BG99030A

BG99030A - Метод и устройство за отопление на сгради и вентилационен въздух

Info

Publication number: BG99030A
Application number: BG99030A
Authority: BG
Inventors: Seppo Leskinen
Original assignee: Abb Flaekt Ab
Priority date: 1992-03-10
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 1996-09-30
Also published as: PL172318B1; DK0629275T3; EP0629275A1; CZ211894A3; NO943352L; ATE144317T1; EE03008B1; WO1993018350A1; JPH07507132A; CA2131443A1; NO302437B1; UA25830C2; GR3021415T3; KR950700519A; EP0629275B1; FI921034A0; CZ288102B6; RU94041705A; FI94173B; KR100255702B1

Abstract

1. Метод за отопление на помещения в сграда, при който пренасянето на топлината от загряваната на отдалечено място течност се отдава на затоплящата течност в отоплителните мрежи (6, 7) за отопление на сградата и на вентилационния въздух, характеризиращ се с това, че една от споменатите течности с ниска температура е принудена да протича по такъв начин, че отдава последователно необходимото количество топлина за отопление на сградата и след това - за подгряване на вентилационния въздух.

Description

Метод и устройство за отопление на сграда и вентилационен въздух

Изобретението се отнася до метод за отопление на помещения в сграда/ който включва пренасянето на топлина от станция за загряване на течност към затоплящата течност в отоплителната мрежа за отопление -на сградата и на вентилационния въздух или подобни. Изобретението се отнася също така и до устройство за отопление на помещения в страда.

В отдалечените централи или станции за загряване на вода, температурата на захранващата вода, която се пренася от станцията, е обикновено между 90,.,110° С°, в зависимост от станцията (централата). Водата необходима за отопление, вентилация и топла вода на сградата обикновено се загрява в топлообменник, като водата подавана от него към сградата има нормално 70...90° С°. В състояние на пиково натоварване, за което обикновено водопроводните мрежи са проектирани, температурата на отработе ната вода не може да се свали по-ниско от 40° с°. Температурата на отработената вода към станциите е приблизително 50° С° , за да се постигнат минимални разходи. От гледна точка на стойността на инвестициите, производителността на помпите, топлинните загуби и др. на тръбопроводните мрежи на отдалечените станции, би било преимущество да се намали дори още повече температурата на отработената вода, но стойността на топлообменниците ще нарастне бързо, дори и при малко допълнително спадане на температурата, защото температурната разлика дори при известните устройства е сравнително малка, около 10° С°,

В обикновените сгради, делът на вентилацията в общите енергийни разходи на сградата е около 35...50%, в зависимост • · • ·

от вида сграда и използваните в нея съоръжения, Както топ линиите, така и вентилационните загуби и необходшмости са директно пропорционални на разликата между вътрешната и външната температура, т.е. съотношението между тях е почти константа . Общият топлинен баланс включва, в допълнение, вътрешното отделяне на топлина в сградата ( осветление, електрически уреди, хора и т.н.) и топлата вода, които са независими от външната температура и имат обратен ефект. Така съотношението на вентилация варира много малко с промените във външната температура.

Задача на ^настоящото изобретение е да осигури метод, с помощта на който да се намали температурата на отработената вода към станцията в сравнение с досега познатите устройства, без значими допълнителни инвестиции. Методът по изобретението се характеризира с това, че една от посочените течности е принудена да протича така, че да отдава топлина първо за отоплението на сградата и след това за подгряването на вентилацион ния въздух.

Основната идея на изобретението е да свърже топлоподаването за отопление и вентилация последователно по такъв начин, че необходимостите за отопление да се* посрещат на по-високо енергийно ниво, а необходимостите за вентилация да се посрещат на по-ниско енергийно ниво.Това може да се постигне или чрез циркулация на затоплящата вода на сградата първо през отоплителната система на сградата и след това през топлообменниците на вентилационната система или чрез циркулация на загряващата вода от станцията първо през отоплителната система на сградата и после през топлообменника на вентилационната система.

Преимуществата на изобретението са особено очевидни, когато топлината се пренася от отработения въздух на сградата към захранващия въздух с помощта на мрежа за регенерация на то• · • · плика.

