WO2012053937A1 - Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием - Google Patents

Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием Download PDF

Info

Publication number
WO2012053937A1
WO2012053937A1 PCT/RU2011/000811 RU2011000811W WO2012053937A1 WO 2012053937 A1 WO2012053937 A1 WO 2012053937A1 RU 2011000811 W RU2011000811 W RU 2011000811W WO 2012053937 A1 WO2012053937 A1 WO 2012053937A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heating
water
heat pump
stage
heat
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000811
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Юрий Маркович ПЕТИН
Сергей Николаевич ШАМАНАЕВ
Евгений Викторович ОПАРИН
Борис Степанович ГОЛОДНИКОВ
Original Assignee
Petin Yury Markovich
Shamanaev Sergei Nikolaevich
Oparin Evgeny Viktorovich
Golodnikov Boris Stepanovich
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
Priority claimed from RU2011123914/06A external-priority patent/RU2454608C1/ru
Application filed by Petin Yury Markovich, Shamanaev Sergei Nikolaevich, Oparin Evgeny Viktorovich, Golodnikov Boris Stepanovich filed Critical Petin Yury Markovich
Priority to EA201300328A priority Critical patent/EA021498B1/ru
Priority to EP11834706.1A priority patent/EP2631546A4/en
Publication of WO2012053937A1 publication Critical patent/WO2012053937A1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1072—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water the system uses a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/12—Heat pump
    • F24D2200/123—Compression type heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/06—Several compression cycles arranged in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B25/00—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00
    • F25B25/005—Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier

