Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения

Номер инновационного патента: 21028

Опубликовано: 16.03.2009

Автор: Алимгазин Алтай Шурумбаевич

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к установкам автономного отопления и горячего водоснабжения жилых зданий и отдельных сооружений различного типа, а также для получения холода при использовании низкопотенциальных источников теплоты.
Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения, содержит компрессор, испаритель и конденсатор, соединенные трубопроводными контурами циркуляции хладагента, промежуточного теплоносителя, сетевой воды, систему сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника. При этом система сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника, в качестве которого использованы сточные воды канализационно-насосной станции городских коммуникаций, выполнена в виде размещенного в теплоизолированной камере ряда кожухотрубных теплообменников, связанных с упомянутым источником теплоизолированными трубопроводами, в которые встроены насосы, обеспечивающие скорость подачи сточных вод в теплообменники не менее 5м/сек.
Изобретение позволяет повысить надежность работы установки и обеспечивает возможность ее использования в любых климатических условиях различных регионов. Коэффициент преобразования в данной установке составляет 4-5 единиц.

Текст

Смотреть все

(51) 25 29/00 (2006.01) 25 30/06 (2006.01) 24 17/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ испаритель и конденсатор,соединенные трубопроводными контурами циркуляции хладагента, промежуточного теплоносителя, сетевой воды, систему сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника. При этом система сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника, в качестве которого использованы сточные воды канализационно-насосной станции городских коммуникаций, выполнена в виде размещенного в теплоизолированной камере ряда кожухотрубных теплообменников, связанных с упомянутым источником теплоизолированными трубопроводами, в которые встроены насосы,обеспечивающие скорость подачи сточных вод в теплообменники не менее 5 м/сек. Изобретение позволяет повысить надежность работы установки и обеспечивает возможность ее использования в любых климатических условиях различных регионов. Коэффициент преобразования в данной установке составляет 4-5 единиц.(76) Алимгазин Алтай Шурумбаевич , Тян Руслан Николаевич, Алимгазинов Дулат Шурамбаевич , Бахтиярова Сауле Гафезовна(56) Алимгазин А.Ш., Грунина Д.А. Техникоэкономическое обоснование применения альтернативных источников в Республике Казахстан, Вестник ПГУ им. С. Торайгырова, серия Энергетика 4, г. Павлодар, 2005 г., с.17-27(54) ТЕПЛОНАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ(57) Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к установкам автономного отопления и горячего водоснабжения жилых зданий и отдельных сооружений различного типа, а также для получения холода при использовании низкопотенциальных источников теплоты. Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения, содержит компрессор, 21028 Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к установкам автономного отопления и горячего водоснабжения жилых зданий и отдельных сооружений различного типа, а также для получения холода при использовании низкопотенциальных источников теплоты. Известна теплонасосная установка холодоснабжения, обеспечивающая как получение холода, так и теплоснабжение помещений,использующая в качестве низкопотенциального источника теплоты воду(см. авторское свидетельство СССР 395677, кл. 2513/02,опубл. 1973 г.). Установка содержит компрессор,испарительный и конденсаторный блоки,нагнетательные и всасывающие магистрали, причем испарительный и конденсаторный блоки выполнены из ряда воздухоохладителей и конденсаторов,первые из которых смонтированы на ответвлениях всасывающей магистрали, а другие присоединены к ответвлениям нагнетательной магистрали,подающей рабочую среду к потребителям. Недостатком установки является низкий КПД, а использование сетевой воды в качестве низкопотенциального источника теплоты экономически нецелесообразно. Известен также гидроимпульсный тепловой насос для снабжения потребителя теплом и холодом(см. ПП РК 14571, кл. 2529/00, опубл. 2004 г.),содержащий компрессор и связанные с ним конденсатор и испаритель, при этом насос снабжен трубой с входным и выходным торцами. Труба установлена с возможностью перемещения в водоеме и снабжена воздушным колпаком, с которым связан поршень компрессора. При этом на выходном торце трубы установлен ударный клапан. Между трубой и воздушным колпаком размещен нагнетательный клапан. На входном торце трубы закреплено улавливающее устройство в виде усеченного конуса. Обеспечение потребителя теплом и холодом данное устройство осуществляет путем использования энергии водной волны, что ограничивает область его применения в системах автономного снабжения теплом и холодом объектов в регионах, удаленных от рек, озер и т.п. Наиболее близким техническим решением,принятым за прототип, является теплонасосная установка для автономного теплоснабжения зданий с использованием скважинных теплообменников, в которой в качестве низкопотенциального источника теплоты используют теплоту грунтовых вод (см. статью Алимгазин А.Ш., Грунина Д.