SE455880B - Vermeanleggning innefattande en vermepanna, vermepump, vermevexlare for att utvinna verme ur rokgas - Google Patents

Description

_455 sso 10 15 20 25 so” 35 _,- - vissa intervall i sådana anläggningar, vilket ger en låg ut- nyttjningsgrad för de installerade värmeàtervinningsanord- ningarna.

En huvudanledning till att den ekonomiska besparingen är liten vid anläggningar förutnyttjande av vänmemängderna i uteluften är, att kraftig isbildning uppträder i värmeväx- larna vid temperaturer omkring och under 0 OC. Denna isbild- ning måste avlägsnas, och detta har hittills skett antingen genom att värmepumpen har vänts, så att värme överförts från utgàngssidan till ingångssidan för smältning av isen, eller genom anordnandet av särskilda avisningsslingor på värmeväx- larna. I det första falletnåste den normala driften avbrytas under vissa perioder, vilket är en avsevärd olägenhet, och i det andra fallet ökar anläggningskostnaderna avsevärt.

Huvudändamálet med föreliggande uppfinning är att àstad- komma en värmeanläggning för utnyttjande av tillskottsvärme från uteluft och andra energikällor med låg temperatur och från rökgaser eller andra energikällor med relativt hög tem- peratur, i vilken de ovan angivna olägenheterna har-undan- röjts. Detta ändamål uppnås genom att värmeanläggningen enligt uppfinningen ges de i kraven angivna kännetecknen. _Genom att en andra värmeväxlare är anordnad, vilken pas- seras av värmepannans rökgaser och vilken är ansluten till värmepumpens ingângssida, kan det från rökgaserna utvunna värmet användas för uppvärmning av det på värmepumpens ingångs- sida cirkulerande, värmebärande mediet. Härigenom kommer det- ta värmebärande mediums temperatur att höjas, vilket i hög grad motverkar isbildning i de värmeväxlare, som är inkoppla- de på värmepumpens ingàngssida. Dessutom kan det i denna and- ra värmeväxlare kraftigt uppvärmda värmebärande mediet direkt bringas att cirkulera genom den värmeväxlare, som passeras av t ex*uteluften, för snabbare avisning av denna, om så erford- ras. Genom parallellkoppling av värmeväxlarna på värmepumpens ingångssida kan varje ansluten värmeväxlare lätt avstängas för eventuell service. Genom att ansluta den andra värmeväxlaren till värmepumpen över en bufferttank uppnår man en utjämning av den ur rökgaserna utvunna värmemängden över längre tids- perioder, vilket är en fördel speciellt vid oljeeldade värme- 10 15 20 25 30 35 455 880 pannor. Genom att värmeväxlaren för rökgaserna är ansluten till en värmepump, kan temperaturen hos rökgaserna sänkas väsentligt längre än vad som tidigare har skett, vilket med- för att stora mängder vatten kan kondenseras i rökgaserna, varigenom även stora mängder svavel avlägsnas ur rökgaserna vid oljeeldade pannor, vilket är en stor fördel från miljö- synpunkt, samtidigt som större värmemängder utvinnes ur rök- gaserna. Genom att större värmemängder kan utvinnas ur rök- gaserna, kan större luftmängder tillåtas passera genom pan- nan, t ex vid inställning av oljebrännaren, varigenom sot- bildningen kan minskas, samtidigt som en stor del av värmet i den luft, som passerar genom värmepannan under de inter- vall, då oljebrännaren icke är i verksamhet, återvinnes.

Genom att en värmeväxlare är inkopplad mellan värmepannans returledning och värmepumpens ingängssida, kan värme över- föras till värmepumpens ingàngssida vid behov, t ex när ute- luftens temperatur är låg och de från rökgaserna återvunna värmemängderna icke är tillräckliga för att ge en rimlig verkningsgrad hos värmepumpen. Härigenom kan den till värme- pumpen tillförda eleffekten utnyttjas på ett effektivt sätt, så att värmepumpens utnyttjningstid blir mycket hög. Värme- pumpen går nämligen kontinuerligt och förbrukar sålunda hela tiden eleffekt, vilken endast kommer till nytta när en viss mängd värme tillföres värmepumpens ingångssida.