Definitions

  • the invention relates to heat engineering, namely to heat supply using heat pumps for heating water, and may find application for hot water supply (DHW) or for heating residential or industrial premises.
  • DHW hot water supply
  • Known methods of heat supply including supplying water for heating to the system, heating water using a single heat pump, and delivering heated water to consumers.
  • different methods are used. For example, in the method of achieving the maximum heating coefficient of heat pumps according to patent RU 2083932, the refrigerant of the heat pump is selected so that its critical temperature is close to or equal to the temperature of the medium to be cooled. Before compression, the selected refrigerant is brought into a critical state, and compression is carried out to a state corresponding to the Boyle point.
  • the energy efficiency of the transformation is increased by reducing the specific energy consumption, for which the working medium after the compressor is fed into the jet apparatus, where it is mixed with the liquid stream coming from the separator installed after the condenser.
  • the working medium is sent to the condenser from the jet apparatus, where it is cooled during heat transfer to a high-temperature receiver.
  • Closest to the present invention is a method heat supply, which includes the supply of water for heating to the heat pump installation of the system, heating water with its help and the delivery of heated water to consumers.
  • a heat pump installation consists of heat pumps, each of which is used as a step for sequential heating of water (G. Heinrich, X. Nairok, V. Nestler. Heat pump plants for heating and hot water supply, M. Stroyizdat, 1985, pp. 53-56 )
  • the disadvantage of this method is the organization of the specified heat pump installation in a heat pump cycle close to the quadrangular heat pump cycle of Lorentz (ibid., P. 54, Fig. 2.19), which, although it provides energy savings, but reduces the transformation ratio and increases the payback time to a value exceeding the period of economic feasibility, while increasing capital costs.
  • the mode of the known method of heat supply with stepwise heating of water does not provide a positive technical and economic result when it is implemented.
  • the objective of the present invention is to increase the technical and economic efficiency:
  • the method of hot water supply which includes supplying water for heating to the heat pump circuit of the system, heating this water in it to the standard temperature using heat pumps, each of which is used as a stage of sequential heating of water, and delivery of heated water to consumers.
  • a heat pump cycle is arranged that is as close as possible to the triangular Lorentz heat pump cycle.
  • the temperature of the water supplied for heating to the heat pump of the first stage is selected as close as possible to the boiling point of its working fluid, and the heat pump of each stage is set to the condensation temperature of its working fluid, at which the heat Qj supplied to this stage meets the condition:
  • C ix is the total heat from all stages of heating at the output of the last stage
  • p is the number of heating steps.
  • Such a method when implemented, makes it possible to organize, for heating water in a heat pump circuit of a system having n stages of sequential heating, a heat pump cycle as close as possible to the triangular Lorentz heat pump cycle, thereby ensuring the operation of an autonomous hot water system in the mode with the beneficial use of almost all the heat pump heat generated.
  • the temperature of the water supplied for heating to the heat pump of the first stage in the range from 0 ° C to + 15 ° C, since it is such an initial temperature of the water supplied for heating that will be as close as possible to the boiling temperature of the working fluid of this heat pump, and this temperature is usually 7 - 10 ° C lower than the temperature of the low potential source (NPI), which is most often equal to +7 - + 25 °.
  • NPI low potential source
  • the task is also achieved by the fact that in the heating method, which includes supplying water for heating to a heat pump circuit, heating this water in it to a standard temperature and delivering heated water to consumers, according to the invention, these operations are carried out in accordance with the above-mentioned DHW method, while water is delivered to a consumption circuit in which a heating device and an air heat exchanger are used to heat the room.
  • the water heated in the heat pump circuit is supplied as direct network water to the heating device and / or to the air heat exchanger, and the return network water to the air heat exchanger.
  • the supplied water is cooled by external air to a temperature as close as possible to the boiling point of the working fluid of the first stage heat pump.
  • chilled water is supplied to this heat pump from an air heat exchanger, and air heated in it is supplied to a heated room.
  • This method of heating allows you to organize for heating water in a heat pump circuit with n stages of sequential heating, and in the heating system as a whole, a heat pump cycle that is as close as possible to a triangular heat pump cycle of Lorentz, and thereby work for heating with minimal throttle losses - with practical use of practically total heat pump heat generated.
  • the supply of heated water to each heated room with the help of the controller / regulators (direct network - to the heating device and / or air heat exchanger, and the return network - to the air heat exchanger) ensures the operation of such a heating system using a water-air or air circuit depending on the outdoor temperature air. This allows you to use the method for heating in a wide range of outdoor temperatures - from + 8 ° C to below - 40 ° C, that is, in areas with different climatic conditions.
  • the selected cooling mode of the water supplied to the air heat exchanger when it is cooled to a temperature as close as possible to the boiling point of the working fluid of the heat pump of the first heating stage, and the air heated in it is supplied to the heated room, allows you to effectively use the heat of this supplied water for heating outdoor temperatures air, including low ones, and at the same time ensure, when cooling in the air heat exchanger, the temperature of the water supplied for heating to the first stage heat pump in the temperature range necessary to obtain a heat pump cycle that is as close as possible to the triangular heat pump cycle of Lorentz.
  • the effectiveness of the method is also explained by the fact that it ensures the operation of the heating system at a standard temperature of heated water (direct network) not higher than +75 ° C at any outdoor temperature, even lower than 40 ° C, since temperatures of + 60 ° C return network water it is enough to obtain warm air supplied to a heated room with a temperature of + 40 ° C (which is necessary to obtain a comfortable temperature of + 20 ° C in a heated room). This saves energy and protects heat pumps from overload.
  • the regime with the beneficial use of almost all the heat pump heat generated during the indicated heating schemes used in the heating system depending on the outdoor temperature provides high technical and economic parameters of the heat pump cycle: the transformation coefficient ⁇ , significantly exceeding the same coefficient not only in traditional heat supply systems (with one heat pump), but also in heat supply systems with step heating, working on the heat pump qi lu, approximate to a quadrangular heat pump of the Lorentz cycle, as well as lower N e ude ln.sred specific power consumption. and payback period In ok p, within the limits of economic feasibility, but most importantly - a significantly lower cost of heat produced C tech1 and media, even compared to traditional sources of heat for heating (boiler houses and thermal power plants).
  • the achieved indicators of the heat pump cycle indicate a high technical and economic efficiency of the proposed heating method in comparison with the closest analogue indicated above.
  • FIG. 1 shows a heat pump circuit of a domestic hot water system with three-stage heating
  • FIG. 2 is a TS diagram of a hot water supply system operating in a heat pump cycle as close as possible to a triangular heat pump cycle of Lorentz (hereinafter referred to as a triangular Lorentz cycle) during six-stage heating in comparison with a single-stage traditional heat pump cycle;
  • a triangular Lorentz cycle of Lorentz
  • FIG. 3 is a TS diagram of a DHW system operating in a heat pump cycle close to a quadrangular heat pump cycle of Lorentz (hereinafter referred to as a quadrangular Lorentz cycle) during six-stage heating in comparison with a single-stage traditional heat pump cycle;
  • a quadrangular Lorentz cycle of Lorentz
  • FIG. 4 shows a diagram of a heating system of several rooms with three-stage heating, operating on a triangular Lorentz cycle
  • FIG. 5 shows a TS diagram of a heating system operating on a quadrangular Lorentz cycle, depending on the condensation temperature of the heat pump of the last heating stage during six-stage heating;
  • FIG. 6 is a TS diagram of a heating system operating on a triangular Lorentz cycle with six-step heating in comparison with a TS diagram of a similar system, but operating on a quadrangular Lorentz cycle and in comparison with a single-stage traditional heat pump cycle.
  • the DHW system is a heat pump circuit consisting of several heat pumps.
  • FIG. 1 shows three heat pumps, each of which consists of an evaporator 1, a compressor 2 and a condenser 3 connected by pipelines 4 - 6.
  • the condensers 3 of the heat pumps are connected consecutively by pipelines 7.
  • Pipeline 8 is intended for water supply to the NPI
  • piping 9 is used to discharge NPI waste water
  • pipeline 10 is used to supply water for heating to the heating pump circuit of the domestic hot water system
  • pipeline 1 1 is used to deliver heated water to the domestic hot water supply (consumers).
  • the evaporator 1, compressor 2, condenser 3, connected by pipelines 4 - 6, form a closed working circuit for the circulation of the working fluid of each heat pump.
  • Evaporators 1 of all heat pumps, pipelines 8, 9 and NPI form a low-potential heat circuit.
  • this circuit is shown as common, open, and parallel. It can be closed, sequential and individual.
  • the DHW method is implemented using the specified system as follows.
  • Each heat pump of the heat pump circuit is used as a stage of sequential heating of water.
  • Water for heating is supplied through pipeline 10 to the condenser 3 of the first stage heat pump, and NPI water is supplied to the evaporators 1 of the heat pumps of each stage along the low-potential heat circuit.
  • the working fluid in evaporators 1 boils from this heat and passes from a liquid state to a gaseous one.
  • the resulting steam through pipelines 4 enters the compressors 2, where it is heated to a high temperature during compression and is pushed out into the condensers 3 through pipelines 5.
  • the working fluid transfers heat to the water supplied for heating via pipeline 10, and it turns from steam into liquid and is returned via pipeline 6 to the evaporator 1.
  • Heated water is transferred sequentially from the stage to stage from the condenser 3 of the first stage through pipeline 7 to condenser 3 into of the second stage, the water heated in the second stage to a higher temperature - through the pipeline 7 to the condenser 3 of the third stage, and the water heated in the third stage to the standard temperature is delivered through the pipeline 1 1 to the domestic hot water supply - to consumers.
  • a triangular Lorentz cycle is organized for heating water.
  • select the temperature of the water supplied for heating to the heat pump of the first stage (the initial temperature of the water supplied for heating), and each heat pump is set.
  • the initial temperature of the supplied water is chosen as close as possible to the boiling temperature of the working fluid of the heat pump of the first stage and constant. If the boiling temperature of the working fluid of this heat pump is 0 ° C, then it is best to choose the initial temperature of the water supplied for heating equal or close to 0 ° C.
  • the heat pump of each stage is adjusted to the condensation temperature of its working fluid, at which the heat Qj given by this stage meets the condition:
  • Qij b ix is the total heat from all heating stages at the output of the last stage
  • p is the number of heating steps.
  • the condensation temperature of the working fluid of the heat pump of each stage should be as close as possible to the temperature of the heated water at the outlet of this stage. As the temperature of the heated water rises from stage to stage, the condensation temperatures of the working fluid from stage to stage will change in accordance with the change in temperature of the heated water in the condensers 3.
