СЕТЬ ДЛЯ НАГРЕВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ЗДАНИЙ Российский патент 2013 года по МПК F24J3/08 

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для нагревания и/или охлаждения множества коттеджей.

В настоящее время обычно для коттеджей, отапливаемых с помощью так называемого геотермального нагревания, то есть, теплового насоса, подсоединенного к теплоносителю, циркулирующему в грунте. Такие устройства могут, в некоторых случаях, также быть использованы для охлаждения коттеджей во время летнего сезона.

Общая проблема с такими геотермальными нагревательными устройствами заключается в том, что грунт вокруг буровой скважины, также называемой энергетической скважиной, во время операции нагревания подвергается риску охлаждения больше, чем это необходимо, что отрицательно влияет на эффективность устройства, когда температура последовательно снижается локально в грунте, поскольку теплоноситель во время операции нагревания во время зимнего сезона охлаждает буровую скважину.

При выполнении новых установок, по мере того, как большее число хозяев коттеджей устанавливают геотермальное нагревание на данном участке, становится более сложно соблюдать заданное расстояние, обычно около 30 метров, между двумя соседними буровыми скважинами для того, чтобы не влиять негативно друг на друга термически. Например, это может привести к общему охлаждению грунта в районе плотной застройки, в свою очередь, снижению эффективности данных устройств.

Во избежание этих проблем можно установить одно геотермальное устройство, общее для нескольких домов, которое использует одну или несколько общих буровых скважин. При этом может быть достигнуто усиленное регулирование потока теплоносителя в скважине или скважинах, тем самым могут быть уменьшены эффекты вышеописанных проблем.

Такая система может состоять из центрального теплового насоса, из которого распределяется тепло или холод к подсоединенным домам в виде дистанционного нагревания или дистанционного охлаждения.

Однако такие системы позволяют только операцию или нагревания, или охлаждения в каждый момент времени. Например, это означает, что отдельная система должна быть установлена для того, чтобы обеспечивать одновременное охлаждение воздуха в помещении в подсоединенных домах и нагревание водопроводной воды. Это также имеет место, если некоторые хозяева домов хотят нагревать воздух в помещении в то же самое время, когда другие хотят охлаждать этот воздух, что иногда может предполагаться, например, если температура наружного воздуха становится близкой к 20 градусам.

Кроме того, установка, а также техническое обслуживание центрального теплового насоса и распределительного устройства является дорогостоящим.

Настоящее изобретение решает вышеописанные проблемы.

Таким образом, настоящее изобретение относится к устройству для нагревания и охлаждения, соответственно, более одного дома, в котором, по меньшей мере, два коттеджа подсоединены к общему накопителю энергии в грунте и в котором устройство управления выполнено с возможностью перемещения теплоносителя в трубопроводе, подсоединенном к накопителю энергии, в котором коттеджи, каждый, выполнены с отдельным соответствующим тепловым насосом и в котором каждый тепловой насос подсоединен к трубопроводу так, что теплоноситель может протекать через тепловой насос. Тепловые насосы подсоединены параллельно в отношении друг друга к трубопроводу посредством, во-первых, трубопровода, содержащего два основных трубопровода для теплоносителя, при этом два основных трубопровода выполнены сообщающимися на их соответствующих удаленных концах в отношении накопителя энергии, причем один из основных трубопроводов выполнен с возможностью переноса теплоносителя от накопителя энергии, а другой трубопровод выполнен с возможностью впоследствии переносить теплоноситель обратно к накопителю энергии, и во-вторых, каждого соответствующего теплового насоса, подсоединяемого, с одной стороны, к одному из основных трубопроводов, из которого теплоноситель перемещается к соответствующему тепловому насосу, и с другой стороны, к другому основному трубопроводу, через который теплоноситель опять перемещается обратно к накопителю энергии. При этом, по меньшей мере, один из тепловых насосов, установленных в коттеджах, выполнен с возможностью по желанию генерировать тепло или холод для локального использования в коттедже в виде нагревания воздуха в помещении и/или водопроводной воды или охлаждения воздуха в помещении.

