вентиляционный клапан и посредством естественного давления вытяжной воздух удаляют из теплого чердака наружу здания.1. A method of using the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system (DHW) and heating needs, in which ventilation air is taken from the outlets of the ventilation collectors in the upper technical part of the building and transferred by means of a fan to the heat exchanger and the heat pump, while the heat exchanger takes place water heating by means of heat exchange, after which the heated water is diverted into a closed circulation circuit of the hot water supply system and for the needs of heating the premises of the building, while the water preheated by the heat pump, if necessary, is heated with additional heat exchangers, characterized in that it is used as the upper technical part of the building a warm attic as a storage for ventilation air, while ventilation air from at least two ventilation collectors is forced by a fan into the housing of the ventilation unit, the air is passed through its connecting section to a perforated grill, where it is leveled air flow is supplied and it enters the heat exchanger, which is used as the air channels of the heat pump evaporator, into the pipe system of which the refrigerant is supplied, the air gives up its heat to the refrigerant circulating in the refrigerant circuit of the heat pump, after which the heated water through the first water circulating closed the circuit is discharged into the accumulator tank, from which the heated water is fed through the second water circulation closed circuit to the DHW system and for heating needs, and the condensate that forms on the surface of the heat pump evaporator and accumulates in the pan is taken through the pipes to the sewerage system, cooled in the ventilation heat exchanger the air is discharged through the guide grille of the ventilation unit into the exhaust shaft of the warm attic outside the building, while the lower part of the exhaust shaft is closed with an insulated valve, when the power supply to the heat pump and the ventilation unit is disconnected, a backup power source is connected, dig the insulated ventilation valve and, by means of natural pressure, extract air is removed from the warm attic to the outside of the building. 2. Система использования вытяжного вентиляционного воздуха здания для горячего водоснабжения и на нужды отопления здания, включающая тепловой насос, водяной циркуляционный контур, а также соединенные между собой вентилятор и теплообменник, которые расположены в верхней технической части здания, где размещены выходы вентиляционных коллекторов, кроме того система снабжена дополнительными теплообменниками для системы ГВС и на нужды отопления, отличающаяся тем, что в качестве верхней технической части здания использован теплый чердак, система дополнительно содержит аккумуляторный бак для нагретой воды и вентиляционную установку, обслуживающую как минимум два вентиляционных коллектора, при этом корпус вентиляционной установки выполнен из входной и соединительной секций, а также секции теплообменника, во входной секции размещен вентилятор, между соединительной секцией и секцией теплообменника установлена перфорированная решетка, в секции теплообменника установлен теплообменник, в качестве которого использован выносной испаритель теплового насоса, при этом тепловой насос и испаритель связаны между собой трубками холодильного контура, корпус вентиляционной установки жестко соединен с боковой вертикальной поверхностью вытяжной шахты, отводящей воздух из теплого чердака, под испарителем установлен поддон, имеющий патрубок для отвода конденсата в систему канализации, при этом на выходе воздуха из секции теплообменника в вытяжную шахту установлена направляющая решетка, кроме этого, в нижней части вытяжной шахты теплого чердака установлен утепленный вентиляционный клапан, оборудованный резервным источником питания, бак аккумулятор посредством первого водяного циркуляционного замкнутого контура соединен с тепловым насосом, а через второй водяной циркуляционный замкнутый контур соединен с дополнительными теплообменниками, соединен с системой ГВС и нужд отопления.2. A system for using the exhaust ventilation air of the building for hot water supply and for the needs of heating the building, including a heat pump, a water circulation circuit, as well as a fan and a heat exchanger connected to each other, which are located in the upper technical part of the building, where the outlets of ventilation collectors are located, in addition the system is equipped with additional heat exchangers for the hot water system and for the needs of heating, characterized in that a warm attic is used as the upper technical part of the building, the system additionally contains a storage tank for heated water and a ventilation unit serving at least two ventilation collectors, while the housing of the ventilation unit made of inlet and connection sections, as well as a heat exchanger section, a fan is located in the inlet section, a perforated grate is installed between the connection section and the heat exchanger section, a heat exchanger is installed in the heat exchanger section, as second, a remote evaporator of the heat pump is used, while the heat pump and the evaporator are interconnected by pipes of the refrigeration circuit, the housing of the ventilation unit is rigidly connected to the lateral vertical surface of the exhaust shaft, which removes air from the warm attic, a pallet is installed under the evaporator, which has a branch pipe for draining condensate into the system sewage system, while a guide grate is installed at the air outlet from the heat exchanger section into the exhaust shaft, in addition, a heat-insulated ventilation valve is installed in the lower part of the exhaust shaft of the warm attic, equipped with a backup power source, the accumulator tank is connected to the heat pump by means of the first water circulation closed loop, and through the second water circulation closed loop it is connected to additional heat exchangers, connected to the hot water supply system and heating needs. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что испаритель включает в себя как минимум один воздушный канал.3. The system of claim. 2, characterized in that the evaporator includes at least one air channel. 4. Система по п. 2, отличающаяся тем, что вентилятор дополнительно снабжен системой автоматического поддержания постоянного напора.4. The system of claim. 2, characterized in that the fan is additionally equipped with a system for automatically maintaining a constant pressure. 5. Система по п. 2, отличающаяся тем, что дополнительно установлен блок управления системой.5. The system according to claim 2, characterized in that the system control unit is additionally installed. 6. Система по п. 2, отличающаяся тем, что бак аккумулятор расположен в техническом помещении здания вне теплого чердака.6. The system of claim. 2, characterized in that the accumulator tank is located in the technical room of the building outside the warm attic.