  • the initial temperature of the water supplied for heating can be selected in the range from 0 ° ⁇ to + 15 ° ⁇ , since it is such an initial temperature that is as close as possible to the boiling temperature of the working fluid of the first stage heat pump, which is a necessary condition for the regime with useful use of practically total heat pump heat generated.
  • a triangular Lorentz cycle 1-2-3-4-6-7-1 will be organized, shown in FIG. 2, due to which, in comparison with the single-stage traditional heat pump cycle 1-2-3-4-5-6-7-7-1, the economic effect shown in FIG. 2 hatched area.
  • the symbol T denotes the temperature
  • the symbol S denotes the entropy of the system
  • the numbers 1–6 indicate the heating stages.
  • Figure 1 shows the estimated technical and economic indicators of the Lorentz triangular cycle with six-step heating for hot water and heating methods in comparison with a single-stage traditional heat pump cycle.
  • Figure 2 shows the estimated technical and economic indicators of the Lorentz quadrangular cycle with six-stage heating for domestic hot water and heating methods in comparison with a single-stage traditional heat pump cycle.
  • the heat pump circuit of the domestic hot water system is switched to reverse with the help of the flow direction controllers of the heated water installed at the inputs of the heat pumps of the first and last heating stages (not shown in Fig. 1).
  • the heat pumps of the last stages operating at high temperatures and pressure of the working fluid, are transferred to the facilitated mode of operation of the heat pumps of the first stages, which increases their service life, and hence the service life of the domestic hot water system as a whole.
  • the heating system using the proposed method of hot water supply is a ring circuit consisting of a heat pump circuit, the input and output connected, respectively, with the output and input of the consumption circuit, and provides heat for heating residential or industrial premises.
  • the heat pump circuit (Fig. 4), like the DHW system, includes several heat pumps connected in a step-wise manner.
  • FIG. Figure 4 shows three heat pumps, each of which consists of an evaporator 1, compressor 2 and a condenser 3 connected by pipelines 4 to 6.
  • Condensers 3 of the heat pumps are connected in series by pipelines 7.
  • a pipe 8 is used for supplying NPI water, and a pipeline is used to discharge the NPI waste water 9, for supplying water for heating to the heat pump circuit of the heating system — pipeline 10, and for delivering heated water to the consumption circuit — pipeline 1 1.
  • Evaporator 1, compressor 2, condenser 3 connected by pipelines 4-6, as shown in FIG. 4 form a closed working circuit for circulating the working fluid of each heat pump.
  • Evaporators 1 of all heat pumps, pipelines 8, 9 and NPI form a low-potential heat circuit.
  • this circuit is shown as common, open, and parallel. However, it can be closed, sequential and individual.
  • Capacitors 3 of all heat pumps connected in series by pipelines 7 form a water circuit of the heat pump circuit with pipelines 10, 1 1.
  • a heating device 12 for heating each room, a heating device 12 is used, for example, a radiator, an air heat exchanger 13, for example, a heater with a fan 14, an air regenerator 15, for example, with a rotating mass, and a non-return valve 16.
  • the consumption circuit is produced either locally using regulators 17 (for example, three-way valves) at their inlets (preferably for residential premises), as shown in FIG. 4, or centrally using one regulator 17 (also a three-way valve, not shown in Fig. 4) at the input of the consumption circuit (preferably for several production rooms).
  • Pipeline 11 from the output of the heat pump circuit is connected to the consumption circuit via regulator 18.
  • the heated rooms are indicated by 19. In the consumption circuit there can be at least one heated room 19.
  • the heating method is implemented using the heating system and the above-mentioned DHW method as follows.
  • Each heat pump of the heat pump circuit of the heating system is used as a step for sequential heating of water.
  • water is supplied for heating through pipeline 10 to the heat pump circuit to the condenser 3 of the first stage heat pump, and NPI water is supplied to the evaporators 1 of the heat pumps of each stage through the low-potential heat circuit.
  • the working fluid in evaporators 1 boils from this heat and passes from a liquid state to a gaseous one.
  • the resulting steam through pipelines 4 enters the compressors 2, where it is heated to a high temperature during compression and pushed into condensers 3 through pipelines under pressure 5.
  • the working fluid transfers heat to the water supplied for heating via piping 10, and it turns from steam to liquid and returns through the pipe 6 to the evaporator 1.
  • Heated water through the water circuit is transferred sequentially from stage to stage: from the condenser 3 of the first stage, water is supplied through the pipeline 7 to the condenser 3 of the second stage, heated in the second stage to a higher temperature - through the pipeline 7 to the condenser 3 of the third stage, and heated in the third stage to the standard the temperature of the water is supplied through the pipe 1 1 through the regulator 18 into the consumption circuit.
  • a triangular Lorentz cycle is organized in the heat pump circuit of the heating system for heating water.
  • water is supplied to the heat pump circuit (to the heat pump of the first stage) at the temperature necessary for such a cycle (initial temperature), and each heat pump is set up.
  • the initial temperature of the supplied water is chosen as close as possible to the boiling temperature of the working fluid of the heat pump of the first heating stage and constant. If the boiling temperature of the working fluid of this heat pump is 0 ° C, then it is best to choose the initial temperature of the water supplied for heating equal or close to 0 ° C.
  • the heat pump of each stage is adjusted to the condensation temperature of its working fluid, at which the heat Qj given by this stage meets the condition:
  • the condensation temperature of the working fluid of the heat pump of each stage should be as close as possible to the temperature of the heated water at the outlet of this stage. As the temperature of the heated water rises from stage to stage, the condensation temperatures of the working fluid from stage to stage will change in accordance with the change in temperature of the heated water in the condensers 3.
  • the heat pump circuit of the heating system four to six heating steps are used, which is optimal for obtaining the highest values of all indicators of the heat pump cycle. It is better to choose the initial temperature of the water supplied for heating from 0 ° ⁇ to + 15 ° ⁇ , since it is such an initial temperature that is as close as possible to the boiling point of the working fluid of the first stage heat pump, which is a necessary condition for the regime with the useful use of almost all heat pump heat.
  • Tables 1 and 2 show the advantage of the triangular Lorentz cycle in comparison with the quadrangular.
  • the adjuster controls the regulator 17, which distributes the heated stream in the heat pump water circuit (which is heated by direct mains water) between the heater 12 and the air heat exchanger 13, with the help of which warm air is supplied to the heated room 19.
  • the speed of the fan 14 is controlled, thereby changing the volume of warm air supplied to the heated room 19.
  • the heating system is operated according to air-water or air circuits.
  • the temperature of the return network water is not high, only one heating device 12 actually works for heating.
  • the temperature of the return network water increases, which allows connecting the fan 14 of the air heat exchanger 13, which supplies heated room 19 warm air with a temperature of + 40 ° C.
  • the temperature of the return network water is no longer sufficient to heat the air in the air heat exchanger 13 to + 40 ° C.
  • the return network water is heated with direct network water, supplying them simultaneously to the heating device 12 and to the air heat exchanger 13 using the controller / regulators
  • the non-return valve 16 at the outlet of the heating device 12 thus prevents direct mains water from entering its outlet.
  • the heating device 12 is turned off by the regulator 17, and direct network water is supplied directly to the air heat exchanger 13.
  • the fan 14 increases the volume of feed warm air.
  • direct network water is supplied to the heating device 12 and / or to the air heat exchanger 13.
  • the supplied water (return network and / or direct network) is cooled by the external air entering it through the air regenerator 15 to the initial temperature (for heat pumps) selected to ensure the operation of the heat pumps in the Lorentz triangular cycle.
  • the chilled water is supplied for heating to the heat pump of the first heating stage via pipeline 10, and the air heated to a temperature of + 40 ° C in the air heat exchanger 13 is supplied to the heated room 19.
  • warm air from the heated room 19 is fed to the air regenerator 15 to heat the incoming air entering the regenerator 15, and the air cooled in the air regenerator 15 is fed to a discharge.
  • the heating method provides for switching the heat pump circuit of the heating system to reverse using the heated water flow direction adjusters installed at the inputs of the heat pumps of the first and last heating stages (not shown in Fig. 4).
  • the heat pumps of the last stages operating at high temperatures and pressure of the working fluid, are transferred to the facilitated mode of operation of the heat pumps of the first stages, which increases their service life, and therefore the service life of the heating system as a whole.
  • the heating system consumption circuit is turned off with the help of controller 18 and the heat pump circuit is used for the needs of hot water supply, supplying water at the input of the heat pump circuit with the temperature necessary to obtain a triangular Lorentz cycle.
  • the heating method according to the invention ensures the operation of the heating system according to the triangular Lorentz cycle with the beneficial use of almost all the generated heat pump heat in areas with different climatic conditions, which allows us to solve the problem.
  • Example 1 The DHW system in the form of a heat pump circuit consists of three heat pumps - three heating stages, while the heated water is transferred from step to step sequentially.
  • the boiling point of the working fluid of each heat pump is 0 ° C; the temperature of the water supplied for heating to the heat pump of the first heating stage is approximately 0 ° C; the condensation temperature of the working fluid of the heat pump of the first stage is + 35 ° C; the temperature of the heated water at the outlet of the first stage is + 30 ° C; the condensation temperature of the working fluid of the heat pump of the second stage is + 55 ° C; the temperature of the heated water at the outlet of the second stage is + 50.3 ° C; the condensation temperature of the heat pump of the third stage is + 75 ° C; the temperature of heated water for domestic hot water is +71 ° C, and this water is supplied to consumers.
  • Example 2 The DHW system consists of six heat pumps - six heating stages, while the heated water is transferred sequentially from stage to stage.
  • the boiling point of the working fluid of each heat pump is 0 ° C; the temperature of the water supplied for heating to the heat pump of the first heating stage is approximately 0 ° C; the condensation temperature of the working fluid of the heat pump of the first stage is + 17 ° C; the temperature of the heated water at the outlet of the first stage is + 12 ° C; the condensation temperature of the working fluid of the heat pump of the second stage is + 29 ° C; the temperature of the heated water at the outlet of the second stage is + 24 ° C; the condensation temperature of the working fluid of the heat pump of the third stage is + 41 ° C; the temperature of the heated water at the outlet of the third stage is + 36 ° C; the condensation temperature of the working fluid of the fourth stage heat pump is + 53 ° C; the temperature of the heated water at the outlet of the fourth stage is + 48 ° C; the condensation temperature of the working fluid of the fifth stage heat pump is + 64 ° C; the temperature of the heated water at the exit of the fifth stage is + 59 ° C; the condensation temperature of
  • Figure 3 shows the estimated technical and economic indicators of the triangular Lorentz cycle for three-stage and six-stage heating in comparison with a single-stage traditional heat pump cycle for different the condensation temperatures of the working fluid of the heat pump of the last heating stage, and in table. 4 - the estimated technical and economic indicators of the quadrangular Lorentz cycle for three-stage and six-stage heating in comparison with a single-stage traditional heat pump cycle at different condensation temperatures of the working fluid of the heat pump of the last heating stage.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