Накопитель энергии содержит, по меньшей мере, четыре буровые скважины, посредством которых устройство управления выполнено с возможностью осуществления циркуляции теплоносителя в замкнутой системе и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт. При этом буровые скважины размещены по существу вдоль, по меньшей мере, двух концентрических окружностей. Устройство управления содержит элемент управления, выполненный с возможностью регулирования первой системы клапанов, которая, в свою очередь, выполнена с возможностью направления теплоносителя к буровым скважинам, размещенным вдоль окружности, и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт вдоль окружности, при этом элемент управления выполнен с возможностью регулирования первой системы клапанов с тем, чтобы, когда температура теплоносителя является выше, чем температура окружающего грунта, внутренние окружности нагревались раньше внешних окружностей и, когда температура теплоносителя является ниже, чем температура грунта, внешние окружности охлаждались раньше внутренних окружностей.

По меньшей мере, один тепловой насос имеет две стороны, из которых одна является холодной стороной и одна является теплой стороной, при этом теплообменники подсоединены к холодной стороне и к теплой стороне, соответственно, причем один из теплообменников подсоединен к устройству для нагревания/охлаждения, при этом второй теплообменник подсоединен к трубопроводу. Вторая система клапанов выполнена с возможностью по желанию подсоединять теплую или холодную сторону теплового насоса к устройству для нагревания/охлаждения, тем самым устройство для нагревания/охлаждения по желанию может выделять тепло или холод, при этом рассматриваемый тепловой насос является насосом жидкостно-жидкостного типа.

Количество коттеджей, которые подсоединены к накопителю энергии, находится в интервале 10-100.

Настоящее изобретение относится также к способу для нагревания и охлаждения, соответственно, более одного дома, в котором, по меньшей мере, два коттеджа выполняют с возможностью подсоединения к общему накопителю энергии в грунте, при этом устройство управления выполняют с возможностью перемещения теплоносителя в трубопроводе, подсоединенном к накопителю энергии, в котором коттеджи, каждый, выполнены с отдельным соответствующим тепловым насосом, причем каждый тепловой насос выполнен с возможностью подсоединения к трубопроводу для того, чтобы теплоноситель был выполнен с возможностью протекания через тепловой насос. При этом используют тепловые насосы, выполненные с возможностью подсоединения параллельно в отношении друг друга к трубопроводу посредством, во-первых, трубопровода, выполненного с возможностью установки для содержания двух основных трубопроводов для теплоносителя, при этом два основных трубопровода выполняют с возможностью сообщения на их соответствующих удаленных концах в отношении накопителя энергии, причем один из упомянутых основных трубопроводов выполнен с возможностью установки для переноса теплоносителя от накопителя энергии и другой трубопровод выполнен с возможностью впоследствии переносить теплоноситель обратно к накопителю энергии, и во-вторых, каждого соответствующего теплового насоса, подсоединяемого, с одной стороны, к одному из основных трубопроводов, из которого теплоноситель перемещается к соответствующему тепловому насосу, и с другой стороны, к другому основному трубопроводу, через который теплоноситель опять перемещается обратно к накопителю энергии. При этом, по меньшей мере, один из тепловых насосов, установленных в коттеджах, выполнен с возможностью установки для генерирования по желанию тепла или холода для локального использования в коттедже в виде нагревания воздуха в помещении и/или водопроводной воды или охлаждения воздуха в помещении.

При этом используют накопитель энергии, выполненный с возможностью содержания, по меньшей мере, четырех буровых скважин, посредством которых устройство управления выполнено с возможностью прокачивать теплоноситель в замкнутой системе и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт. Буровые скважины выполнены с возможностью размещения по существу вдоль, по меньшей мере, двух концентрических окружностей, при этом устройство управления должно содержать элемент управления, который выполнен с возможностью регулирования первой системы клапанов, которая, в свою очередь, выполнена с возможностью направлять теплоноситель к буровым скважинам, размещенным вдоль окружности, и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт вдоль окружности. Элемент управления выполнен с возможностью управления первой системы клапанов с тем, чтобы, когда температура теплоносителя является выше, чем температура окружающего грунта, внутренние окружности нагревались раньше внешних окружностей, и когда температура теплоносителя является ниже, чем температура грунта, внешние окружности охлаждались раньше внутренних окружностей.