En utföringsform av värmeanläggningen enligt uppfinning- en skall nu närmare beskrivas nedan med hänvisning till den bifogade ritningsfiguren, vilken schematiskt visar en värme- anläggning för utnyttjande av värmemängderna i uteluften och i rökgaserna från en oljeeldad värmepanna.

Den i figuren visade värmeanläggningen innefattar en oljeeldad värmepanna 10, vilken är försedd med en rökgaskanal 11 för de utgående rökgaserna från oljebrännaren och vilken är ansluten till ett värmeledníngssystem för cirkulerande varm- vatten med en utgàngsledning 12 och en returledning 13. Värme- anläggningen innefattar vidare en värmeväxlare lfl för värme- växling mellan uteluft och vatten, Uteluften passerar genom värmeväxlaren i pílens 15 riktning, och vattnet passerar i en ledningsslinga 16,17 till en förbindelseledning 18,19 till in- gångssidan 20 på en värmepump 21. Värmepumpens utgängssida 22 455 sso 10 15 20 25 30 35 är över en förbindelseledning 23,24 ansluten till returled- ningen 13 för det genom värmepannan cirkulerande varmvattnet.

Värmepumpens ingángssida är vidare ansluten till en and- ra värmeväxlare 25, vars utgångssida genom en ledningsslinga 26,27, lämpligen över en icke visad bufferttank, är ansluten till förbindelseledningen 18,19 till värmepumpens ingångs- sida. Värmevåxlaren 25 är genom en ledning 20,29 förbunden med rökgaskanalen 11 från värmepannan, så att rökgaserna kan bringas att passera genom värmeväxlaren 25. En uppsamlings- anordning 30 för kondens, som bildas i rökgaserna vid avkyl- ningen av dessa i värmeväxlaren, är ansluten till värmeväx- laren 25. I ledningen 28,29 är ytterligare en värmeväxlare 31 anordnad, vilken åstadkommer värmeväxling mellan de till värmeväxlaren 25 inströmmande rökgaserna och de från denna värmeväxlare utströmmande rökgaserna. Genom värmeväxlaren 31 uppvärmes de utgående rökgaserna i viss utsträckning, för att kondensat icke skall följa med rökgaserna tillbaka till rök- gaskanalen 11 och gå ut i skorstenen.

En värmeväxlare 32 är anordnad för överföring av värme från värmepannans returledning 13 till värmepumpens ingångs- sida. Denna värmeväxlares ingángssida är över en ledning 33,3# förbunden med förbindelseledningen 23,2H mellan returledning- en 13 och värmepumpens utgångssida 22, så att returvatten kan bringas att cirkulera genom värmeväxlaren 32. Utgångssidan är över en ledning 35,36 förbunden med förbindelseledningen 18,19 till värmepumpens ingângssida; En elpanna 37 är ansluten över en ledning 38,39 till vär- mepannans 10 returledning 13. Elpannan bör ha en effekt, som är minst lika hög som värmepumpens elektriska märkeffekt, och är avsedd att kunna klara det normala värmebehovet under som- martid, då elenergin är relativt billig, och att ge en högre temperatur på returvattnet till värmepannan än vad som kan åstadkommas av värmepumpen, om en sådan högre temperatur er- fordras.

I det visade rörledningssystemet är vidare avstängnings- eller regleringsventiler #0-H4 inkopplade, och dessutom är de tänkta strömningsriktningarna indikerade medelst pilar.