На първия етап, циркулационната вода може да се охлади до около 40° С° и отработената вода към станцията до около 50° С°. както е цитирано по-горе. На втория етап затоплящата вода на системата може да се охлади дори под 0° С° по настоя щето изобретение и в резултат температурата на отработената вода към станцията да се понижи до 20°,,,50° С°, Така капа цитетът на топлопроводната мрежа на станцията може да се уве личи с 50% и инвестициите да се намалят с 35%. Производителността на помпите може да се намали с 30..,35% и топлинните загуби, на отработената вода могат да се намалят до повече от половината от загубите при съществуващите системи. И още системата може да се контролира по-лесно с малки натоварвания.

По нататък задача на изобретението е да осигури устройство за отопление на помещения в сгради, което се състои от средство за топлообмен за провеждане на топлината от загряващата течност от станцията към затоплящата течност, протичаща в отоплителната мрежа на сградата и за вентилация на въздух и подобни.

Устройството по изобретението се характеризира с това.че отоплителните мрежи за отопление на сградата и на вентилационния въздух са свързани последователно и една от въпросните течности е принудена да протича през устройството по такъв начин, че да пренася топлината първо за отопление на сградата и след това, когато е вече по-студена, за подгряване на вен тилационния въздух.

По-нататък изобретението ще бъде описано по-подробно, като се позоваваме на приложените чертежи, където:

Фиг.1 показва първи вариант на изпълнение на устройсвото • · • · по изобретението като опростена функционална диаграма,

Фиг.2 показва втори вариант на изпълнение на устройството по начин съответстващ на Фиг.1,

Фиг.З показва модификация на изпълнението в съответствие С Фиг,2, И

Фиг, 4 показва трети вариант на изпълнение на устройството по изобретението,

На Фиг.1 захранващият магистрален водопровод на отдалечената станция за загряване на водата е означен с номер 1 и обратният магистрален водопровод е означен с номер 2, Магистралните тръбопроводи са свързане чрез тръбопровода 3 към първичната верига на топлообенника 4. Тръбопроводът 5 е свързан с вторичната верига на топлообменника 4 за циркулиране на затоплящата вода за отопление на помещенията в сградата. На Фиг.1 са показани две отоплителни мрежи, означени с пунктирани ли нии: отоплителна мрежа 6 за отопление на сградата и отоплителна мрежа 7 за подгряване на вентилационния въздух. Отоплителната мрежа 6 се състои от устройства за отопление на сградата като радиатори, устройства за подгряване на топлата вода и подобни, Отоплителната мрежа 7 съответства основно на топлообменника, описан във Финландска патентна заявка № 915 511, с помощта на който топлината на отработения въздух В, изпус кан от сградата, се пренася към захранващия въздух А, влизащ в сградата. По отношение.на действието на топлообменника, ние се позоваваме на горецитираната патентна заявка,

Циркулационният тръбопровод включва помпата 8, с помощта на която затоплящата вода се провежда до захранващия водопровод 9 на отоплителната мрежа 7, като цитирания тръбопровод е свързан с подгряващия източник 10 на отоплителната мрежа 7

--- · · ·· · и по-нататък е свързан с топлообменника 11 на захранващия въздух А в рекуперационната мрежа. След топлообменника 11, циркулационният тръбопровод 12 на рекуперационната верига в отоплителната мрежа 7 е предвидена циркулационна помпа 13 откъм студената страна, след което обратният тръбопровод 14 е свързан с циркулационния тръбопровод, като цитирания обратен тръбопровод е свързан в единия си край към циркулационния тръбопровод 5. Поради различните потоци в отоплителните мрежи 6 и 7 , устройството е осигурено с байпас 15. Циркулационният тръбопровод 5 е свързан с втората верига на топлообменника 4.

