SE458231B - Heating and cooling plant - Google Patents

Abstract

A heat exchanger (3) exchanges energy with the ambient air, and is supplied with cold medium through a cooling circuit (2) from a primary source (5) or through a heating circuit (1) from a secondary heat source (6). A regulator (19) connects the source with its corresp. circuit and heat exchanger, and in a second position disconnects that source from the circuit. In this second position of the first regulator, a second regulator (16) permits energy transmission connection of the second source to the corresp. circuit via a second heat exchanger (15).

Description

458 231 Detta ändamål förverkligas helt med den uppfinning, som definieras i kraven och som genom olika utföringsexempel beskrives nedan i anslutning till bifogade ritning, på vilken figur 1 visar en utföringsform av uppfinningen och figur 2 visar en modifierad utföringsform Figur 1 åskådliggör förenklat en som exempel vald an- läggning utrustad med en föredragen form av en anordning enligt uppfinningen. Anordningen enligt uppfinningen är emellertid tillämpbar på vilken som helst typ av värme- och kylanläggníngar och luftkonditioneringssystem som utnyttjar skilda källor för kyla och värme och värmeväxlare för värmning och kylning av luften i en lokal. Den visade anläggningen har en värmekrets l och en kylkrets 2 med tillhörande värmeväx- lare 3 i ett av luft genomströmmat rumsaggregat U. De båda kretsarna 1 och 2 har vidare en anordning 5 för kylning av det genom kretsen 2 cirkulerade köldmediet, vilket här tänkes bestå av vatten samt en anordning 6 för uppvärmning av det genom kretsen 1 cirkulerade värmemediet, vilket likaledes utgöres av vatten. Cirkulationen i de båda slutna kretsarna 1 och 2 åstadkommas medelst cirkulationspumpar 7 och 8. 458 231 This object is fully realized by the invention which defined in the claims and as by various embodiments described below in connection with the accompanying drawing, on which Figure 1 shows an embodiment of the invention and Figure 2 shows a modified embodiment Figure 1 simply illustrates an example selected installation equipped with a preferred form of device according to the invention. The device according to the invention is however, applicable to any type of heating and refrigeration systems and air conditioning systems that use different sources for cooling and heating and heat exchangers for heating and cooling the air in a room. The facility shown has a heating circuit 1 and a cooling circuit 2 with associated heat exchange lare 3 in an airflow space unit U. The two circuits 1 and 2 further have a device 5 for cooling the refrigerant circulating through the circuit 2, which is considered here consist of water and a device 6 for heating it the heating medium circulated through the circuit 1, which likewise consists of water. The circulation in the two closed circuits 1 and 2 are achieved by means of circulation pumps 7 and 8.

Vid den visade utföringsformen utgöres källan 6 för upp- värmning av en kondensor i en kylkompressorkrets 10 och källan 5 för kyla utgöres av en i kylkompressorkretsen in- gående förångare. Kylkompressornr betecknas med ll och en expansionsventil med 12. Kondensornö omspolas av vattnet, som cirkulerar i kretsen 1 och är anordnad i en behållare 13.In the embodiment shown, the source 6 for heating a condenser in a refrigeration compressor circuit 10 and the source 5 for cooling consists of one in the refrigeration compressor circuit walking evaporator. The refrigeration compressor number is denoted by ll and one expansion valve with 12. Condenser island flushed by the water, which circulates in the circuit 1 and is arranged in a container 13.

Förångaren 5 är anordnad i en behållare lh.The evaporator 5 is arranged in a container 1h.