RU2021111921A 2021-04-27 2021-04-27 Method for using the heat of the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system and heating needs and a system for its implementation RU2761700C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111921A RU2761700C1 (en) 2021-04-27 2021-04-27 Method for using the heat of the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system and heating needs and a system for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021111921A RU2761700C1 (en) 2021-04-27 2021-04-27 Method for using the heat of the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system and heating needs and a system for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761700C1 true RU2761700C1 (en) 2021-12-13

Family

ID=79175007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021111921A RU2761700C1 (en) 2021-04-27 2021-04-27 Method for using the heat of the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system and heating needs and a system for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761700C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378787A (en) * 1981-05-28 1983-04-05 Dale Fleischmann Solar heating system
RU80922U1 (en) * 2008-10-14 2009-02-27 Юрий Александрович Сарумов INTEGRATED AIR AND HEAT MODE SUPPORT SYSTEM AND HOT WATER SUPPLY
EP2253892A2 (en) * 2009-05-08 2010-11-24 Liivo Kruusel Method for using heat released through natural ventilation within a central heating system of a building and for producing hot water
EP2306107A1 (en) * 2009-09-24 2011-04-06 Eiffage Construction Double-flow ventilation system and method for domestic hot water production and compact heating with built-in heat pump
RU2433359C2 (en) * 2005-11-16 2011-11-10 Кодеда Клинтек Аб, Heat pump system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4378787A (en) * 1981-05-28 1983-04-05 Dale Fleischmann Solar heating system
RU2433359C2 (en) * 2005-11-16 2011-11-10 Кодеда Клинтек Аб, Heat pump system
RU80922U1 (en) * 2008-10-14 2009-02-27 Юрий Александрович Сарумов INTEGRATED AIR AND HEAT MODE SUPPORT SYSTEM AND HOT WATER SUPPLY
EP2253892A2 (en) * 2009-05-08 2010-11-24 Liivo Kruusel Method for using heat released through natural ventilation within a central heating system of a building and for producing hot water
EP2306107A1 (en) * 2009-09-24 2011-04-06 Eiffage Construction Double-flow ventilation system and method for domestic hot water production and compact heating with built-in heat pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101113852B (en) Co-generation unit and control method of the same
CN101490483B (en) Ventilating and air conditioning apparatus
US4305260A (en) Compact heat pump device
DK2672190T3 (en) Ambient air-conditioning unit for residential use
CN107076429B (en) The heating of combined hot water and air and regulating system
CN101749812A (en) Multifunctional air-conditioning system
WO2005119014A1 (en) Remote-heating plant for urban, civil, industrial and agricultural applications
CN101280957A (en) Parallelly-arranged double-circulating heat pump water heater
RU2362946C2 (en) Method and device for energy regeneration
EP2450641B1 (en) An installation for heat recovery from exhaust air using a heat pump, and a building comprising said installation
WO2011019226A2 (en) Air conditioner using hot water provided by solar heating system
RU2761700C1 (en) Method for using the heat of the exhaust ventilation air of a building for a hot water supply system and heating needs and a system for its implementation
CN112594788A (en) Kitchen air conditioner structure and kitchen air conditioner
RU2319078C2 (en) System of air conditioning for spaces
CN213630742U (en) Full-combined heat supply pump dehumidification hot water unit
KR100846000B1 (en) The whole type air conditioning system which becomes module
EA031931B1 (en) Installation for conditioning the air in a building
KR100946381B1 (en) Hybrid heat pump type cooling and heating apparatus
CN210154029U (en) Windless air conditioning system
KR200240231Y1 (en) cooling and heating apparatus using Heat-Pump
CN201191050Y (en) Four-pump heat pump and hot water three-purpose central air-conditioning apparatus
WO2022215044A1 (en) Heat pump units with water exchanger
CN106402988B (en) Steam heating and water-heating system
CN219656199U (en) Circulation system with environment adjusting function and heat pump water heater
CN216790291U (en) Kitchen hot water system