По изобретението отоплителните мрежи 6 и 7 са свързани ^w последователно по такъв начин, че да имат общ циркулационен тръбопровод 5, като затоплящата течност протича първо през отоплителната мрежа 6 за отопление на сградата и след това през отоплителната мрежа 7 за подгряване на вентилационния въздух. Устройството по изобретението действа по долуописания начин,

Водата от отдалечената загряваща станция по магистралния водопровод 1, като температурата на тази вода е обикновено между 90°...110° С°, протича през свързващата тръба 3 към пърС вичната верига на топлообменника 4 и оттам към магистралния тръбопровод на отработената вода.Затоплящата вода, циркулираща в тръбопровода 5, се подгрява във вторичната верига на топлообменника до температура 70°..,90° С° и протича от топлообменника към отоплителната мрежа 6 за отопление на сградата и за топлата вода и по-нататък през помпата 8 и една тръба 9 към топлообменника 11 на рекуперационната верига, в която отоплителна мрежа 6 охладената вода отдава топлина на захранващия въздух А. Ако приемем, че захранващият въздух е с темпе I ратурата -25° c°, температурата на затоплящата вода в циркулационния тръбопровод 12 откъм студената страна на рекуперационната верита спада до към -15° С°. Това естествено изисква незамръзваща затопляща течност, например смес от вода и гли кол, да се използва за цялата система.Ако затоплящата вода е под 0° С° във вторичната верига на топлообменника 4 , температурата на отработената вода към станцията пада до около 20°,, ,30° С° и по този начин се реализират описаните преимущества.

От гледна точка на баланса на рекуперационната верига, може да е полезно , в някои случаи, да се свърже обратния тръбопровод 14 към топлата страна на рекуперационната верига, т*.. е. след топлообменника на на отработения въздухв посока на потока на течността, където температурата на затоплящата течност е например 20° С°. Така отработената вода към станцията се охлажда до около 30° С°.Тази алтернатива е показана от точки и тирета на Фиг.1 и на Фиг.2.

На Фиг.2 е показан втори вариатт на изпълнение на устройството по изобретението, където топлообменника 4 от фиг.1 е заместен от два топлообменника 16 и 17 за отоплителните мрежи С б и 7 съответно, Всяка една от отоплителните мрежи има отделен циркулационен тръбопровод, съответно 18 и Ψ19. Топлообменниците 16 и 17 са свързани последователно, така че тръбата 3 провежда затоплящата вода от станцията по магистралния тръбопровод.1 първо към топлообменника 16 и след това към топлообменника 17, от който водата тече към обратния магистрален тръбопровод 2.

При този вариант на изпълнение на устройството, водата от станцията протича през регулационен вентил 20 към топлооб.-7менника 16 на отоплителната мрежа 6, в който топлообменник тя се охлажда де около 50° С° и по-нататък с помощта на помпата 21 през тръбата 22 и регулационния вентил 23 протича към топлообменника 17 на отоплителната мрежа 7, в който топлообменник загряващата вода от станцията се охлажда до около 20°.,,30° С° и отива в обратния магистрален тръбопровод към станцията.

Предимството на този вариант на изпълнение е, че цялатт отоплителна мрежа 6 може да функционира с вода и само течността, протичаща през циркулационния водопровод 12 и вторичната Г верига на топлообменнка 17 трябва да бъде незамръзваща, например вода и гликол, Водата не поставя същите специални изисквания за отделните компоненти, както сместа отвода и гликол, откъдето устройството по Фиг.2 е по-евтино от устройство! ;то по фиг.1. Отделните отоплителни мрежи 6,7 могат също така се контролират по-лесно, отколкото при изпълнението на Фиг.1, където мрежите имат обща циркулационна тръба 5.

На Фиг.З е показан вариант на изпълнение, при който всеки от топлообменниците 16,17 е осигурен с отделна водна циркулационна помпа 24, в резултат на което използването на загряващата вода от станцията може да се минимизира и/или устройството може по-лесно да се контролира.

На Фиг.4 е показано как може отоплителната мрежа 6 да се раздели на две подмрежи 6¹ и 6¹¹, При показаното изпълнение мрежите са свързани в паралел и имат общ топлообменник 16. Алтернативно всяка подмрежа 6¹ и 6¹¹ може да има отделен топлообменник и подмрежите могат да бъдат свързани последователно, което има преимущество, особено когато едната мрежа е за топла вода. Също така може и да има повече от две подмрежи.

Топлообменникът за топла вода може да бъде свързан последователно с отоплителната система и паралелно с топлообменника на вентилацията^ ако има едновременно нужда от отопление/ вентилация и топла вода.