По меньшей мере, один тепловой насос выполняют с возможностью иметь две стороны, из которых одна должна быть холодной стороной и одна должна быть теплой стороной, при этом теплообменники выполняют с возможностью подсоединения к холодной стороне и к теплой стороне, соответственно, причем один из теплообменников выполняют с возможностью подсоединения к устройству для нагревания/охлаждения, при этом второй теплообменник выполняют с возможностью подсоединения к трубопроводу, причем вторую систему клапанов выполняют с возможностью подсоединения по желанию теплой или холодной стороны теплового насоса к устройству для нагревания/охлаждения, тем самым устройство для нагревания/охлаждения, если требуется, может быть выполнено с возможностью выделения тепла или холода, при этом рассматриваемый тепловой насос должен быть насосом жидкостно-жидкостного типа.

Количество коттеджей, подсоединяемых к накопителю энергии, должно быть в интервале 10-100.

По меньшей мере, один тепловой насос выполняют с возможностью понижения температуры теплоносителя во время операции нагревания на около 3-4°С.

По меньшей мере, один тепловой насос выполняют с возможностью увеличения температуры теплоносителя во время операции охлаждения на около 3-4°С.

Ниже настоящее изобретение будет подробно описано со ссылкой на примерные варианты осуществления данного изобретения и приложенные чертежи, на которых:

Фиг.1 представляет собой пояснительный рисунок, который иллюстрирует зону коттеджей и накопитель энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг.2 представляет собой пояснительный рисунок, который более подробно изображает накопитель энергии согласно настоящему изобретению.

Фиг.3 представляет собой пояснительный рисунок, который более подробно изображает тепловой насос согласно настоящему изобретению.

На фиг.1 показан ряд коттеджей 1, при этом каждый подсоединен к общему накопителю 2 энергии. Количество коттеджей 1 может изменяться, но для достижения целей настоящего изобретения, по меньшей мере, два коттеджа должны быть подсоединены к накопителю 2 энергии. Кроме того, к настоящему времени изобретатели обнаружили, что количество в интервале около 10-100 коттеджей среднего размера, или соответствующего объема строительства, может отапливаться и/или охлаждаться с использованием одного накопителя 2 энергии особо эффективным образом.

Накопитель 2 энергии состоит из ряда скважин, размещенных в грунте, например, в виде пробуренных скважин. Накопитель 2 энергии может быть сконструирован в соответствующем месте с учетом возмущающих воздействий, сопровождающих такую установку, и возможности доступа во время последующей работы по техническому обслуживанию. Предпочтительно, чтобы накопитель 2 энергии был сконструирован вблизи коттеджей на обычном или незастроенном участке, таком как участок с травяным покрытием, например в парке или на лесном участке.

Устройство 3 управления выполнено с возможностью регулирования перемещения теплоносителя в трубопроводе 4, подсоединенном к коттеджам 1, а также к накопителю 2 энергии. Теплоноситель может быть подходящего обычного типа, такого как вода с добавлением антифриза. Предпочтительно, чтобы трубопровод 4 входил в состав замкнутой системы, в которой перемещается теплоноситель.

Каждый коттедж 1 содержит соответствующий собственный тепловой насос. Кроме того, каждый коттедж 1 подсоединен к трубопроводу 4 таким образом, чтобы коттеджи были подсоединены параллельно к трубопроводу 4 относительно друг друга и, соответственно, также к накопителю 2 энергии. Такое параллельное соединение может, например, быть достигнуто путем установки основных трубопроводов 4а, 4b для теплоносителя, из которых один трубопровод в заданный момент времени выполнен с возможностью перемещения теплоносителя от накопителя 2 энергии и другой трубопровод в заданный момент времени выполнен с возможностью перемещения теплоносителя обратно к накопителю 2 энергии, и где два основных трубопровода 4 а, 4b сообщаются на их соответствующих дальних концах так, что теплоноситель сначала выводится из накопителя 2 энергии через первый из основных трубопроводов и затем возвращается обратно к накопителю 2 энергии через второй основной трубопровод. Следовательно, каждый соответствующий коттедж 1 может быть подсоединен и к первому, и ко второму основным трубопроводам для того, чтобы теплоноситель выводился из первого и вводился обратно через второй основной трубопровод. Конечно, другие подходящие конфигурации трубопроводов также могут быть использованы, например, в виде более двух основных трубопроводов и т.д.

