RU56415U1

RU56415U1 - GEOTHERMAL HEAT PUMP SYSTEM OF HEAT SUPPLY AND COOL SUPPLY OF BUILDINGS AND STRUCTURES

Info

Publication number: RU56415U1
Application number: RU2005128137/22U
Authority: RU
Inventors: Григорий Петрович Васильев; Николай Александрович Тимофеев; Виктор Федорович Горнов; Виталий Александрович Лесков
Original assignee: Оао "Инсолар-Инвест"
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2006-09-10

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к строительству объектов с системами отопления и холодоснабжения, использующими низкопотенциальное тепло грунта с помощью тепловых насосов. Система содержит систему сбора низкопотенциального тепла грунта, тепловые и циркуляционные насосы, средства для теплоснабжения и холодоснабжения потребителя, при этом система сбора низкопотенциального тепла грунта содержит одну и более пар блоков грунтовых теплообменников, каждый блок содержит один и более пригодных для аккумулирования тепла или холода грунтовых теплообменников при таком количестве теплообменников в каждом блоке, которое обеспечивает оптимальные нужды потребителя, при этом блоки, аккумулирующие тепло или холод, расположены в грунте на расстоянии друг от друга, исключающем взаимное влияние блоков друг на друга, каждый грунтовый теплообменник в блоках снабжен средством, позволяющим ежегодно одновременно в каждой паре блоков грунтовых теплообменников изменять режим аккумулирования на противоположный.The proposed utility model relates to a power system, in particular, to the construction of facilities with heating and cooling systems using low-grade soil heat using heat pumps. The system contains a system for collecting low potential soil heat, heat and circulation pumps, means for heating and cooling the consumer, while the system for collecting low potential soil heat contains one or more pairs of blocks of ground heat exchangers, each block contains one or more suitable for accumulating heat or cold ground heat exchangers with such a number of heat exchangers in each block that provides optimal consumer needs, while the blocks that accumulate heat or cold, are put in the soil at a distance from each other, excluding the mutual influence of the blocks on top of each other, each compactor heat exchanger units is provided with a means for simultaneously annually in each pair of ground heat exchangers block storage mode change to the opposite.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к теплоэнергетике, в частности к строительству объектов с системами отопления и холодоснабжения, использующими низкопотенциальное тепло грунта и преобразующими его с помощью тепловых насосов для теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений.The proposed utility model relates to a power system, in particular, to the construction of facilities with heating and cooling systems that use low-grade soil heat and transform it using heat pumps for heat and cold supply of buildings and structures.

Известно устройство для извлечения тепла из грунта, основанное на принципе артезианской скважины, представляющей собой открытую снизу подъемную трубу, установленную в глубокой скважине, которая после установки в ней трубы, заполняется водой и герметично закрывается крышкой, в которой выполнены два отверстия: одно для наполнения скважин водой, другое для отвода воды, поднимающейся из скважины. Подъемная труба изолирована вспененным материалом (Патент Германии №3029753 А1, МПК F 24 J 3/02).A device is known for extracting heat from the soil, based on the principle of an artesian well, which is an open bottom lifting pipe installed in a deep well, which, after installing the pipe in it, is filled with water and hermetically closed with a lid in which two holes are made: one for filling the wells water, another to drain water rising from the well. The lifting pipe is insulated with foam material (German Patent No. 3029753 A1, IPC F 24 J 3/02).

Недостатком этого устройства является необходимость устанавливать подъемную трубу для воды на большой глубине до 250 м, что является технически очень сложным, особенно при обслуживании этого устройства и не позволяет получить высокую эффективность при его эксплуатации.The disadvantage of this device is the need to install a lifting pipe for water at a great depth of 250 m, which is technically very difficult, especially when servicing this device and does not allow to obtain high efficiency during its operation.

Наиболее близким к предполагаемому техническому решению является теплонасосная система теплоснабжения здания, включающая теплонасосные установки, аккумуляторы, систему сбора низкопотенциального тепла грунта, содержащую вертикальные грунтовые теплообменники-термоскважины, циркуляционные насосы и контрольно-измерительную аппаратуру (Эффективная сельская школа в Ярославской области, журнал АВОК №5/2002 г., авторы: Г.П.Васильев, Н.С.Крундышев, прототип). Однако энергетическая эффективность этой системы недостаточно высока, что является ее существенным недостатком.Closest to the proposed technical solution is the heat pump heating system of the building, including heat pump installations, batteries, a low-potential soil heat collection system containing vertical ground heat exchangers, thermal wells, circulation pumps, and instrumentation (Effective Rural School in the Yaroslavl Region, ABOK Magazine No. 5 / 2002, authors: G.P. Vasiliev, N.S. Krundyshev, prototype). However, the energy efficiency of this system is not high enough, which is its significant drawback.

Предлагаемая полезная модель решает техническую задачу повышения энергетической эффективности теплонасосной системы теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений.The proposed utility model solves the technical problem of increasing the energy efficiency of the heat pump heating and cooling systems of buildings and structures.