А. Техникоэкономическое обоснование применения альтернативных источников в Республике Казахстан, Вестник ПГУ им. С Торайгырова, серия Энергетика 4, г. Павлодар, 2005 г., с.17-27). Установка содержит испаритель, конденсатор,компрессор, соединенные контурами циркуляции хладагента,теплоносителя,сетевой воды. Испаритель и конденсатор выполнены в виде кожухотрубных теплообменников. Контуры циркуляции снабжены вентилями. Установка снабжена также системой сбора и утилизации 2(грунтовых вод), а в контур циркуляции сетевой воды встроен водоаккумулятор с пиковым догревателем. К недостаткам этой установки следует отнести то, что для надежной и бесперебойной работы теплообменников необходимым условием является наличие постоянного (заданного паспортом) объема грунтовых вод, что для многих климатических регионов весьма проблематично. Кроме того, для работы установки необходимо соблюдение качества грунтовых вод и,соответственно, установка фильтров грубой и тонкой очистки, периодическая очистка и замена последних, что снижает надежность работы установки. Задачей настоящего изобретения является расширение области используемых низкопотенциальных источников теплоты за счет утилизации тепловых отходов сточных вод промышленных предприятий. Технический результат заключается в повышении надежности работы теплонасосных установок и возможности их использовании в любых климатических условиях различных регионов. Для этого в теплонасосной установке для отопления и горячего водоснабжения, содержащей компрессор,испаритель и конденсатор,соединенные трубопроводными контурами циркуляции хладагента,промежуточного теплоносителя, сетевой воды, систему сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника, система сбора и утилизации теплоты выполнена в виде ряда кожухотрубных теплообменников,размещенных в теплоизолированной камере. Упомянутые теплообменники соединены с низкопотенциальным источником теплоты, в качестве которого использованы сточные воды канализационно насосной станции городских коммуникаций,теплоизолированными трубопроводами, причем в последние встроены насосы, обеспечивающие скорость подачи сточных вод в теплообменники не менее 5 м/сек. Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена принципиальная схема теплонасосной установки в режиме подключения ее элементов для обеспечения функций отопления и горячего водоснабжения. Теплонасосная установка содержит компрессор 1 и связанные с ним испаритель 2 и конденсатор 3,последовательно включенные в контур циркуляции хладагента 4. Испаритель 2 соединен с системой сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника контуром циркуляции промежуточного теплоносителя, выполненным в виде трубопроводов 5,6, циркуляцию в этом контуре обеспечивает насос 7. Система сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника,в качестве которого используют сточные воды канализационно насосной станции,представляет собой установленные в теплоизолированной камере кожух 21028 отрубные теплообменники 8,соединенные теплоизолированными трубопроводами 9,10 с приемным резервуаром неочищенных сточных вод 11 канализационно - насосной станции. В трубопроводы 9,10 встроены фекальные насосы 12,обеспечивающие скорость подачи сточных вод в теплообменники 8 не менее 5 м/сек. Конденсатор 3 включен в контур циркуляции сетевой воды(отопления и горячего водоснабжения), циркуляцию в нем обеспечивают насосы 13. Контур циркуляции сетевой воды выполнен в виде подающего и обратного трубопроводов 14,15 и снабжен запорными вентилями 16. В качестве промежуточного теплоносителя в установке используют воду. Компрессор 1 имеет электропривод реверсного исполнения, таким образом установка может работать в режиме холодильной машины. Теплонасосная установка отопления и горячего водоснабжения работает следующим образом. Неочищенные сточные воды из приемного резервуара 11 канализационно - насосной станции,имеющие температуру 13-20 С, по двум ветвям подают фекальными насосами 12 через трубопроводы 9,10 в кожухотрубные теплообменники 8. В теплообменниках 8 теплота сточных вод передается промежуточному теплоносителю (воде), охлажденные сточные воды возвращают в резервуар 11. Для предотвращения образования отложений на теплообменных поверхностях сточные воды подают со скоростью не менее 5 м/сек, которую обеспечивают насосы 12. Нагретый промежуточный теплоноситель подают насосом 7 на вход испарителя 2, далее через испаритель на входы кожухотрубных теплообменников 8 и снова возвращают через выходы теплообменников 8 на вход испарителя 2,обеспечивая циркуляцию в замкнутом контуре. В испарителе 2 происходит теплосъем за счет взаимодействия теплоносителя с циркулирующим в контуре 4 хладагентом. Нагретый хладагент кипит с испарением и образованием паров, одновременно охлаждая промежуточный теплоноситель (воду) до температуры кипения хладагента. Пары хладагента поступают в компрессор 1, где сжимаются до повышенного давления,определяемого температурой конденсации, и направляются в конденсатор 3, через который циркулирует сетевая вода, под воздействием последней происходит конденсация хладагента. Тепло, выделенное при конденсации, передается циркулирующей через конденсатор сетевой воде, температура которой повышается. Нагретая сетевая вода по трубопроводу 14 поступает в систему отопления и горячего водоснабжения, отработанная вода по обратному трубопроводу 15 возвращается на теплонасосную установку. На работу компрессора затрачивают электроэнергию. Максимально возможная температура, определяемая условиями экономичной работы теплонасосной установки с использованием сточных вод в качестве низкопотенциального источника теплоты,составляет 70 С,что соответствует, например, расчетной температуре горячего водоснабжения. В летнее время установку можно использовать для получения холода. Коэффициент преобразования данной теплонасосной установки составляет 4-5 единиц. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения, содержащая компрессор,испаритель и конденсатор,соединенные трубопроводными контурами циркуляции хладагента, промежуточного теплоносителя, сетевой воды, систему сбора и утилизации теплоты низкопотенциального источника, отличающаяся тем, что система сбора и утилизации теплоты выполнена в виде размещенного в теплоизолированной камере ряда кожухотрубных теплообменников,связанных с низкопотенциальным источником теплоты, в качестве которого использованы сточные воды канализационно-насосной станции городских коммуникаций,теплоизолированными трубопроводами, причем в последние встроены насосы, обеспечивающие скорость подачи сточных вод в теплообменники не менее 5 м/сек.

МПК / Метки

МПК: F25B 29/00, F24D 17/02, F25B 30/06

Метки: горячего, отопления, водоснабжения, теплонасосная, установка

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip21028-teplonasosnaya-ustanovka-dlya-otopleniya-i-goryachego-vodosnabzheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения</a>

Похожие патенты