Таким образом, трубопровод 4 и соответствующий тепловой насос в каждом коттедже 1 смонтированы так, чтобы теплоноситель перемещался через соответствующую теплонасосную установку от первого основного трубопровода ко второму. Следовательно, если в некотором коттедже применяется реверсивный тепловой насос, данный тепловой насос может, за счет добавления или отведения тепловой энергии к или от теплоносителя, проходящего через тепловой насос, генерировать холод или тепло, которые, в свою очередь, могут быть использованы локально в коттедже, например, для охлаждения воздуха внутри дома или нагревания этого воздуха или водопроводной воды. Если тепловой насос не является реверсивным, он может быть обеспечен или для вырабатывания только тепла или только холода с помощью теплоносителя, протекающего через него.

Поскольку коттеджи 1 подсоединены параллельно к накопителю 2 энергии, тепловое воздействие конкретного коттеджа на теплоноситель, как следствие смешивания с обратным теплоносителем из рассматриваемого коттеджа с остальной частью теплоносителя, протекающего в основном трубопроводе, будет влиять на температуру теплоносителя лишь в ограниченной степени, по мере того, как он достигает остальных коттеджей. Это имеет место в отношении как операции нагревания, так и операции охлаждения в каждом соответствующем коттедже.

Иначе говоря, конкретный коттедж будет влиять только в ограниченной степени на температуру теплоносителя, который перемещается к другим коттеджам, независимо от того, добавляет или отводит тепловую энергию от теплоносителя рассматриваемый коттедж. Поскольку накопитель энергии состоит из ряда скважин, пробуренных в грунте, через которые перемещается теплоноситель, теплоноситель, вытекающий из накопителя энергии, будет поддерживаться приблизительно при постоянной температуре, по существу соответствующей среднегодовой температуре для рассматриваемого географического местоположения. Таким образом, некоторые дома могут использовать теплоноситель, протекающий через их соответствующий тепловой насос для охлаждения, в то время как другие дома управляются для нагревания. Температура обратного теплоносителя, перемещающегося к накопителю 2 энергии, определяется общей добавленной и использованной тепловой энергией, соответственно, во всех подсоединенных коттеджах 1.

За счет использования центрального накопителя 2 энергии для нескольких коттеджей 1, вместо использования локального накопителя энергии для каждого соответствующего коттеджа, что представляет собой ситуацию, когда каждый коттедж 1 имеет отдельную геотермальную нагревательную установку, достигается преимущество в том, что лучше может поддерживаться энергетический баланс грунта. Конкретно, пропускная способность теплоносителя, пропускаемого через различные соответствующие буровые скважины накопителя 2 энергии, будет контролируемой для того, чтобы грунт вокруг конкретных буровых скважин не охлаждался настолько, чтобы эффективность подвергалась риску снижения более, чем это необходимо, даже во время операции сложного и долгого нагревания в коттеджах. Кроме того, эффективность теплового насоса может быть увеличена во время операции нагревания, поскольку средняя температура теплоносителя может быть более высокой.

За счет подсоединения каждого коттеджа параллельно к накопителю 2 энергии достигается то, что не возникает больших потерь между двумя соседними коттеджами. Также, и как упоминалось выше, по каждому требованию каждый коттедж может быть заблаговременно установленным, если требуется, для операции нагревания или охлаждения, независимо от моды операции для остальных коттеджей. Это особенно полезно в летнее время, когда имеется, например, общая потребность в горячей воде, в то время как некоторые коттеджи требуют охлажденный воздух в помещении. Например, может быть желательна альтернативная операция между нагреванием водопроводной воды и охлаждением воздуха в помещении. В этих конкретных случаях тепловая энергия, отведенная от теплоносителя для получения горячей воды, частично соответствует тепловой энергии, добавляемой к теплоносителю во время охлаждения воздуха в помещении.