Den visade anläggningen är avsedd att kunna drivas med 10 15 20 25 30 455 880 värme från uteluften under sommartid och med värme från ute- luften och eleffekten till värmepumpen samt tillsatsvärme från värmepannan under vintertid. Normalt kan värmepumpen dimensioneras så , att den ger en utgàngstemperatur på om- kring 80 °C, vilket i de flesta fall är tillräckligt. Elpan- nan behöver då endast undantagsvis inkopplas, t ex vid under- hållsarbeten eller reparationer på värmepumpen. Om högre tem- peraturer erfordras, kan elpannan inkopplas, eller också kan en högtemperaturvärmepump inkopplas, vilken kan leverera vär- me upp till en temperatur av omkring 105 OC. Värmepumpen kan arbeta ned till tex -5 OC. Om vatten användes såsom värme- bärande medium på värmepumpens kalla sida, måste detta vatten uppblandas med fryspunktsnedsättande Under vintertid är det svårt och/eller dyrbart att ta medel. värme ur uteluften. Kombinationen enligt uppfinningen ger ett väsentligt bättre utnyttjande av både de befintliga värmemäng- derna i uteluften och värmeinnehållet i rökgaserna, varigenom även aggregaten för upptagning av värme ur uteluften kan göras mindre och billigare än tidigare. Härigenom erhålles en stör- re besparing i oljeförbrukningen till lägre anläggningskost- nader än vad som tidigare har varit möjligt, vilket ger stora ekonomiska vinster samtidigt som väsentliga fördelar fràn mil- jösynpunkt erhålles. Även om endast en utföringsform av värmeanläggningen en- ligt uppfinningen har beskrivits ovan är det uppenbart, att många modifikationer och variationer är möjliga inom ramen för uppfinningstanken. Uppfinningen är givetvis användbar även vid värmepannor, som eldas med andra bränslen än olja, t ex kol, gas eller flis, och vid tillskottsvärme från andra källor än uteluften, t ex från returluft, jordytan, sjöar och spillvat- ten pch från solfångare. Flera av de nämnda källorna kan dess- utom kombineras i samma anläggning genom inkoppling av flera värmeväxlare parallellt, i serie eller på annat sätt. Värme- pumpen kan även med fördel arbeta med andra medier än vatten, t ex freon.

Claims (6)

455 san 10 15 20 25 30 35 Patentkrav

1. Värmeanläggning, innefattande en värmepanna (10) med ett cirkulerande, värmebärande medium; en första värmeväxlare (14) för utvinning av tillskottsvärme från ett medium, vars temperatur är lägre än det genom värmepannan cirkulerande mediets returtemperatur; en andra värmeväxlare (25), vilken är anordnad att passeras av värmepannans rökgaser; och en värmepump (21), vars ingångssida (20) är ansluten till den första värmeväxlarens (14) utgångssida genom en förbindel- seledning (18,19) och en ledningsslinga (16,17), så att ett värmebärande medium kan cirkulera mellan denna värme- växlare och värmepumpen, och vars utgângssida (22) är an- sluten till en returledning (13) för det värmebärande mediet i värmepannan, så att detta kan uppvärmas medelst värmepumpen, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra värmeväxlaren (25) genom en ledningsslinga (26,27) för vär- mebärande medium är ansluten till förbindelseledningen (l8,19) på värmepumpens ingångssida (20), så att det från rökgaserna utvunna värmet användes för att värma upp det genom förbindelseledningen (l8,l9) cirkulerande, värmebä- rande mediet.

2. Varmeanläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den andra värmeväxlaren (25) på utgångssidan är parallellkopplad med den första värmeväxlaren (14).

3. Värmeanläggning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e.c k n a d av att den andra värmeväxlaren (25) är an- sluten till värmepumpens ingångssida (20) över en buffert- tank, vilken är avsedd för lagring av överskottsvärme.

4. Värmeanläggning enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av en tredje värmeväxlare (31), vilken är anordnad att passeras både av de varma rökgaserna från värmepannan och av de i den andra värmeväxlaren (25) avkyl- da rökgaserna, så att de sistnämnda uppvärmes, innan de ut- släppes i den omgivande atmosfären.

5. Värmeanläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en värmeväxlare (32) är inkopplad mellan värmepan- n; t» 10 455 880 nans returledning (13) och värmepumpens ingångssida (20), så att värme kan överföras från värmepannans returledning till det på värmepumpens ingångssida cirkulerande mediet.

6. Värmeanläggning enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att den första värmeväxlaren (14) är en luft-vatten-värmeväxlare för upptagning av värme ur den omgivande atmosfären och att den andra värmeväxlaren (25) är en rökgaser-vatten-värmeväxlare, varvid värmepumpen (21) har vatten såsom värmebärande medium både på ingångssidan (20), där vattnet är uppblandat med fryspunktsnedsättande medel, och på utgångssidan (22) och är anørdnad att höja temperaturen från omkring -5 grader C på ingångssidan till omkring +80 grader C på utgångssidan.