Värmekretsen l är ansluten till behållaren l3 och det av kondensorn 6 uppvärmda vattnet strömmar från behållaren 13 till en värmeväxlare 15, genom denna värmeväxlare och tillbaka till behållaren 13 då en ventil 16 befinner sig 458 231 i öppet läge och pumpen 7 arbetar. Värmeväxlaren 15, som är av konventionellt slag har förutom den i värmekretsen l ingående slingan 17, som genomströmmas av varmt vatten en andra slinga 18, vilken är inkopplad i kylkretsen 2 och som sålunda, då slingan 17 tillföras varmvatten kommer att upptaga värmeenergi och tillföra kretsen 2 denna energi.The heating circuit 1 is connected to the container 13 and that the water heated by the condenser 6 flows from the container 13 to a heat exchanger 15, through this heat exchanger and back to the container 13 when a valve 16 is located 458 231 in the open position and the pump 7 works. The heat exchanger 15, which is of a conventional kind has in addition to that in the heating circuit 1 input loop 17, which is traversed by hot water a second loop 18, which is connected in the cooling circuit 2 and as thus, when the loop 17 is supplied with hot water will absorb heat energy and supply this energy to circuit 2.

Kylkretsen 2,som är sluten, är dékškopplad till källan 5 för kylning av vattnet i behållaren lä och dels till värme- växlaren 3, vilken omspolas av luft, som sätts i rörelse medelst här icke visade fläktorgan. I kylkretsen 2 är Ä anordnade ventilorgan 19, som i ett första läge håller cir- kulatíonskretsen från kylkällan 5 till värmeväxlaren 3 öppen så att det kylda vattnet kan cirkulera fritt från behållaren lü, genom kretsens 2 båda ledningar och värme- växlarslingan 3. I ett andra inställningsläge bryts kretsen till kylkällan och istället inkopplas en shuntledning 20 in mellan de båda ledningarna i kretsen 2 och pumpen 8 kommer sålunda att cirkulera vattnet genom denna shuntledning 20, kretsens 2 del mellan ledningen 20 och värmeväxlaren 3.The cooling circuit 2, which is closed, is dékšcoupled to the source 5 for cooling the water in the container shelter and partly for heating the exchanger 3, which is flushed by air, which is set in motion by means of fans shown here. In the cooling circuit 2, Ä is arranged valve means 19, which in a first position hold the the cooling circuit from the cooling source 5 to the heat exchanger 3 open so that the cooled water can circulate freely from the container lü, through the two lines of the circuit 2 and the heating gear loop 3. In a second setting mode, the circuit is broken to the cooling source and instead a shunt line 20 is connected in between the two lines in the circuit 2 and the pump 8 will thus circulate the water through this shunt line 20, the part of the circuit 2 between the line 20 and the heat exchanger 3.