За счет выполнения отдельной теплонасосной установки в каждом соответствующем коттедже достигается преимущество в том, что могут быть использованы тепловые насосы стандартного типа, предполагающие сравнительно недорогой и быстрый монтаж, соответствующий доступ к экономически эффективному техническому обслуживанию и запчастям, а также эксплуатационную гибкость на примере функционирования и задания размеров системы нагревания/охлаждения в каждом коттедже.

Для того, чтобы эффективность накопителя 2 энергии увеличить настолько, насколько возможно, предпочтительно, чтобы использовался накопитель энергии такого типа, который описан в заявке на патент Швеции №0600428-7. На фиг.2 изображен такой накопитель 6 энергии.

Согласно предпочтительному варианту осуществления накопитель 2 энергии содержит, по меньшей мере, четыре буровые скважины 21, через посредство которых устройство 3 управления выполнено с возможностью осуществления циркуляции теплоносителя в замкнутой системе, тем самым нагревая или охлаждая, соответственно, грунт 25 вокруг соответствующих буровых скважин 21. Буровые скважины 21 размещены, по существу, вдоль, по меньшей мере, двух концентрических окружностей 22, 23, 24. На фиг.2 показаны три концентрические окружности 22, 23, 24, из которых только окружность 22 содержит одну буровую скважину 21.

Устройство 3 управления содержит элемент 31 управления, выполненный с возможностью регулирования первой системы 32 клапанов, в свою очередь, выполненную с возможностью управления теплоносителя к буровым скважинам, расположенным вдоль некоторой окружности, тем самым нагревая или охлаждая, соответственно, грунт вдоль рассматриваемой окружности. Вдоль каждой соответственной окружности 22, 23, 24 проходит трубопровод, в котором теплоноситель может вытекать из системы 32 клапанов через буровые скважины, размещенные вдоль рассматриваемой окружности один за одним, и в итоге втекать обратно в систему 32 клапанов.

Вдоль каждого выходного и обратного трубопровода, соответственно, каждой соответствующей окружности 22, 23, 24 размещен ряд датчиков 33 температуры, при этом датчики 33 температуры подсоединены к элементу 31 управления. Таким образом, элемент 31 управления может регулировать первую систему 32 клапанов с тем, чтобы теплоноситель циркулировал только по некоторой окружности или нескольким определенным окружностям в зависимости от условий работы.

Таким образом, устройство 3 управления осуществлено так, чтобы элемент 31 управления, через посредство первой системы 32 клапанов, регулировал теплоноситель с тем, чтобы внутренние окружности нагревались раньше внешних окружностей, когда температура теплоносителя является выше, чем температура окружающего грунта 25, т.е. когда коттеджи 1 в среднем управляются для охлаждения воздуха в помещении. И наоборот, теплоноситель регулируется так, чтобы внешние окружности охлаждались раньше внутренних окружностей, когда температура теплоносителя является ниже, чем температура грунта 25, т.е. когда коттеджи 1 в среднем управляются для нагревания воздуха в помещении и/или горячей воды.

Вышеописанные основные трубопроводы подсоединяются к первой системе 32 клапанов для того, чтобы теплоноситель распределялся по коттеджам 1 (не показано на фиг.2).

За счет установки накопителя 2 энергии таким способом достигается преимущество в том, что накопленное тепло или холод эффективно может быть использовано для более поздних нужд, как описано в вышеупомянутой заявке на патент Швеции. Как следствие, энергетический баланс для общего накопителя 2 энергии может поддерживаться значительно более эффективным образом, чем в том случае, когда несколько коттеджей имеют их собственные геотермальные нагревательные устройства, не управляемые с помощью общего контроля и управления над отводом теплоты и холода. То есть, достигаются значительные экономические выгоды, поскольку можно эффективно сохранять тепловую энергию, генерируемую во время охлаждения воздуха в помещении, в накопителе 2 энергии во время летнего сезона и, затем, опять использовать эту накопленную тепловую энергию из накопителя 2 энергии для нагревания в зимнее время.

