UA119987U - Система накопичення тепла для побутового використання - Google Patents
Система накопичення тепла для побутового використання Download PDFInfo
- Publication number
- UA119987U UA119987U UAU201611838U UAU201611838U UA119987U UA 119987 U UA119987 U UA 119987U UA U201611838 U UAU201611838 U UA U201611838U UA U201611838 U UAU201611838 U UA U201611838U UA 119987 U UA119987 U UA 119987U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- heat
- storage tank
- energy storage
- heat pump
- thermal energy
- Prior art date
Links
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 title 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 4
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 claims description 3
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 claims description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 3
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Substances O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
Abstract
Запропонована система накопичення тепла для побутового використання містить джерело тепла, яке з'єднане з теплообмінником, щонайменше один тепловий насос, бак-накопичувач теплової енергії, який заповнений робочою рідиною, всередині якого вбудований теплообмінник для подачі тепла до споживача, в якій теплообмінні поверхні випарника та конденсатора теплового насоса розташовані в баку-накопичувачі теплової енергії.
Description
Корисна модель належить до теплотехніки, зокрема систем опалення житлових та промислових будівель або нагріву води із застосуванням альтернативних та класичних джерел тепла малої потужності.
Відома система автономного енергозабезпечення для генерування електричної і теплової енергії (Патент України Мео83084, МПК Е240 17/02, ВбОЇ 8/00, ВбОК 16/00, НОгУ 15/00, опубл. 27.08.2013, Бюл. Ме16|, яка включає установку для перетворення сонячної енергії в теплову, тепловий акумулятор, що зв'язаний зі споживачами теплової енергії, тепловий насос, який зв'язаний із тепловим акумулятором і колектором тепла Землі, блок генерування електричної енергії, який підключений до теплового насоса і зв'язаний зі споживачами електричної енергії, та блок керування системи, що зв'язаний із установкою для перетворення сонячної енергії в теплову, тепловим акумулятором, тепловим насосом і блоком генерування електричної енергії, яка відрізняється тим, що в систему додатково введено двигун Стірлінга, який з'єднаний з блоком генерування електричної енергії колектором тепла Землі, установкою для перетворення сонячної енергії, тепловим акумулятором і тепловим насосом. Недоліком даної системи є складність її конструкції, для монтажу моделі необхідний запланований додатковий простір в приміщеннях будівлі, що не завжди можливо у вже існуючих будівлях, крім того, реалізація такої системи вимагає додаткових витрат.
Відома установка для опалення та гарячого водопостачання (Патент РФ на корисну модель
Мо119857, МПК Е240 17/02, опубл. 27.08.2012 р.) що включає джерело теплоти низького потенціалу, яке являє собою ділянку грунту з двома свердловинами, замкнутий трубопровід з надземною і підземною частинами, і тепловий насос, що складається з термоелектричного перетворювача з оприєднаним до його виходу електричним нагрівальним елементом, встановленим в контурі системи опалення. Недоліком такої установки є низька ефективність нагріву теплоносія в контурі системи опалення, що пояснюється недостатньо інтенсивною циркуляцією низькозамерзаючої рідини в замкнутому трубопроводі під дією різниці температур в свердловині і навколишньому середовищі.
Відома установка для опалення та гарячого водопостачання |Патент РФ Мо2155302, МКП
Е240 17/02, опубл. 27.08.2000 р.) що включає джерело теплоти низького потенціалу, циркуляційний контур, тепловий насос і контур системи опалення і як джерело тепла низького
Зо потенціалу містить приймальний колодязь стічних вод мережі каналізації з розміщеними в ньому теплообмінником і вібратором. Недоліком такої установки є низька надійність установки (внаслідок наявності рухомих частин при використанні компресійного теплового насоса або великої кількості герметичних з'єднань при використанні адсорбційного теплового насоса), а також складність технічного обслуговування, обумовлена громіздкістю конструкції.