Kylt medium kommer sålunda inte på nytt att tillföras värme- växlaren 3. I detta andra läge hos ventilen 19 kommer sålunda temperaturen í luften utanför värmeväxlaren 3 successivt att stiga och eventuellt skall en direkt uppvärmning av luften ske. Enligt uppfinningen kan nu värme tillföras utan risk för att sammanblandning av vätskan i de båda kretsarna l och 2 âstadkommes och med utnyttjande av den enda värme- växlaren 3 genom att ventilen 16 öppnas och medelst värme- källan 6 uppvärmt vatten cirkuleras genom värmeväxlarens 15 slinga 17, varvid energi tillföres den i kretsen 2 ingående värmeväxlarslingan 18 och det genom denna slinga cirku- lerade vattnet i den shuntade kylkretsen 2, vilket vatten sålunda kommer att genom tillförsel av värme från kretsens ll värmekälla 6 bíbringas lämplig temperatur. Ehuru icke visat förutsättes ventilerna 16 och 19 vara styrda från ett här icke visat temperaturen i lokalen avkännande aggregat. 458 231 In- och urkopplingen av ventilerna kan ske på i styraggregatet inprogrammerat, önskat sätt. Sålunda kan ventilen 16 exempel- vis öppnas samtidigt med att ventilen 19 omställes i sitt nämnda andra läge eller vid en vald tidpunkt efter denna om- ställning. Det är givetvis även möjligt att i det visade utföringsexemplet utesluta ventilen 16 och blott och bart styra uppvärmningsförloppet med cirkulationspumpen 7. Även om det ovan antagits att det energiöverförande ' mediet mellan respektive källor 5 och 8 utgöres av en vätska, vilket är att föredraga, är det fullt möjligt att i anlägg- ningen åtminstone delvis använda luft som energiöverförande medium. Ett sådant system âskådliggöres förenklat pâ figur 2, som visar ett utföringsexempel på anordningen enligt upp- finningen och som överensstämmer med figur 1 med det undan- taget, att den på figur l visade värmekällan 6 ersatts med ett elektriskt värmeelement 21. Värmeelementet 21 är här inbyggt i en box och tillföras spänning via en strömställare 22, vilken styrs på sätt som beskrivits för ventilen 16 i figur 1. I detta fall kommer sålunda den värmeöverförande kretsen l i figur 1 att motsvaras av en luftspalt 23 mellan det elektriska elementet 21 och den värmeupptagande slingan 18, ingående i kretsen 2. Det är naturligtvis även möjligt att fylla boxen med exempelvis transformatorolja, vilken då bildar kretsen 1 enligt figur 1. Den på figur 2 visade anord- ningen är särskilt lämpad då anläggningen under största delen av dygnet eller âret arbetar med kylfunktion, vilket exempel- vis är fallet med i kontorshus installerade anläggningar.Thus, cooled medium will not be re-added to the heating medium. the exchanger 3. In this second position of the valve 19 thus comes the temperature in the air outside the heat exchanger 3 successively to rise and possibly a direct heating of the air happen. According to the invention, heat can now be supplied without risk of mixing the liquid in the two circuits 1 and 2 are achieved and using the only heating the exchanger 3 by opening the valve 16 and by means of heating source 6 heated water is circulated through the heat exchanger 15 loop 17, whereby energy is supplied to that included in the circuit 2 the heat exchanger loop 18 and the circuit circulating through this loop the water in the shunted cooling circuit 2, which water thus will be by supplying heat from the circuit ll heat source 6 bíbringas appropriate temperature. Although not shown, the valves 16 and 19 are assumed to be controlled from one here not shown the temperature in the room sensing unit. 458 231 The valves can be switched on and off in the control unit programmed, desired way. Thus, the valve 16 can be is opened at the same time as the valve 19 is adjusted in its position said second position or at a selected time after that position. It is of course also possible that in the shown the exemplary embodiment excludes the valve 16 and merely bare control the heating process with the circulation pump 7. Although it has been assumed above that the energy transfer ' the medium between the respective sources 5 and 8 consists of a liquid, which is preferable, it is entirely possible that in at least partially use air as an energy transfer medium. Such a system is illustrated in simplified form in Figure 2, showing an embodiment of the device according to finding and which corresponds to Figure 1 with the exception that the heat source 6 shown in Figure 1 has been replaced with an electric heating element 21. The heating element 21 is here built into a box and supplied with voltage via a switch 22, which is controlled in the manner described for the valve 16 in figure 1. In this case, thus, comes the heat transfer circuit 1 in Figure 1 to be corresponded to by an air gap 23 between the electrical element 21 and the heat-absorbing loop 18, included in circuit 2. It is of course also possible to fill the box with, for example, transformer oil, which then forms the circuit 1 according to Figure 1. The device shown in Figure 2 is particularly suitable as the facility for the most part of the day or year works with cooling function, which example- This is the case with facilities installed in office buildings.

Det är även möjligt att som värmekälla utbyta det elektriska elementet 21 mot kondensorn 6 i kylanläggningen, varigenom de båda vätska överförande ledningarna 1 kan undvaras.It is also possible to replace the electric as a heat source the element 21 against the condenser 6 in the cooling system, whereby the two liquid transfer lines 1 can be dispensed with.

Det har ovan antagits att värmeväxlaren 3 tillföres kylmedium över ledningarna 2 och att efter omkopplingen _ medelst ventilen 19 värme tillföres kylmediet. Även om detta är det föredragna utförandet,är det även möjligt 458 231 och då särskilt när uppvärmning av en lokal är den vanligast förekommande funktionen hos anläggningen, att koppla kretsen 2 till värmekällan 6 och till värmeväxlaren 3 och att från kylkällan 5 överföra kyla 'till vämeväxlaren 15 då behov av en nedkylning av lokalen uppkommer.It has been assumed above that the heat exchanger 3 is supplied coolant over the lines 2 and that after the switching _ by means of the heat of the valve 19, the coolant is supplied. Although this is the preferred embodiment, it is also possible 458 231 and then especially when heating a room is the most common the existing function of the system, to connect the circuit 2 to the heat source 6 and to the heat exchanger 3 and that from the cooling source 5 transfers cooling 'to the heat exchanger 15 when needed a cooling of the room occurs.