Для того чтобы полностью извлечь выгоду из преимуществ настоящего изобретения, предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из тепловых насосов, размещенных в коттеджах 1, был выполнен с возможностью генерирования, по желанию, тепла или холода для локального использования в коттедже в виде нагревания воздуха в помещении и/или водопроводной воды или охлаждения воздуха в помещении. В результате, предпочтительно, что каждый соответствующий коттедж может независимо использовать тепло, а также холод из накопителя 2 энергии, независимо от текущего режима работы для остальных коттеджей.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, для этой цели используется реверсивный тепловой насос такого типа, который описан в заявке на патент Швеции №0602688-4. Такой тепловой насос 100 изображен в упрощенном виде на фиг.3.

Тепловой насос 100 содержит две стороны 101, 102, из которых во время работы одна сторона является холодной стороной и другая сторона является теплой стороной. Сторона 101, через посредство трубопроводов 101а, 101b, подсоединяется к накопителю 2 энергии. Сторона 102, через посредство трубопроводов 102а, 102b, подсоединяется к устройству для нагревания/охлаждения (не показано). Во время операции нагревания сторона 102 является теплой стороной и устройство для нагревания/охлаждения выполнено с возможностью нагревания воздуха в помещении в рассматриваемом коттедже или горячей воды таким способом, который по существу является обычным. В то же время сторона 101 является в этом случае холодной стороной. Во время операции охлаждения сторона 102 является, наоборот, холодной стороной и устройство для нагревания/охлаждения выполнено с возможностью охлаждения воздуха в помещении. При этом сторона 101 является теплой стороной. Таким образом, стороны 101, 102 могут меняться ролями друг с другом таким способом, который описан более подробно в вышеупомянутой заявке на патент Швеции, а также приведен ниже в данном документе.

Соответствующий теплообменник 103, 104 подсоединен к каждой из упомянутых сторон 101, 102. Вторая система 105 клапанов, содержащая расширительный клапан (не показан), подсоединена к каждому из соответствующих теплообменников 103, 104. Кроме того, компрессор 106 подсоединен ко второй системе 105 клапанов. Вторая система 105 клапанов выполнена с возможностью подсоединения, по желанию, теплой или холодной стороны теплового насоса 100 к устройству для нагревания/охлаждения, тем самым устройство для нагревания/охлаждения по желанию может выделять тепло или холод. Это достигается с помощью второй системы 105 клапанов, выполненной с возможностью соединять теплообменники 103, 104, компрессор 106 и расширительный клапан для того, чтобы в тепловом насосе образовался замкнутый контур, причем через данный контур второй теплоноситель циркулирует так, что работа теплового насоса осуществляется с помощью компрессора 106 совместно с расширительным клапаном и теплообменниками 103, 104. Используя такую систему клапанов для изменения направления потока второго теплоносителя на обратное, также достигается, что в тепловом насосе 100 обратная из таковых сторона является теплой и другая из таковых сторона является холодной.

Тепловой насос является жидкостно-жидкостного типа. Это приводит к ряду преимуществ, таких, как возможность эффективно нагревать несколько комнат одновременно и низкая степень конденсации во время работы в теплых режимах погоды.

Такой тепловой насос 100 является, таким образом, реверсивным и обеспечивает очень хорошую эффективность и экономию как во время операции нагревания, так и охлаждения. Предпочтительно, что, по меньшей мере, один из коттеджей 1, предпочтительно несколько и наиболее предпочтительно все коттеджи 1, содержат тепловой насос 100 данного типа, поскольку согласно настоящему изобретению использование эффективных и реверсивных тепловых насосов вместе с общим накопителем 2 энергии, к которому подсоединен параллельно ряд коттеджей 1, делает возможным легче достичь хороший энергетический баланс для системы в целом.

Предпочтительно, что, по меньшей мере, один из тепловых насосов, размещенных в коттеджах, во время операции нагревания выполнен с возможностью понижения температуры теплоносителя на около 3-4°С.

Аналогично, предпочтительно, что, по меньшей мере, один из тепловых насосов, размещенных в коттеджах, во время операции охлаждения выполнен с возможностью увеличения температуры теплоносителя на около 3-4°С.