Відома система теплопостачання (Патент України Ме75611, МПК Е240 15/04, Е240 17/02, опубл. 10.12.2012, Бюл. Мое23)|), що включає теплоелектроцентраль з турбіною, яка має теплофікаційні відбори та 5 нерегульованих відборів для систем регенеративного підігріву живильної води, яка відрізняється тим, що система додатково містить теплонасосну установку з трьома замкнутими контурами, яка працює за рахунок відбору теплоти від конденсатора першого контуру. Основним недоліком даної системи є вартість та залежність теплообмінних процесів від режимів використання теплоелектроцентралі.
Відома система повітряного опалення (Патент України Ме111096, МПК Е24Е 12/00, Е240 5/00, опубл. 25.10.2016, Бюл. Ме201, що містить тепловий насос та тепломасообмінний апарат, в якій тепломасообмінним апаратом є апарат Майсоценка, який з'єднаний за допомогою повітропроводу з конденсатором теплового насоса. Недоліком даної системи є низька ефективність нагріву теплоносія в контурі системи опалення. Дане технічне рішення вибране за прототип.
Технічним результатом запропонованої системи є підвищення ефективності використання теплової енергії, що надходить від джерела тепла, що досягається за рахунок використання щонайменше одного теплового насоса, який прискорює перенесення тепла 3 зони теплоприйому в зону тепловіддачі бака-накопичувача теплової енергії що в свою чергу підвищує ККД запропонованої системи.
Поставлена задача вирішується тим, що запропонована система накопичення тепла для побутового використання, що містить джерело тепла, яке з'єднане з теплообмінником, щонайменше один тепловий насос, бак-накопичувач теплової енергії, який заповнений робочою рідиною, всередині якого вбудований теплообмінник для подачі тепла до споживача, в якій згідно з корисною моделлю, теплообмінні поверхні випарника та конденсатора теплового насоса розташовані в баку-накопичувачі теплової енергії, причому теплообмінна поверхня випарника теплового насоса розташована нижче теплообмінної поверхні конденсатора (516) теплового насоса.
Крім того, система містить комплект вакуумних трубок, розташованих у робочій зоні бака- накопичувача теплової енергії.
Крім того, як джерело тепла використано сонячний колектор, твердопаливний, газовий, біомазутний, олійний або інший котел низької потужності.
Крім того, як робочу рідину бака-накопичувача теплової енергії використано воду або антифриз або парафін.
Запропонована корисна модель пояснюється кресленням, де схематично показано принципову схему системи накопичення тепла для побутового використання.
Система накопичення тепла для побутового використання (як показано на кресленні) містить джерело тепла 1, яке з'єднане з теплообмінником 2, щонайменше один тепловий насос
З, бак-накопичувач 4 теплової енергії, який заповнений робочою рідиною, всередині якого вбудований теплообмінник 5 для подачі тепла до споживача 6. В запропонованій системі теплообмінні поверхні випарника 7 та конденсатора 8 теплового насоса З розташовані в баку- накопичувачі 4 теплової енергії таким чином, що теплообмінна поверхня випарника 7 теплового насоса розташована нижче теплообмінної поверхні конденсатора 8 теплового насоса 3.
Робочою рідиною бака-накопичувача теплової енергії може бути звичайна (непідготовлена) вода або антифриз або парафін, за умови використання енергії перетворення фаз.
Примусовим прискорювачем теплообмінних процесів всередині бака-накопичувача 4 теплової енергії є безпосередньо тепловий насос 3, що може мати декілька робочих ступенів, у тому числі й самоплинних, тобто на основі використання ефекту вакуумної трубки. Функцію самоплинного прискорювача теплових процесів може виконувати комплект вакуумних трубок (на кресленні не показано), розташованих у відповідній робочій зоні бака-накопичувача теплової енергії.
Як джерело тепла в запропонованій системі може бути використано сонячний колектор, твердопаливний, газовий, біомазутний, олійний або інший котел низької потужності. Для теплообміну можна також використовувати відпрацьоване повітря систем вентиляції або рідини систем каналізації, але використання цих джерел обмежене громіздкістю конструкції.
Висота бака-накопичувача 4 теплової енергії повинна бути не менше двох метрів, щоб не давати змоги перемішуватися теплій та холодній робочим рідинам. При цьому, з метою
Зо зменшення висоти пристрою, як робочу рідину може бути використано навіть тверді матеріали або суміші відповідної теплоємності та теплопровідності. Наприклад, гранітний щебінь із водою, що буде блокувати комутативний рух рідини.