Поставленная техническая задача решается за счет того, что в геотермальной теплонасосной системе теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений, включающей систему сбора низкопотенциального тепла грунта, тепловые насосы и циркуляционные насосы и средства для теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений, система сбора низкопотенциального тепла грунта содержит одну и более пар блоков грунтовых теплообменников, аккумулирующих тепло или холод, при этом каждый блок содержит один и более грунтовых коаксиальных теплообменников, каждый из которых содержит внешнюю и внутреннюю трубы, внутренняя труба связана с циркуляционным насосом, который в The stated technical problem is solved due to the fact that in the geothermal heat pump system for heat supply and cold supply of buildings and structures, including a low-potential heat collection system for soil, heat pumps and circulation pumps and means for heat and cold supply of buildings and structures, the low-potential heat collection system for soil contains one and more pairs of blocks of soil heat exchangers that accumulate heat or cold, while each block contains one or more soil coaxial heat exchangers Cove, each of which comprises an outer and an inner tube, the inner tube is connected with a circulation pump, in which

свою очередь связан с тепловым насосом, при этом блоки, аккумулирующие тепло или холод, расположены в грунте на расстоянии, исключающем взаимное влияние блоков друг на друга, каждый грунтовый теплообменник в блоках снабжен средством, позволяющим ежегодно одновременно в каждой паре блоков грунтовых теплообменников изменять режим аккумулирования на противоположный.in turn, it is connected with the heat pump, while the blocks that accumulate heat or cold are located in the soil at a distance that excludes the mutual influence of the blocks on each other, each soil heat exchanger in the blocks is equipped with a means that allows to change the accumulation mode simultaneously in each pair of blocks of soil heat exchangers to the opposite.

Такое выполнение геотермальной теплонасосной системы теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений позволяет решить поставленную техническую задачу за счет того, что более эффективно используется энергетический потенциал грунта, позволяющий аккумулировать тепло и холод в парах блоков грунтовых теплообменников и преобразовывать этот потенциал тепловыми насосами в тепло или холод для потребителя.This embodiment of the geothermal heat pump heating and cooling system of buildings and structures allows us to solve the technical problem due to the fact that the energy potential of the soil is used more efficiently, which allows heat and cold to be accumulated in pairs of blocks of soil heat exchangers and to convert this potential with heat pumps into heat or cold for the consumer .

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется схемой, показанной на фиг.1.The essence of the proposed utility model is illustrated by the circuit shown in figure 1.

Геотермальная теплонасосная система содержит блоки грунтовых теплообменников коаксиального типа, каждый из которых содержит внешнюю трубу 1 и внутреннюю трубу 2 меньшего диаметра, при этом труба 2 связана с циркуляционным насосом 3, который в свою очередь связан с тепловым насосом 4, поставляющим тепло или холод потребителю 5.The geothermal heat pump system contains coaxial-type soil heat exchanger blocks, each of which contains an outer pipe 1 and an inner pipe 2 of smaller diameter, while pipe 2 is connected to a circulation pump 3, which in turn is connected to a heat pump 4, which supplies heat or cold to the consumer 5 .

Предлагаемая полезная модель работает следующим образом. По трубе 1 подается теплоноситель, воспринимающий тепло грунта и по трубе 2 циркуляционным насосом 3 подается в тепловой насос 4, который связан с потребителем 5.The proposed utility model works as follows. A heat transfer medium that receives ground heat is supplied through a pipe 1 and is supplied to a heat pump 4 through a pipe 2 by a circulation pump 3, which is connected to a consumer 5.

Каждая группа блоков грунтовых теплообменников одновременно или попеременно аккумулирует тепло или холод, причем это переключение режимов аккумулирования совершается ежегодно для каждой группы блоков.Each group of soil heat exchanger blocks simultaneously or alternately accumulates heat or cold, and this switching of accumulation modes is performed annually for each group of blocks.

Достоинством предлагаемой полезной модели является экономия средств при сооружении термоскважин и высокая эффективность аккумулирования тепла или холода за счет высокой теплоаккумулирующей и холодоаккумулирующей способности грунта, поскольку предлагаемая полезная модель позволяет одни и те же блоки грунтовых теплообменников использовать как источники тепла или холода.The advantage of the proposed utility model is cost savings in the construction of thermal wells and high efficiency of heat or cold storage due to the high heat storage and cold storage capacity of the soil, because the proposed utility model allows the same blocks of soil heat exchangers to be used as heat or cold sources.

Claims

A geothermal heat pump heating and cooling system for buildings and structures, including a low-potential soil heat collection system, heat pumps and means for heat and cold supply, characterized in that the low-potential soil heat collection system contains one or more pairs of soil heat exchanger blocks that accumulate heat or cold, this each block contains one or more soil coaxial heat exchangers, each of which contains an external and an internal pipe, the inner pipe is connected and with a circulation pump, which in turn is connected to a heat pump, while the blocks that accumulate heat or cold are located in the soil at a distance that excludes the mutual influence of the blocks on each other, each soil heat exchanger in the blocks is equipped with a means that allows each year simultaneously in each a pair of blocks of soil heat exchangers to change the accumulation mode to the opposite.