Използването на топлата вода е обикновено периодично и от топла вода има нужда и през лятото/ когато сградата и нейната вентилация не се нуждаят от отопление, По изобретението/ температурата на отработената вода в отоплителната система може обикновено да се намали достатъчно с помощта на вентилацията. Затова е полезно да се направят отделни мрежи за топлата вода като нейната мрежа трябва да е свързанаиотделно и директно с отоплителната станция и може да се проектира за ниска температура на отработената вода.

С описаните по-горе варианти на изпълнението не се ограничава обхвата на изобретението. Функционалните диаграми на фигурите са опростени с цел да се избягнат елементи и операции/ които не са необходими/ за да се разбере основната идея на изобретението. Отоплителната мрежа 7 може също да се раздели по начина/ описан за мрежата 6 от фиг,Ц, където термичните операции/ като подгряване на въздух, рекуперация на топлина/ и на отработения въздух / могат да бъдат в различни подмрежИ/ ако това се желае. Загряващата вода от станцията и течността/ визирана тук/ могат да бъдат произведени в други заводи/ централи/ както и от станция в самата сграда.

Claims

Патентни претенции

1, Метод за отопление, на помещения в сграда, при който пренасянето на топлината от загряваната на отдалечено място течност се.отдава, на затоплящата течност в отоплителните мрежи (6,7) за отопление на сградата и на вентилационния въздух/ характеризиращ се с това.» 4е една: от споменатите течности с с ниска ^те-«^пе-^^1^_ИНуд_еНа д_а протича ПО ТакЪВ начин, че да бЖЙ§?§ео§ходимотс ^личествоуоплина за отопление на сградата и след това за подгряване на вентилационния въздух,
2. Метод съгласно претенция 1, който включва отдаване на топлината от отработения въздух ИВ) на сградата към захранващия въздух (А) с помощта на веригата за рекупериране на топлината, характеризиращ се с това, че затоплящата течност, подгряваща вентилационния въздух, е принудена да протича през топлообменник (11) в цитираната мрежа за рекупериране на топлината, в който топлообменник течността отдава топлина. на захранващия въздух (А),

W-
3, Метод съгласно претенция 1,,характеризиращ се с това, че затоплящата течност се отстранява от мрежата за рекупериране на топлината преди топлообменника на отработения въздух (В) или след като тя е преминала през топлообменника, на отработения въздух.
4. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че цитираната течност, е затоплящата течност, на отоплителната мрежа, която циркулира от топлообменника (4) през отоплителната мрежа СБ) за отопление на сградата и след това през отоплителната мрежа (7) за подгряване на вентилационния въз-

МОТО

- io въздух обратно към .топлообменника (4).
5, Метод съгласно претенция L характеризиращ се с това, че цитираната течност е отдалечената загряваща течност/ която циркулира от отдалечената отоплителна мрежа(1,2) през топлообменника (16) от отоплителната мрежа за отопление на сгра дата до топлообменника (17) от отоплителната мрежа за подгряване на вентилационния въздух и оттам обратно към отдалечената отоплителна мрежа (1,2).
6, Устройство за отопление на помещения в сграда, което включва средство за топлообмен (4/16,17) за пренасяне на топлина от отдалечената загряваща течност към затоплящата течност, протичаща в отоплителните мрежи (6,7) за отопление, на сградата и за подгряване, на вентилационния въздух, характеризиращо се с това, че^вотоплителните мрежи (6,7) за отопление . на сградата и за подгряване на вентилационния въздух се връща.

течност с ниска температура, която е _ ПРИНУДеНЗ да протича през устройството по такъв, начин, че да се отдава необходиколичество топлина за отопление, на сградата и след това, когато е вече охладена, за подгряване на вентилационния въздух,
7, Устройство съгласно претенция 6, включващо мрежа за рекупериране на топлина, която предава топлена от отработения въздух (В) от сградата към захранващия въздух (А), характеризиращо се с това, че Циркулационният тръбопровод, на затоплящата течност за подгряване на вентилационния въздух е свързан с мрежата за рекупериране. на топлина по такъв начин, че затоплящата течност циркулира през топлообменника (11). на захранващия въздух и се отстранява от цитираната мрежа преди топлообменника на отработения въздух или след това.
8, Устройство съгласно претенция 6, характеризиращо се с това, че отоплителните мрежи (6,7) за отопление, на сградата и