Робота запропонованої системи пояснюється конкретним прикладом виконання, який показано на кресленні, де джерелом тепла є сонячний колектор. У внутрішню порожнину бака- накопичувача 4 теплової енергії вбудовується тепловий насос 3 таким чином, що його холодний контур-випарник 7 занурений у нижній частині, тобто у зоні теплоприйому, а теплий контур- конденсатор розташований дещо вищий середини бака 4, тобто у зоні тепловіддачі. Теплота сонячного колектора 1 нагріватиме теплообмінник 2 (мідну трубку), який розташований в нижній частині бака-накопичувача 4. У ввімкненому стані система просто форсує природний процес підняття тепла вгору від теплообмінника 2 в баку-накопичувачі 4. Для запобігання процесів механічному перемішуванню робочої рідин, обидва контури (випарник 7 та конденсатор 8) мають бути у теплообмінниках, а робоча рідина бака може бути механічно уповільнена будь- яким способом, наприклад за допомогою додавання гранітного щебеня великої фракції. Для різних випадків виконання бака-накопичувача 4 можливо використовувати декілька контурів теплопідйому (декілька теплових насосів 3).
При використанні сонячного колектора 1 будь-якої відомої системи з теплообмінником 2, вмонтованим в бак 4, у вимкнутому стані запропонована система не впливатиме на його роботу.
У випадку, коли включиться компресор теплового насоса 3, то почнеться одночасне охолодження зони теплоприйому, та нагрівання рідини у зоні відбору тепла (тепловіддачі).
Охолоджена робоча рідина із зони теплоприйому поступатиме до сонячного колектора 1, де активніше відбиратиме теплову енергію, за рахунок збільшеної різниці температур. Аналогічно, у форсованому режимі буде працювати інше джерело теплової енергії малої потужності, наприклад газовий котел буде викидати у атмосферу не гарячі, а охолоджені відпрацьовані гази. Ступінь охолодження газів залежить лише від якості теплообмінника котла. Одночасно в теплообміннику 5 буде прискорюватися процес нагрівання теплоносія і після чого трубопроводами (на кресленні не показано) поставлятиметься (під тискам) теплоносій до споживача тепла 6 (наприклад, в систему гарячого водопостачання або опалення приміщення).
У вказаному контурі може бути встановлений циркуляційний насос, комутаційна арматура (на кресленні не показані), яка при необхідності вручну або автоматично за допомогою блока 60 керування системи забезпечує циркуляцію теплоносія до споживача.
Переваги використання запропонованої системи полягають в наступному: - дозволяє використовувати низькотемпературний потенціал теплоносія для підвищення
ККД теплообмінних процесів безпосередньо у зоні відбору тепла. Процес керований і потребує зовнішнього джерела електроенергії, але ця енергія направлена не на підігрів теплоносія, а саме на перенесення тепла, що значно підвищує ККД системи; - при використанні джерела тепла низького потенціалу (паливного котла) система дає можливість виводити в атмосферу практично холодні відпрацьовані гази, що значно підвищується ККД котла; - для збільшення кількості накопиченого тепла у баку-накопичувачі можливо використовувати теплоємність енергії переходу із рідкого у твердий стан речовини, і у зворотному порядку, наприклад використовуючи парафіни; - Є можливість використовувати в багатоповерхових будинках, під'єднаний до системи котел малої потужності буде протягом дня накопичувати тепло у баку-накопичувачу, щоб вночі його віддати для нагрівання приміщення, охолодивши бак (в залежності від конструкції) можливо навіть до мінусової температури. Протягом світлового дня температура відновиться за допомогою сонячної енергії, а у разі потреби, й газу; - може бути використана з гібридними сонячними колекторами, які мають високий ККД, та, на жаль, останнім часом не користується популярністю, бо об'єднує у собі два принципово різних джерела енергії, що ускладнює її експлуатацію.