Изобретение относится к использованию тепловых насосов (ТН) для горячего водоснабжения (ГВС) и отопления. Способ ГВС включает подачу воды в теплонасосную схему, нагрев ее до нормативной температуры с помощью ТН и доставку нагретой воды потребителям. Каждый ТН используют как ступень последовательного нагрева с теплонасосным циклом, близким к треугольному циклу Лоренца, выбирая температуру воды, подаваемой на нагрев в ТН первой ступени, и настраивая каждый ТН на температуру конденсации его рабочего тела с учетом отдаваемого этой ступенью тепла. В способе отопления используют все операции способа ГВС. Нагретую воду доставляют в схему потребления, в которой ее подают в зависимости от температуры наружного воздуха с помощью регулятора/регуляторов, подключая в помещении нагревательный прибор и/или воздушный теплообменник, где ее охлаждают наружным воздухом до выбранной для этого цикла температуры и подают на нагрев в ТН первой ступени, а нагретый воздух - в помещение. Изобретение позволяет повысить техническую и экономическую эффективности за счет работы в выбранном цикле.

Description

СПОСОБ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ И СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ С
ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
Область техники
Изобретение относится к теплотехнике, а именно к теплоснабжению с использованием тепловых насосов для нагрева воды, и может найти применение для горячего водоснабжения (ГВС) или отапливания жилых или производственных помещений.
Предшествующий уровень техники
Известны способы теплоснабжения, включающие подачу воды на нагрев в систему, нагревание воды с помощью одного теплового насоса и доставку нагретой воды потребителям. Для повышения эффективности трансформации тепловой энергии используют разные приёмы. Например, в способе достижения максимального отопительного коэффициента тепловых насосов по патенту RU 2083932 выбирают хладагент теплового насоса таким, чтобы его критическая температура была близка или равна температуре охлаждаемой среды. Перед сжатием выбранный хладагент приводят в критическое состояние, а сжатие производят до состояния, соответствующего точке Бойля. В способе трансформации тепловой энергии по патенту RU 2161759 энергетическую эффективность трансформации повышают за счёт снижения удельного потребления электроэнергии, для чего рабочую среду после компрессора подают в струйный аппарат, где её смешивают с жидким потоком, поступающим из сепаратора, установленного после конденсатора. В конденсатор направляют рабочую среду из струйного аппарата, где она охлаждается при передаче тепла высокотемпературному приёмнику.
Известные способы позволяют обеспечить коэффициенты трансформации, максимально повышенные для систем с одним тепловым насосом, но не превышают этот уровень. Это объясняется работой теплового насоса системы по теп лонасосному циклу, далёкому от треугольного теплонасосного цикла Лоренца - самого эффективного из рабочих циклов в холодильной и теплонасосной технике. В результате известные способы не обеспечивают значительного снижения себестоимости тепла, удельного расхода электроэнергии и сроков окупаемости теплонасосных систем, реализующих эти способы.
Наиболее близким к настоящему изобретению является способ теплоснабжения, который включает подачу воды на нагрев в теплонасосную установку системы, нагревание воды с её помощью и доставку нагретой воды потребителям. Теплонасосная установка состоит из тепловых насосов, каждый из которых используют как ступень последовательного нагрева воды (Г. Хейнрих, X. Найрок, В. Нестлер. Теплонасосные установки для отопления и горячего водоснабжения, М. Стройиздат, 1985 г., с. 53-56).
Недостатком известного способа является организация работы указанной теплонасосной установки по теплонасосному циклу, приближенному к четырёхугольному теплонасосному циклу Лоренца (там же, с. 54, рис. 2.19), который, хотя и обеспечивает экономию электроэнергии, но снижает коэффициент трансформации и увеличивает срок окупаемости до значения, превосходящего срок экономической целесообразности, при повышении капитальных затрат. Таким образом, режим известного способа теплоснабжения со ступенчатым нагревом воды не обеспечивает при его реализации положительного технического и эко- номического результата.
При использовании известного способа теплоснабжения для отопления работа ступенчатой теплонасосной установки протекает с большими дроссельными потерями в контурах рабочего тела тепловых насосов, что ухудшает без того низкие показатели её работы. Причём, чем больше температура конденсации рабочего тела, тем больше дроссельные потери, которые невозможно устранить конструктивно. Как показали расчёты, срок окупаемости системы отопления при этом увеличивается более чем до 33 лет, что делает реализацию такого способа отопления технически и экономически бесперспективной.
Задачей настоящего изобретения является повышение технической и эко- номической эффективности:
- за счёт организации при ступенчатом нагреве воды теплонасосного цикла, максимально приближенного к треугольному теплонасосному циклу Лоренца, который позволяет тепловым насосам не только автономной системы ГВС, но и автономной системы отопления работать с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла благодаря работе теплонасосной схемы и всей отопительной системы с минимальными дроссельными потерями, причём этот технический результат достигается в районах с разными климатическими условиями, в том числе при температуре наружного воздуха ниже - 40°С, путём обеспечения водовоздушной или воздушной схем отопления; - за счёт полезного использования части тепла нагретого воздуха отапливаемого помещения при работе системы отопления;
- за счёт возможности работать на отопление при нормативной температуре нагретой воды (прямой сетевой) не выше +75 °С при любой температуре наружного воздуха, даже ниже - 40° С, путём использования тепла обратной сетевой воды.
Раскрытие изобретения
Поставленная задача решена способе ГВС, включающем подачу воды на нагрев в теплонасосную схему системы, нагревание в ней этой воды до нормативной температуры с помощью тепловых насосов, каждый из которых используют как ступень последовательного нагрева воды, и доставку нагретой воды потребителям. Согласно изобретению для нагревания воды в теплонасосной схеме системы организуют теплонасосный цикл, максимально приближенный к треугольному теплонасосному циклу Лоренца. Для этого температуру воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени, выбирают максимально близкой к температуре кипения его рабочего тела, а тепловой насос каждой ступени настраивают на температуру конденсации его рабочего тела, при которой тепло Qj, отдаваемое этой ступень твечает условию:
Figure imgf000005_0001
где:
i - порядковый номер ступени нагрева;
C ix - суммарное тепло от всех ступеней нагрева на выходе последней сту- пени;
п - количество ступеней нагрева.
Такой способ при его осуществлении позволяет организовать для нагревания воды в теплоснасосной схеме системы, имеющей п ступеней последовательного нагрева, теплонасосный цикл, максимально приближенный к треугольному теплонасосному циклу Лоренца, обеспечивая тем самым работу автономной системы ГВС в режиме с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла. Как показали расчёты, это обеспечивает высокие технико-экономические показатели теплонасосного цикла: коэффициент φ трансформации, значительно превышающий такой же коэффициент не только в традиционных системах ГВС (с одним тепловым насосом), но и в системах ГВС со ступенчатым нагревом, работающих по теплонасосному циклу, приближенному к четырёхугольному теплонасосному циклу Лоренца, а также меньший удельный расход электроэнергии Ne удельн.сред. и срок окупаемости Вокуп, в пределах экономической допустимости, но главное - существенно меньшую себестоимость произведённого тепла СтеПла сред, даже по сравнению с традиционными источниками тепла для ГВС (котельными и ТЭЦ). Достигаемые показатели теплонасосного цикла говорят о повышении технико-экономической эффективности данного способа ГВС по сравнению с указанным выше ближайшем аналогом.
Целесообразно количество ступеней нагрева воды выбирать равным от четырёх до шести. Как показали расчёты, при таком количестве ступеней сохраняется увеличение эффективности трансформации тепловой энергии при не- болыпих капитальных затратах, невысоких сроке окупаемости и себестоимости вырабатываемого теплонасосного тепла. При количестве ступеней меньше четырёх возрастает срок окупаемости и себестоимость тепла, а при количестве ступеней больше шести - срок окупаемости и капитальные затраты.
Целесообразно также температуру воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени, выбирать в пределах от 0°С до +15°С, так как именно такая начальная температура подаваемой на нагрев воды будет максимально близка к температуре кипения рабочего тела этого теплового насоса, а эта температура обычно на 7 - 10°С ниже температуры низкопотенциального источника (НПИ), которая чаще всего бывает равной +7 - +25°. Это условие при ступенчатом нагреве и указанной настройке тепловых насосов позволяет удовлетворить требование полезного использования практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла.
Целесообразно при нагреве воды теплонасосную схему переключать на реверс с помощью регуляторов направления течения нагреваемой воды, уста- новленных на входах тепловых насосов первой и последней ступеней нагрева.
При такой реализации способа можно увеличить срок службы тепловых насосов последних ступеней нагрева, которые работают в наиболее тяжёлых условиях - при высоких температурах и давлении рабочего тела, - за счёт переключения их на лёгкие условия работы тепловых насосов первых ступеней, а значит, увеличить срок службы всей теплонасосной схемы.
Положительное влияние реверса на надёжность работы ступенчатой теплонасосной схемы и технико-экономические показатели эффективности её работы особенно велико при использовании теплонасосного цикла, максимально приближенного к треугольному теплонасосному циклу Лоренца.
Поставленная задача достигается также тем, что в способе отопления, включающем подачу воды на нагрев в теплонасосную схему, нагревание в ней этой воды до нормативной температуры и доставку нагретой воды потребителям, согласно изобретению указанные операции осуществляют в соответствии с упомянутым выше способом ГВС, при этом нагретую воду доставляют в схему потребления, в которой для отапливания помещения используют нагревательный прибор и воздушный теплообменник. В зависимости от температуры наружного воздуха с помощью регулятора/регуляторов воду, нагретую в теплонасосной схеме, подают в качестве прямой сетевой воды в нагревательный прибор и/или в воздушный теплообменник, а обратную сетевую воду - в воздушный теплообменник. В последнем поданную воду охлаждают наружным воздухом до температуры, максимально близкой к температуре кипения рабочего тела теплового насоса первой ступени. На нагрев в этот тепловой насос подают охлаждённую воду с воздушного теплообменника, а нагретый в нём воздух подают в отапливаемое помещение.