Следовательно, за счет применения настоящего изобретения, достигается эффективное и недорогое нагревание и охлаждение, соответственно, нескольких коттеджей, тем самым снижается риск низкого коэффициента использования, чем в случае, когда применяется обычный уровень техники. Кроме того, преимущество достигается в том, что различные коттеджи, которые подсоединены к системе, могут по желанию отводить теплоту или холод в соответствии с потребностью, не учитывая режим работы соседей. Наконец, достигается система, которая в значительной степени состоит из имеющихся в продаже стандартных компонентов, при этом с соответствующими преимуществами с точки зрения экономической эффективности, техобслуживания и наличия запасных частей, приспосабливаемости и т.д.

Выше были описаны предпочтительные варианты осуществления. Однако для специалистов в данной области техники очевидно, что может быть выполнено множество модификаций для описанных вариантов осуществления, не выходя за рамки идеи настоящего изобретения. Таким образом, данное изобретение не ограничивается описанными вариантами осуществления, но может изменяться в объеме приложенной формулы изобретения.

Настоящее изобретение относится к сетям для нагревания и/или охлаждения нескольких коттеджей. В сети коттеджи (1) подсоединены к общему накопителю (2) энергии в грунте. Устройство (3) управления выполнено с возможностью перемещения теплоносителя в трубопроводе (4), подсоединенном к накопителю (2) энергии. Каждый коттедж (1) выполнен с отдельным соответствующим тепловым насосом, а каждый тепловой насос подсоединен к трубопроводу (4) так, что теплоноситель может протекать через тепловой насос. Тепловые насосы подсоединены параллельно в отношении друг друга посредством трубопровода (4), содержащего два основных трубопровода (4а, 4b) для теплоносителя. При этом два основных трубопровода (4а, 4b) выполнены сообщающимися на их концах удаленных в отношении накопителя (2) энергии. Один из основных трубопроводов выполнен с возможностью переноса теплоносителя от накопителя (2) энергии, а другой трубопровод выполнен с возможностью впоследствии переносить теплоноситель обратно к накопителю (2) энергии. Каждый тепловой насос подсоединен, с одной стороны, к одному из основных трубопроводов (4b), по которому теплоноситель перемещается к соответствующему тепловому насосу, и с другой стороны, к другому основному трубопроводу (4а), через который теплоноситель опять перемещается обратно к накопителю (2) энергии. При этом, по меньшей мере, один из тепловых насосов, установленных в коттеджах (1), выполнен с возможностью по желанию генерировать тепло или холод для локального использования в коттедже в виде нагревания воздуха в помещении и/или водопроводной воды или охлаждения воздуха в помещении. Решается задача повышения экономичности нагревания и/или охлаждения множества коттеджей. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для нагревания и охлаждения, соответственно, более одного дома, в котором, по меньшей мере, два коттеджа (1) подсоединены к общему накопителю (2) энергии в грунте (25), в котором устройство (3) управления выполнено с возможностью перемещения теплоносителя в трубопроводе (4), подсоединенном к накопителю (2) энергии, в котором коттеджи (1), каждый, выполнены с отдельным соответствующим тепловым насосом и в котором каждый тепловой насос подсоединен к трубопроводу (4) так, что теплоноситель может протекать через тепловой насос, отличающееся тем, что тепловые насосы подсоединены параллельно друг другу к трубопроводу (4) посредством, во-первых, трубопровода (4), содержащего два основных трубопровода (4а, 4b) для теплоносителя, при этом два основных трубопровода (4а, 4b) выполнены сообщающимися на их соответствующих удаленных концах в отношении накопителя (2) энергии, причем один из основных трубопроводов выполнен с возможностью переноса теплоносителя от накопителя (2) энергии, а другой трубопровод выполнен с возможностью впоследствии переносить теплоноситель обратно к накопителю (2) энергии, и, во-вторых, каждого соответствующего теплового насоса, подсоединяемого с одной стороны к одному из основных трубопроводов (4b), из которого теплоноситель перемещается к соответствующему тепловому насосу, и с другой стороны к другому основному трубопроводу (4а), через который теплоноситель опять перемещается обратно к накопителю (2) энергии, при этом, по меньшей мере, один из тепловых насосов, установленных в коттеджах (1), выполнен с возможностью по желанию генерировать тепло или холод для локального использования в коттедже в виде нагревания воздуха в помещении и/или водопроводной воды или охлаждения воздуха в помещении.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накопитель (2) энергии содержит, по меньшей мере, четыре буровые скважины (21), посредством которых устройство (3) управления выполнено с возможностью осуществления циркуляции теплоносителя в замкнутой системе и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт (25), при этом буровые скважины (21) размещены, по существу, вдоль, по меньшей мере, двух концентрических окружностей (22; 23; 24), причем устройство (3) управления содержит элемент (31) управления, выполненный с возможностью регулирования первой системы (32) клапанов, которая, в свою очередь, выполнена с возможностью направления теплоносителя к буровым скважинам (21), размещенным вдоль окружности, и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт вдоль окружности, при этом элемент (31) управления выполнен с возможностью регулирования первой системы (32) клапанов с тем, чтобы, когда температура теплоносителя выше, чем температура окружающего грунта (25), внутренние окружности нагревались раньше внешних окружностей и, когда температура теплоносителя ниже, чем температура грунта (25), внешние окружности охлаждались раньше внутренних окружностей.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что, по меньшей мере, один тепловой насос (100) имеет две стороны (101; 102), из которых одна является холодной стороной и одна является теплой стороной, при этом теплообменники (103, 104) подсоединены к холодной стороне и к теплой стороне соответственно, причем один из теплообменников (103) подсоединен к устройству для нагревания/охлаждения, при этом второй теплообменник (104) подсоединен к трубопроводу (4), причем вторая система (105) клапанов выполнена с возможностью по желанию подсоединять теплую или холодную сторону теплового насоса (100) к устройству для нагревания/охлаждения, тем самым устройство для нагревания/охлаждения по желанию может выделять тепло или холод, при этом рассматриваемый тепловой насос (100) является насосом жидкостно-жидкостного типа.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество коттеджей (1), которые подсоединены к накопителю (2) энергии, находится в интервале 10-100.