Запропонована корисна модель сприяє підвищенню області застосування всіх без винятку джерел теплової енергії, використовуючи низькотемпературний потенціал робочих рідин теплообмінника, та базується на принципі створення такого ефекту: примусове, або вільне розділення теплових потоків з використанням природних властивостей робочих рідин.
Claims (4)
1. Система накопичення тепла для побутового використання, що містить джерело тепла, яке з'єднане з теплообмінником, щонайменше один тепловий насос, бак-накопичувач теплової енергії, який заповнений робочою рідиною, всередині якого вбудований теплообмінник для подачі тепла до споживача, яка відрізняється тим, що теплообмінні поверхні випарника та конденсатора теплового насоса розташовані в баку-накопичувачі теплової енергії, причому теплообмінна поверхня випарника теплового насоса розташована нижче теплообмінної поверхні конденсатора теплового насоса.
2. Система за п. 1, яка відрізняється тим, що містить комплект вакуумних трубок, розташованих у робочій зоні бака-накопичувача теплової енергії.
З. Система за п. 2, яка відрізняється тим, що як джерело тепла використано сонячний колектор, твердопаливний, газовий, біомазутний, олійний або інший котел низької потужності.
4. Система за п. 3, яка відрізняється тим, що як робочу рідину бака-накопичувача теплової енергії використано воду або антифриз або парафін.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201611838U UA119987U (uk) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Система накопичення тепла для побутового використання |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201611838U UA119987U (uk) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Система накопичення тепла для побутового використання |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA119987U true UA119987U (uk) | 2017-10-25 |
Family
ID=60118546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201611838U UA119987U (uk) | 2016-11-23 | 2016-11-23 | Система накопичення тепла для побутового використання |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA119987U (uk) |
-
2016
- 2016-11-23 UA UAU201611838U patent/UA119987U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8567482B2 (en) | Heat tube device utilizing cold energy and application thereof | |
| CN105431686B (zh) | 地热源与远距离供热网的热工连接 | |
| EP2914919B1 (en) | Method for operating an arrangement for storing thermal energy | |
| CN102338051B (zh) | 一种太阳能及地源热一体化电冷热联供装置 | |
| US10883728B2 (en) | Broad band district heating and cooling system | |
| KR100798347B1 (ko) | 재생에너지를 이용한 주택의 복합형 냉난방 시스템 | |
| CN102242698A (zh) | 分布式蓄能蓄热热电联产机组 | |
| CN103618479B (zh) | 基于南极天文观测站柴油发电机组余热的发电及蓄能系统 | |
| CN102419010A (zh) | 一种光电冷热一体化的太阳能利用装置 | |
| CN105783330A (zh) | 一种热机驱动vm循环热泵的分布式能源系统 | |
| GB2452754A (en) | Method and apparatus for cooling a photovoltaic cell by means of a heat pump | |
| CN201539373U (zh) | 一种地热能或太阳能温差发动机装置 | |
| CN102705927A (zh) | 一种冰蓄冷蓄热超低温热泵空调 | |
| CN104314782A (zh) | 一种南北极地区海水大气温差热能动力装置 | |
| CN103528261A (zh) | 一种非能动式有机物喷射制冷装置 | |
| RU2374564C1 (ru) | Способ работы теплового генератора без потребления электрической энергии и устройство для его осуществления | |
| UA119987U (uk) | Система накопичення тепла для побутового використання | |
| CN211116438U (zh) | 一种基于海洋温差能的发电制冷联合循环系统 | |
| KR102210405B1 (ko) | 축열과 방열기능을 갖는 다기능 단기 계간 축열시스템 및 그 운용 방법 | |
| CN101956679B (zh) | 地热能或太阳能温差发动机装置、其发电方法及应用 | |
| CN204494905U (zh) | 交换吸收相变制冷供暖及生活热水系统 | |
| CN104481615B (zh) | 一种利用低品位热能驱动的有机工质发电装置 | |
| CN103147942A (zh) | 利用地热热能的多级发电装置 | |
| CN107726502A (zh) | 一种以导热油作为传热介质的地表水地源恒温系统 | |
| EP1075630A1 (en) | Systems and methods for converting thermal energy |