Такой способ отопления позволяет организовать для нагревания воды в теплонасосной схеме, имеющей п ступеней последовательного нагрева, и в системе отопления в целом теплонасосный цикл, максимально приближенный к треугольному теплонасосному циклу Лоренца, и тем самым работать на отопление с минимальными дроссельными потерями - с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла. Подача при этом в каждое отапливаемое помещение с помощью регулятора/регуляторов нагретой воды (прямой сетевой - в нагревательный прибор и/или воздушный теплообменник, а обратной сетевой - в воздушный теплообменник) обеспечивает работу такой системы отопления по водовоздушной или воздушной схеме в зависимости от температуры наружного воздуха. Это позволяет использовать способ для отопления в широком диапазоне температур наружного воздуха - от +8°С до ниже - 40°С, то есть в районах с разными климатическими условиями.
Выбранный режим охлаждения поданной в воздушный теплообменник воды, когда её охлаждают до температуры, максимально близкой к температуре кипения рабочего тела теплового насоса первой ступени нагрева, а нагретый в нём воздух подают в отапливаемое помещение, позволяет эффективно использовать на нужды отопления тепло этой поданной воды при разных температурах наружного воздуха, в том числе низких, и одновременно обеспечить при охлаждении в воздушном теплообменнике температуру воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени, в интервале температур, необходимом для получения теплонасосного цикла, максимально приближенного к треугольному теплонасосному циклу Лоренца.
Эффективность способа объясняется также тем, что он обеспечивает работу системы отопления при нормативной температуре нагретой воды (прямой сетевой) не выше +75 °С при любой температуре наружного воздуха, даже ниже - 40°С, так как температуры +60°С обратной сетевой воды при этом достаточно для получения тёплого воздуха, подаваемого в отапливаемое помещение с температурой +40°С (что необходимо для получения комфортной температуры +20°С в отапливаемом помещении). Это позволяет экономить электроэнергию и предохраняет тепловые насосы от перегрузки. Как показали расчёты, режим с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла при указанных схемах отопления, применяемых в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха, обеспечивает высокие технико-экономические показатели теплонасосного цикла: коэффициент φ трансформации, значительно превышающий такой же коэффициент не только в традиционных системах теплоснабжения (с одним тепловым насосом), но и в системах теплоснабжения со ступенчатым нагревом, работающих по теплонасосному циклу, приближенному к четырёхугольному теплонасосному циклу Лоренца, а также меньший удельный расход электроэнергии Ne удельн.сред. и срок окупаемости Вокуп, в пределах экономической целесообразности, но главное - существенно меньшую себестоимость произведённого тепла Стеш1а сред, даже по сравнению с традиционными источниками тепла для отопления (котельными и ТЭЦ). Достигаемые показатели теплонасосного цикла говорят о высокой технико- экономической эффективности предлагаемого способа отопления по сравнению с указанным выше ближайщем аналогом.
Целесообразно наружный воздух до подачи в воздушный теплообменник подогревать в воздушном регенераторе тёплым воздухом, удаляемым из отапли- ваемого помещения.
Как показали расчёты, при наличии воздушного регенератора эффективность режима охлаждения поданной в воздушный теплообменник воды повышается на примерно 20% за счёт того, что воздушному теплообменнику требуется меньше затрат на охлаждение поданной в него воды при той же температуре воды и воздуха на его выходах. Кроме того, при использовании воздушного регенератора осуществляется полезная утилизация тепла, удаляемого из отапливаемого помещения - его используют почти полностью на нагрев наружного воздуха (за исключением потерь в воздушном регенераторе), то есть до минимума снижаются необратимые потери с удаляемым тёплым воздухом.
Особенности и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из дальнейшего подробного описания со ссылками на чертежи.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана теплонасосная схема системы ГВС с трёхступенчатым нагревом;
на фиг. 2 - TS-диаграмма системы ГВС, работающей по теплонасосному циклу, максимально приближенному к треугольному теплонасосному циклу Лоренца (далее - треугольный цикл Лоренца), при шестиступенчатом нагреве в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом;
на фиг. 3 - TS-диаграмма системы ГВС, работающей по теплонасосному циклу, приближенному к четырёхугольному теплонасосному циклу Лоренца (далее - четырёхугольный цикл Лоренца), при шестиступенчатом нагреве в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом;
на фиг. 4 показана схема системы отопления нескольких помещений с трёхступенчатым нагревом, работающая по треугольному циклу Лоренца;
на фиг. 5 показана TS-диаграмма системы отопления, работающей по четырёхугольному циклу Лоренца, в зависимости от температуры конденсации теплового насоса последней ступени нагрева при шестиступенчатом нагреве;
на фиг. 6 - TS-диаграмма системы отопления, работающей по треугольному циклу Лоренца при шестиступенчатом нагреве в сравнении с TS-диаграммой аналогичной системы, но работающей по четырёхугольному циклу Лоренца и в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом.
Варианты осуществления изобретения
Система ГВС представляет собой теплонасосную схему, состоящую из нескольких тепловых насосов. На фиг. 1 показаны три тепловых насоса, каждый из которых состоит из испарителя 1, компрессора 2 и конденсатора 3, соединённых трубопроводами 4 - 6. Конденсаторы 3 тепловых насосов соединены последовательно трубопроводами 7. Для подачи воды НПИ предназначен трубопровод 8, для сброса отработанной воды НПИ - трубопровод 9, для подачи воды на нагрев в теплонасосную схему системы ГВС - трубопровод 10, а для доставки нагретой воды на ГВС (потребителям) - трубопровод 1 1. Испаритель 1 , компрессор 2, конденсатор 3, соединённые трубопроводами 4 - 6, образуют замкнутый рабочий контур для циркуляции рабочего тела каждого теплового насоса. Испарители 1 всех тепловых насосов, трубопроводы 8, 9 и НПИ образуют контур низкопотенциального тепла. На фиг. 1 этот контур показан общим, разомкнутым и параллельным. Он может быть замкнутым, последовательным и индивидуальным. Конденсаторы 3 всех тепловых насосов, соединённые последовательно трубопроводами 7, образуют с трубопроводами 10, 11 водяной контур теплонасосной схемы системы ГВС.
Способ ГВС реализуют с помощью указанной системы следующим образом. Каждый тепловой насос теплонасосной схемы используют как ступень последовательного нагрева воды. Воду на нагрев подают по трубопроводу 10 в конденсатор 3 теплового насоса первой ступени, а в испарители 1 тепловых насосов каждой ступени по контуру низкопотенциального тепла подают воду НПИ. Рабочее тело в испарителях 1 от этого тепла закипает и из жидкого состояния переходит в газообразное. Образовавшийся пар по трубопроводам 4 попадает в компрессоры 2, где при сжатии нагревается до высокой температуры и под давлением выталкивается в конденсаторы 3 по трубопроводам 5. В конденсаторе 3 теплового насоса первой ступени рабочее тело передаёт тепло воде, поданной на нагрев по трубопроводу 10, а само из пара превращается в жидкость и по трубопроводу 6 возвращается в испаритель 1. Нагреваемую воду по водяному контуру передают от ступени к ступени последовательно: от конденсатора 3 первой ступени подают по трубопроводу 7 в конденсатор 3 второй ступени, нагретую во второй ступени до более высокой температуры воду - по трубопроводу 7 в конденсатор 3 третьей ступени, а нагретую в третьей ступени до нормативной температуры воду доставляют по трубопроводу 1 1 на ГВС - потребителям.
Для получения режима с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла в теплонасосной схеме системы ГВС для нагревания воды организуют треугольный цикл Лоренца. Для этого выбирают температуру воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени (начальную температуру воды, подаваемой на нагрев), и настраивают каждый те- пловой насос. Начальную температуру подаваемой воды выбирают максимально близкой к температуре кипения рабочего тела теплового насоса первой ступени и постоянной. Если температура кипения рабочего тела этого теплового насоса равна 0°С, то лучше всего выбирать начальную температуру подаваемой на нагрев воды равной или близкой к 0°С. При этом тепловой насос каждой ступени настраивают на температуру конденсации его рабочего тела, при которой тепло Qj, отдаваемое этой ступенью, отвечает условию:
Figure imgf000011_0001
где:
i - порядковый номер ступени нагрева;
Qijbix - суммарное тепло от всех ступеней нагрева на выходе последней сту- пени;
п - количество ступеней нагрева.
Для выполнения этого условия температура конденсации рабочего тела теплового насоса каждой ступени должна быть максимально близка к температуре нагретой воды на выходе этой ступени. Так как температура нагретой воды от ступени к ступени повышается, то температуры конденсации рабочего тела от ступени к ступени будут изменяться в соответствии с изменением температуры нагретой воды в конденсаторах 3.
В результате указанной настройки и выбора начальной температуры подаваемой на нагрев воды при примерно одинаковой производительности ступеней нагрева достигают одинакового прироста температуры воды, нагреваемой на ступенях, что обеспечивает решение поставленной задачи.
В теплонасосной схеме используют от четырёх до шести ступеней нагрева, что оптимально для получения наивысших значений всех показателей теплонасосного цикла. Начальную температуру воды, подаваемой на нагрев, можно выбирать в пределах от 0°С до +15°С, так как именно такая начальная температура максимально близка к температуре кипения рабочего тела теплового насоса первой ступени, что является необходимым условием для режима с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла.
При соблюдении указанных режимов в теплонасосной схеме и в системе ГВС в целом будет организован треугольный цикл Лоренца 1-2-3-4-6-7-1, показанный на фиг. 2, благодаря которому в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом 1-2-3-4-5-6-7-1 получают экономический эффект, показанный на фиг. 2 заштрихованной площадью. На фиг. 2 символом Т обозначена температура, символом S - энтропия системы, а цифрами 1 - 6 обозначены ступени нагрева. В системе по указанной выше книге Г.Хейнриха и др., работающей по четырёхугольному циклу Лоренца 1-2-3-4-6-7-1 (фиг. 3), в сравнении с тем же одноступенчатым традиционным циклом 1-2-3-4-5-6-7-1, как показали расчёты, получают значительно меньший экономический эффект (показан штриховкой).
В табл. 1 приведены расчётные технико-экономические показатели треугольного цикла Лоренца при шестиступенчатом нагреве для способов ГВС и отопления в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом.
Figure imgf000013_0001