Claims (3)

458 231 P A T E N T K R A V458 231 P A T E N T K R A V l. Värme- och kylanordning av det slag, som innefattar en första källa (5) för kyla och en andra källa (6; 21) för värme samt en första värmeväxlare (3) inrättad att med den u omgivande luften utbyta energi och att valbart tillföras genom en kylkrets (2) från den första källan (5) avgående kyla eller genom en värmekrets (l; 23) från den andra källan (6; 21) avgående värme, varvid första reglerorgan (19) är anordnade att i ett första läge förbinda den ena av nämnda båda källor (5) med den tillhörande kretsen (1,2) och värmeväxlaren (3) och att i ett andra läge bortkoppla källan (5) från tillhörande krets, k ä n n e t e c k n a d därav, att andra reglerorgan (lö) är anordnade att i de första reglerorganens andra läge medgiva energiöverförande anslutning av den andra källan (6) till den nämnda kretsen (2) tillhörande den nämnda ena källan (5) över en andra värmeväxlare (15).A heating and cooling device of the kind comprising a first source (5) for cooling and a second source (6; 21) for heat and a first heat exchanger (3) arranged to exchange energy with the ambient air and to selectively supplied by a cooling circuit (2) from the first source (5) cooling or by a heating circuit (1; 23) from the second source (6; 21), the first control means (19) being arranged to in a first position connecting one of said two sources (5) to the associated circuit (1,2) and the heat exchanger (3) and in a second position disconnecting the source (5) from the associated circuit, characterized in that other control means (Sat) are arranged to allow in the second position of the first control means energy transfer connection of the second source (6) to said circuit (2) belonging to said one source (5) via a second heat exchanger (15). 2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att den till den första värmeväxlaren (3) och till ena källa (5,6) anslutna kretsen (1,2) utgöres av led- för cirkulation av energiöverförande vätska mellan och värmeväxlaren samt att de första reglerorganen (19) av en vätskegenomströmningsventíl, som i det första läget öppnar kretsen (1,2) från källan till värmeväxlaren och i det andra läget bryter denna krets ti1l_källan samt upprättar en shuntkrets (20) över värmeväxlaren (3). nämnda ningar källan bestårDevice according to Claim 1, characterized in that the circuit (1, 2) connected to the first heat exchanger (3) and to one source (5, 6) consists of a conduit for the circulation of energy-transferring liquid between and the heat exchanger, and that the first control means (19) of a liquid flow valve, which in the first position opens the circuit (1,2) from the source to the heat exchanger and in the second position breaks this circuit to the source and establishes a shunt circuit (20) over the heat exchanger (3). mentioned nings the source consists 3. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e C k n 3 d därav, att den andra källan (6) för värme, kopplad till den andra värmeväxlaren (15) innefattar en kondensor ingående i ett kylmaskineri i den nämnda ena källan (5) och att av kondensorn under drift alstrad värme överföras till den andra värmeväxlaren (15) medelst i en ledningskrets (l) cirkulerande vätska. ' 458 231 H. Anordning enligt krav 1 och 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den andra källan (6) för värme innefattar ett elektriskt uppvärmningselement (21) ingående i den andra värmeväxlaren.Device according to claim 1, characterized in that the second source (6) for heat, connected to the second heat exchanger (15) comprises a condenser included in a cooling machinery in said one source (5) and that heat generated by the condenser during operation is transferred to the second heat exchanger (15) by means of liquid circulating in a line circuit (1). H. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the second source (6) for heat comprises an electric heating element (21) included in the second heat exchanger.