Как видно из таблицы 1, расчётные технико-экономические показатели треугольного цикла Лоренца в системе ГВС, реализующей предлагаемый способ, значительно превосходят показатели традиционной системы ГВС с одним тепловым насосом: при одинаковой температуре нагретой воды на выходе и при равных теплопроизводительностях уменьшается удельный расход электроэнергии
Ne удельн.сред.> уменьшается себестоимость теплонасосного тепла Степла сред; и срок окупаемости Вокуп. и, наконец, увеличивается коэффициент φ трансформации на ступенях нагрева и в системе ГВС в целом (для шестиступенчатого нагрева: средний коэффициент (рсредн. трансформации составляет 7,047, суммарная теплопроизводительность Σζ)τπ = 2,0238 Гкал/ч, экономия электроэнергии достигает в 2,51 раза, и, хотя капитальные затраты К увеличиваются в 1 ,89 раза, срок окупаемости Вокуп. не превышает 3,23 года).
В табл. 2 приведены расчётные технико-экономические показатели четырёхугольного цикла Лоренца при шестиступенчатом нагреве для способов ГВС и отопления в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом.
Figure imgf000015_0001
Из таблицы 2 видно, что в системе ГВС, работающей по четырёхугольному циклу Лоренца (прототип), при шестиступенчатом нагреве средний коэффициент фсредн. трансформации составляет 3,44, суммарная теплопроизводительность SQTn = 1,4752 Гкал/ч, экономия электроэнергии до 22,4%, капитальные затраты К увеличиваются так же в 1,89 раза при сроке окупаемости Вокуп. = 33,3 года. Таким образом, сравнение технико-экономических показателей говорит в пользу способа ГВС, соответствующего настоящему изобретению.
В способе ГВС предусмотрено при нагреве воды переключение теплона- сосной схемы системы ГВС на реверс с помощью регуляторов направления те- чения нагреваемой воды, установленных на входах тепловых насосов первой и последней ступеней нагрева (на фиг. 1 не показаны). При этом тепловые насосы последних ступеней, работающие при больших температурах и давлении рабочего тела, переводятся в облегчённый режим работы тепловых насосов первых ступеней, что повышает срок их службы, а значит, срок службы системы ГВС в целом.
Система отопления, использующая предлагаемый способ ГВС, представляет собой кольцевую схему, состоящую из теплонасосной схемы, входом и выходом связанной, соответственно, с выходом и входом схемы потребления, и обеспечивает подачу тепла для обогрева жилых или производственных помеще- ний.
Теплонасосная схема (фиг. 4), как и система ГВС, включает несколько тепловых насосов, соединённых по ступенчатой схеме. На фиг. 4 показаны три тепловых насоса, каждый из которых состоит из испарителя 1 , компрессора 2 и конденсатора 3, соединённых трубопроводами 4 - 6. Конденсаторы 3 тепловых насосов соединены последовательно трубопроводами 7. Для подачи воды НПИ предназначен трубопровод 8, для сброса отработанной воды НПИ - трубопровод 9, для подачи воды на нагрев в теплонасосную схему системы отопления - трубопровод 10, а для доставки нагретой воды в схему потребления - трубопровод 1 1. Испаритель 1, компрессор 2, конденсатор 3, соединённые трубопроводами 4 - 6, как показано на фиг. 4, образуют замкнутый рабочий контур для циркуляции рабочего тела каждого теплового насоса. Испарители 1 всех тепловых насосов, трубопроводы 8, 9 и НПИ образуют контур низкопотенциального тепла. На фиг. 4, как и на фиг. 1, этот контур показан общим, разомкнутым и параллельным. Однако он может быть замкнутым, последовательным и индивидуальным. Конденсаторы 3 всех тепловых насосов, соединённые последовательно трубопроводами 7, образуют с трубопроводами 10, 1 1 водяной контур теплонасосной схемы.
В схеме потребления для отапливания каждого помещения используют нагревательный прибор 12, например, радиатор, воздушный теплообменник 13, например, калорифер с вентилятором 14, воздушный регенератор 15, например, с вращающейся массой, и обратный клапан 16. Подключение нагревательных приборов 12 и воздушных теплообменников 13 в схему потребления в зависимости от температуры наружного воздуха производят либо локально с помощью регуляторов 17 (например, трёхходовых клапанов) на их входах (предпочтительно для жилых помещений), как показано на фиг. 4, либо централизованно с помощью одного регулятора 17 (тоже трёхходового клапана, на фиг. 4 не показан) на входе схемы потребления (предпочтительно для нескольких производственных помещений). Трубопроводами (поз. не обозначены) соединены: выход каждого нагревательного прибора 12 через обратный клапан 16 с входом воздушного теплообменника 13, выход последнего - с входом теплонасосной схемы (с входом теплового насоса первой ступени нагрева), а вентилятор 14 - с входом воздушного регенератора 15. Трубопровод 11 с выхода теплонасосной схемы (с выхода теплового насоса последней ступени нагрева) подключён к схеме потребления через регулятор 18. Отапливаемые помещения обозначены позицией 19. В схеме потребления может быть по меньшей мере одно отапливаемое помещение 19.
Способ отопления реализуют с использованием системы отопления и упомянутого способа ГВС следующим образом.
Каждый тепловой насос теплонасосной схемы системы отопления, как в способе ГВС, используют как ступень последовательного нагрева воды. После подготовки этой схемы к работе подают воду на нагрев по трубопроводу 10 в те- плонасосную схему - в конденсатор 3 теплового насоса первой ступени, а в ис- парители 1 тепловых насосов каждой ступени по контуру низкопотенциального тепла подают воду НПИ. Рабочее тело в испарителях 1 от этого тепла закипает и из жидкого состояния переходит в газообразное. Образовавшийся пар по трубо- проводам 4 попадает в компрессоры 2, где при сжатии нагревается до высокой температуры и под давлением выталкивается в конденсаторы 3 по трубопроводам 5. В конденсаторе 3 теплового насоса первой ступени рабочее тело передаёт тепло воде, поданной на нагрев по трубопроводу 10, а само из пара превращается в жидкость и по трубопроводу 6 возвращается в испаритель 1. Нагреваемую воду по водяному контуру передают от ступени к ступени последовательно: от конденсатора 3 первой ступени подают по трубопроводу 7 в конденсатор 3 второй ступени, нагретую во второй ступени до более высокой температуры воду - по трубопроводу 7 в конденсатор 3 третьей ступени, а нагретую в третьей ступени до нормативной температуры воду подают по трубопроводу 1 1 через регулятор 18 в схему потребления.
Если систему по указанной выше книге Г.Хейнриха и др., имеющую такую же теплонасосную схему и работающую по четырёхугольному циклу Лоренца, использовать на отопление, когда на нагрев в тепловой насос первой ступени надо подавать обратную сетевую воду (например, имеющую температуру +60°С), то в теплонасосной схеме будут большие потери на частичное самовскипание рабочего тела тепловых насосов - дроссельные потери, которые увеличиваются при увеличении температуры конденсации рабочего тела - от ступени к ступени (на фиг. 5 дроссельные потери обозначены как XI и Х2).
Для получения режима без дроссельных потерь, т.е. с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла, в теплонасосной схеме системы отопления для нагревания воды организуют треугольный цикл Лоренца. Для этого на нагрев в теплонасосную схему (в тепловой насос первой ступени) подают воду, имеющую необходимую для такого цикла температуру (начальную температуру), и настраивают каждый тепловой насос. Начальную температуру подаваемой воды выбирают максимально близкой к температуре кипения рабочего тела теплового насоса первой ступени нагрева и постоянной. Если температура кипения рабочего тела этого теплового насоса равна 0°С, то лучше всего выбирать начальную температуру подаваемой на нагрев воды равной или близкой к 0°С. При этом тепловой насос каждой ступени настраивают на температуру конденсации его рабочего тела, при которой тепло Qj, отдаваемое этой ступенью, отвечает условию:
Figure imgf000018_0001
где:
i - порядковый номер ступени нагрева;
QBblx - суммарное тепло от всех ступеней нагрева на выходе последней сту- пени;
п - количество ступеней нагрева. Для выполнения этого условия температура конденсации рабочего тела теплового насоса каждой ступени должна быть максимально близка к температуре нагретой воды на выходе этой ступени. Так как температура нагретой воды от ступени к ступени повышается, то температуры конденсации рабочего тела от ступени к ступени будут изменяться в соответствии с изменением температуры нагретой воды в конденсаторах 3.
В результате указанной настройки и выбора начальной температуры подаваемой на нагрев воды при примерно одинаковой производительности ступеней нагрева достигают одинакового прироста температуры воды, нагреваемой на ступенях, что обеспечивает работу теплонасосной схемы на отопление с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла.
В теплонасосной схеме системы отопления используют от четырёх до шести ступеней нагрева, что оптимально для получения наивысших значений всех по- казателей теплонасосного цикла. Начальную температуру подаваемой на нагрев воды лучше выбирать в пределах от 0°С до +15°С, так как именно такая начальная температура максимально близка к температуре кипения рабочего тела теплового насоса первой ступени, что является необходимым условием для режима с полезным использованием практически всего вырабатываемого теплонасосного тепла.
При соблюдении указанных условий в системе отопления будет организован треугольный цикл Лоренца 7-1-3-4-8 '-7 (фиг. 6), благодаря которому в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом 7—1—3—4— 5-8 '-7 получают экономический эффект, показанный на фиг. 6 заштрихованной площадью 8 '-4-5-8'. В системе по указанной выше книге Г.Хейнриха и др., работающей по четырёхугольному циклу Лоренца 7-1-3-4-6-8 -7 (фиг. 6), в сравнении с тем же одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом 7-1- 3-4-5-8 -7, как показали расчёты, можно получить значительно меньший экономический эффект (показан заштрихованной площадью 6-4—5). Расчётные технико-экономические показатели для треугольного и четырёхугольного циклов Лоренца в способе отопления с использованием упомянутого способа ГВС приведены в приведенных выше таблицах 1 и 2, соответственно. Из таблиц 1 и 2 видно преимущество треугольного цикла Лоренца по сравнению с четырёхугольным . Для получения в схеме потребления начальной температуры подаваемой воды, необходимой для треугольного цикла Лоренца, с помощью задатчика температуры (на фиг. 4 не показан) устанавливают нужную температуру, до которой надо нагреть воздух в отапливаемом помещении 19. Задатчик управляет регулятором 17, распределяющим поток нагретой в теплонасосной схеме воды (яв- ляющейся при отоплении прямой сетевой водой) между нагревательным прибором 12 и воздушным теплообменником 13, с помощью которого подают тёплый воздух в отапливаемое помещение 19. В зависимости от разницы между установленной на задатчике и фактической температурой в отапливаемом помещении 19 (которая зависит от температуры наружного воздуха) регулируют обороты вентилятора 14, изменяя тем самым объём подаваемого в отапливаемое помещение 19 тёплого воздуха. В результате в зависимости от температуры наружного воздуха обеспечивают работу системы отопления по водовоздушной или воздушной схемам.
В начале отопительного сезона, когда температура наружного воздуха не опускается ниже - 7°С, прямую сетевую воду подают в нагревательный прибор 12, а обратную сетевую воду - в воздушный теплообменник 13 через обратный клапан
16. Так как при этом температура обратной сетевой воды невысокая, то на отопле- ние работает фактически только один нагревательный прибор 12. При понижении температуры наружного воздуха температура обратной сетевой воды увеличивается, что позволяет подключить к работе вентилятор 14 воздушного теплообменника 13, который подаёт в отапливаемое помещение 19 тёплый воздух с температурой +40°С. При дальнейшем понижении температуры наружного воздуха температура обратной сетевой воды уже недостаточна для нагрева воздуха в воздушном теплообменнике 13 до +40°С. Тогда обратную сетевую воду по- догревают прямой сетевой водой, подавая их одновременно в нагревательный прибор 12 и в воздушный теплообменник 13 с помощью регулятора/регуляторов
17. Обратный клапан 16 на выходе нагревательного прибора 12 при этом пре- дотвращает попадание прямой сетевой воды на его выход. При температуре наружного воздуха ниже - 40°С совместная работа нагревательного прибора 12 и воздушного теплообменника 13 уже не обеспечивает в отапливаемом помещении 19 комфортную температуру +20°С. В этом случае нагревательный прибор 12 отключают регулятором 17, и прямую сетевую воду подают непосредственно в воздушный теплообменник 13. Вентилятор 14 увеличивает объём подаваемого тёплого воздуха.
Таким образом, в системе отопления в зависимости от температуры наружного воздуха осуществляют подачу прямой сетевой воды в нагревательный прибор 12 и/или в воздушный теплообменник 13.
В воздушном теплообменнике 13 поданную воду (обратную сетевую и/или прямую сетевую) охлаждают наружным воздухом, поступающим в него через воздушный регенератор 15, до начальной температуры (для тепловых насосов), выбранной для обеспечения работы тепловых насосов по треугольному циклу Лоренца. После этого охлаждённую воду подают на нагрев в тепловой насос первой ступени нагрева по трубопроводу 10, а воздух, нагретый до температуры +40°С в воздушном теплообменнике 13, подают в отапливаемое помещение 19. При этом тёплый воздух из отапливаемого помещения 19 подают в воздушный регенератор 15 для нагрева им поступающего в регенератор 15 наружного воздуха, а охлаждённый в воздушном регенераторе 15 воздух подают на сброс.
В способе отопления предусмотрено при нагреве воды переключение теплонасосной схемы системы отопления на реверс с помощью регуляторов направления течения нагреваемой воды, установленных на входах тепловых насосов первых и последних ступеней нагрева (на фиг. 4 не показаны). При этом тепловые насосы последних ступеней, работающие при больших температурах и давлении рабочего тела, переводятся в облегчённый режим работы тепловых насосов первых ступеней, что повышает срок их службы, а значит, срок службы системы отопления в целом.
В летний период схему потребления системы отопления отключают с по- мощью регулятора 18 и используют теплонасосную схему на нужды ГВС, подавая на вход теплонасосной схемы воду, имеющую температуру, необходимую для получения треугольного цикла Лоренца.
Таким образом, способ отопления согласно изобретению обеспечивает работу системы отопления по треугольному циклу Лоренца с полезным использованием почти всего вырабатываемого теплонасосного тепла в районах с разными климатическими условиями, что позволяет решить поставленную задачу.
Примеры реализации способа ГВС.
Пример 1. Система ГВС в виде теплонасосной схемы состоит из трёх тепловых насосов - трёх ступеней нагрева, при этом нагреваемую воду передают от ступени к ступени последовательно.
Температура кипения рабочего тела каждого теплового насоса - 0°С; температура воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени нагрева, примерно равна 0°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса первой ступени составляет +35°С; температура нагретой воды на выходе первой ступени составляет +30°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса второй ступени составляет +55°С; температура нагретой воды на выходе второй ступени составляет +50,3°С; температура конденсации теплового насоса третьей ступени составляет +75°С; температура нагретой воды для ГВС составляет +71 °С, и эта вода поступает потребителям.
Пример 2. Система ГВС состоит из шести тепловых насосов - шести ступеней нагрева, при этом нагреваемую воду передают от ступени к ступени последовательно.
Температура кипения рабочего тела каждого теплового насоса - 0°С; температура воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени нагрева примерно равна 0°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса первой ступени составляет +17°С; температура нагретой воды на выходе первой ступени составляет +12°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса второй ступени составляет +29°С; температура нагретой воды на выходе второй ступени составляет +24°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса третьей ступени составляет +41°С; температура нагретой воды на выходе третьей ступени составляет +36°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса четвертой ступени составляет +53°С; температура нагретой воды на выходе четвёртой ступени составляет +48°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса пятой ступени составляет +64°С; температура нагретой воды на выходе пятой ступени составляет + 59°С; температура конденсации рабочего тела теплового насоса шестой ступени составляет +75°С; температура нагретой воды для ГВС составляет +70°С, и эта вода поступает потребителям.
Примеры реализации способа отопления с использованием упомянутого способа ГВС в системе отопления, содержащей теплонасосную схему, связанную со схемой потребления, показаны в таблицах 3 и 4.
В табл. 3 приведены расчётные технико-экономические показатели треугольного цикла Лоренца для трёхступенчатого и шестиступенчатого нагрева в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом при разных температурах конденсации рабочего тела теплового насоса последней ступени нагрева, а в табл. 4 - расчётные технико-экономические показатели четырёхугольного цикла Лоренца для трёхступенчатого и шестиступенчатого нагрева в сравнении с одноступенчатым традиционным теплонасосным циклом при разных температурах конденсации рабочего тела теплового насоса последней ступени нагрева.
В этих таблицах приведены следующие показатели, соответственно, для треугольного и четырёхугольного циклов Лоренца при трёхступенчатом и шести- ступенчатом нагреве для разных температур конденсации рабочего тела теплового насоса последней ступени нагрева: коэффициент φ трансформации, себестоимость вырабатываемого тепла СтеПла, срок окупаемости Вокуп. и суммарная теплопроизводительность QTn общ- Выделены рамкой режимы, работа при которых экономически нецелесообразна.
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000025_0001
Из сравнения расчётных данных таблиц 3 и 4 видно, что при одной и той же температуре конденсации рабочего тела теплового насоса последней ступени нагрева при треугольном цикле Лоренца повышаются все показатели теплонасосного цикла по сравнению с четырёхугольным циклом Лоренца. Так например, при температуре конденсации +70°С при шестиступенчатом нагреве коэффициент φ трансформации составляет 6,298 против 3,799; себестоимость вырабатываемого тепла СтеПла - 418,5 руб/Гкал против 678,5 руб/Гкал; срок окупаемости В0КуП - 5,77 лет против 10,68 лет; теплопроизводительность QTn 06m. - 0,984 Гкал/час против 0,766 Гкал/час.
При температуре конденсации +75°С и выше способ отопления по четы- рёхугольному циклу Лоренца (табл. 4) переходит в экономически нецелесооб- разный режим. При треугольном цикле Лоренца такой режим не наступает даже при температуре конденсации, равной +90°С (табл. 3).
Таким образом, сравнение расчётных технико-экономических показателей говорит в пользу способа отопления с треугольным циклом Лоренца, реализо- ванного в выбранной системе отопления и использующего способ ГВС согласно изобретению.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ горячего водоснабжения (ГВС), включающий подачу воды на нагрев в теплонасосную схему системы, нагревание в ней этой воды до нормативной температуры с помощью тепловых насосов, каждый из которых используют как ступень последовательного нагрева воды, и доставку нагретой воды потребителям, отличающийся тем, что для нагревания воды в теплонасосной схеме системы организуют теплонасосный цикл, максимально приближённый к треугольному теплонасосному циклу Лоренца, для чего температуру воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени, выбирают максимально близкой к температуре кипения его рабочего тела, а тепловой насос каждой ступени настраивают на температуру конденсации его рабочего тела, при которой тепло Qi, отдаваемое этой ступенью, отвечает условию:
Figure imgf000027_0001
где: i - порядковый номер ступени нагрева;
QBbix - суммарное тепло от всех ступеней нагрева на выходе последней ступени;
п - количество ступеней нагрева.
2. Способ ГВС по п. 1, отличающийся тем, что количество ступеней нагрева выбирают равным от четырех до шести.
3. Способ ГВС по п.п. 1 или 2, отличающийся тем, что температуру воды, подаваемой на нагрев в тепловой насос первой ступени, выбирают в пределах от 0°
С до + 15° С.
4. Способ ГВС по п. 1, отличающийся тем, что при нагреве воды теплонасосную схему переключают на реверс с помощью регуляторов направления течения нагреваемой воды, установленных на входах тепловых насосов первой и последней ступеней нагрева.
5. Способ отопления, включающий подачу воды на нагрев в теплонасосную схему системы, нагревание в ней этой воды до нормативной температуры и доставку нагретой воды потребителям, отличающийся тем, что указанные операции осуществляют в соответствии со способом ГВС по п.п. 1 - 4, при этом нагретую воду доставляют в схему потребления, в которой для отапливания помещения используют нагревательный прибор и воздушный теплообменник, причём в зависимости от температуры наружного воздуха с помощью регулятора/регуляторов воду, нагретую в теплонасосной схеме, подают в качестве прямой сетевой воды в нагревательный прибор и/или в воздушный теплообменник, а обратную сетевую воду - в воздушный теплообменник, где поданную воду охлаждают наружным воздухом до температуры, максимально близкой к температуре кипения рабочего тела теплового насоса первой ступени- нагрева, при этом на нагрев в этот тепловой насос подают охлаждённую воду с воздушного теплообменника, а нагретый в нём воздух подают в отапливаемое помещение.
6. Способ отопления по п. 5, отличающийся тем, что наружный воздух до подачи в воздушный теплообменник подогревают в воздушном регенераторе тёплым воздухом, удаляемым из отапливаемого помещения.
PCT/RU2011/000811 2010-10-19 2011-10-18 Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием WO2012053937A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201300328A EA021498B1 (ru) 2010-10-19 2011-10-18 Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием
EP11834706.1A EP2631546A4 (en) 2010-10-19 2011-10-18 HOT WATER SUPPLY METHOD AND HEATING METHOD USING THE SAME

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010142460 2010-10-19
RU2010142460 2010-10-19
RU2011123914/06A RU2454608C1 (ru) 2011-06-10 2011-06-10 Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием
RU2011123914 2011-06-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012053937A1 true WO2012053937A1 (ru) 2012-04-26

Family

ID=45975454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000811 WO2012053937A1 (ru) 2010-10-19 2011-10-18 Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2631546A4 (ru)
EA (1) EA021498B1 (ru)
WO (1) WO2012053937A1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105241121A (zh) * 2015-09-09 2016-01-13 东莞东元环境科技有限公司 串联式双级蒸发和双级冷凝热泵
EP3933283A1 (en) * 2020-07-02 2022-01-05 E.ON Sverige AB Thermal energy extraction assembly

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2083932C1 (ru) 1994-02-08 1997-07-10 Алексей Филиппович Конов Способ достижения максимального отопительного коэффициента тепловых насосов и установка для его осуществления
RU2161759C2 (ru) 1998-06-04 2001-01-10 Самхан Игорь Исаакович Способ и устройство для трансформации тепловой энергии
RU2239129C1 (ru) * 2003-01-30 2004-10-27 Стенин Валерий Александрович Способ теплоснабжения
RU2364794C1 (ru) * 2008-03-11 2009-08-20 Анатолий Дмитриевич Киосов Система и способ централизованного теплоснабжения
EA200900449A1 (ru) * 2008-09-08 2009-12-30 Анатолий Иванович Малахов Система теплоснабжения
RU2382281C1 (ru) * 2008-12-03 2010-02-20 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Система автономного теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений
CN101793449A (zh) * 2010-03-23 2010-08-04 广东美的电器股份有限公司 一种多热源的热泵系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4124177A (en) * 1977-04-21 1978-11-07 Timmerman Robert W Heating system
FR2402844A1 (fr) * 1977-09-08 1979-04-06 Girodin Tech Installation de pompes de transfert thermique a hautes performances
FI791079A (fi) * 1979-04-02 1980-10-03 Valmet Oy Pao utnyttjande av en vaermepump sig grundande foerfarande vid tillvaratagande av vaerme
EP0143855A1 (de) * 1983-11-02 1985-06-12 H. Krantz GmbH & Co. Verfahren zur Wärmerückgewinnung
DE102006012852A1 (de) * 2006-03-21 2007-09-27 Löffler, Michael, Dr. Wärmepumpen mit Phasenwechsel des Arbeitsmediums im Arbeitsraum einer Verdrängungsmaschine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2083932C1 (ru) 1994-02-08 1997-07-10 Алексей Филиппович Конов Способ достижения максимального отопительного коэффициента тепловых насосов и установка для его осуществления
RU2161759C2 (ru) 1998-06-04 2001-01-10 Самхан Игорь Исаакович Способ и устройство для трансформации тепловой энергии
RU2239129C1 (ru) * 2003-01-30 2004-10-27 Стенин Валерий Александрович Способ теплоснабжения
RU2364794C1 (ru) * 2008-03-11 2009-08-20 Анатолий Дмитриевич Киосов Система и способ централизованного теплоснабжения
EA200900449A1 (ru) * 2008-09-08 2009-12-30 Анатолий Иванович Малахов Система теплоснабжения
RU2382281C1 (ru) * 2008-12-03 2010-02-20 Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) Система автономного теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений
CN101793449A (zh) * 2010-03-23 2010-08-04 广东美的电器股份有限公司 一种多热源的热泵系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
G. HEINRICH; H. NAIROCK; V. NESTLER, HEAT PUMP PLANTS FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY, MOSCOW, STROYIZDAT, 1985, pages 53 - 56
G. KHAINRIKH ET AL.: "Teplonasosnye ustanovki dlya otopleniya i goryachego vodosnabzheniya.", STROIIZDAT, 1985, MOSCOW, pages 53 - 56, XP008172131 *
See also references of EP2631546A4

Also Published As

Publication number Publication date
EP2631546A1 (en) 2013-08-28
EP2631546A4 (en) 2016-05-18
EA021498B1 (ru) 2015-06-30
EA201300328A1 (ru) 2013-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1387988B1 (en) Air-conditioning system
US7716943B2 (en) Heating/cooling system
AU2002310859A1 (en) Air-conditioning system
EP3457050B1 (en) Heat pump system
CN109210651B (zh) 两种不同功能的风冷热泵热回收机组耦合水冷冷水机组及其使用方法
CN113483412B (zh) 多模式水氟多联机系统
CN106152840B (zh) 热管系统、制冷系统及其控制方法
JP2012063127A (ja) 空調給湯システム
EP0510888A2 (en) Refrigeration system consisting of a plurality of refrigerating cycles
WO2012053937A1 (ru) Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием
RU2454608C1 (ru) Способ горячего водоснабжения и способ отопления с его использованием
EP3740720A1 (en) Method and system of cooling in heat generation by combustion
US9182160B2 (en) Two stage dedicated heat recovery chiller
WO2007043952A1 (en) Heat exchanger device
EP3879187A1 (en) Improved efficiency for a heat extracting system and/or a heat depositing system
KR20190014672A (ko) 공기열원 축냉운전과 수열원 축냉축열 동시운전을 갖는 다중열원 멀티 히트펌프 시스템의 제어방법
CN105444452A (zh) 空调系统
CN201229088Y (zh) 多热源三联供热泵冷热水机组
RU2785856C1 (ru) Устройство рекуперации теплопотерь зданий и сооружений
CN216744976U (zh) 可切换模式的换热系统
CN217900087U (zh) 水蓄能空调系统
US11885507B2 (en) Instantaneous hot water heat pump
CN217899985U (zh) 一种热管理系统及数据中心
US20230288112A1 (en) Modular Reversible Cascade High Temperature Heat Pump System with Predictive Defrost Control
CN101566402B (zh) 一种空调热水器系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11834706

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201300328

Country of ref document: EA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011834706

Country of ref document: EP