5. Способ для нагревания и охлаждения, соответственно, более одного дома, в котором, по меньшей мере, два коттеджа (1) выполняют с возможностью подсоединения к общему накопителю (2) энергии в грунте (25), при этом устройство (3) управления выполняют с возможностью перемещения теплоносителя в трубопроводе (4), подсоединенном к накопителю (2) энергии, в котором коттеджи (1), каждый, выполнены с отдельным соответствующим тепловым насосом, причем каждый тепловой насос выполнен с возможностью подсоединения к трубопроводу (4) для того, чтобы теплоноситель был выполнен с возможностью протекания через тепловой насос, отличающийся тем, что используют тепловые насосы, выполненные с возможностью подсоединения параллельно друг другу к трубопроводу (4) посредством, во-первых, трубопровода (4), выполненного с возможностью установки для содержания двух основных трубопроводов (4а, 4b) для теплоносителя, при этом два основных трубопровода (4а, 4b) выполняют с возможностью сообщения на их соответствующих удаленных концах в отношении накопителя (2) энергии, причем один из упомянутых основных трубопроводов выполнен с возможностью установки для переноса теплоносителя от накопителя (2) энергии и другой трубопровод выполнен с возможностью впоследствии переносить теплоноситель обратно к накопителю (2) энергии, и, во-вторых, каждого соответствующего теплового насоса, подсоединяемого с одной стороны к одному из основных трубопроводов (4b), из которого теплоноситель перемещается к соответствующему тепловому насосу, и с другой стороны к другому основному трубопроводу (4а), через который теплоноситель опять перемещается обратно к накопителю (2) энергии, при этом, по меньшей мере, один из тепловых насосов, установленных в коттеджах (1), выполнен с возможностью установки для генерирования по желанию тепла или холода для локального использования в коттедже в виде нагревания воздуха в помещении и/или водопроводной воды или охлаждения воздуха в помещении.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что используют накопитель (2) энергии, выполненный с возможностью содержания, по меньшей мере, четырех буровых скважин (21), посредством которых устройство (3) управления выполнено с возможностью прокачивать теплоноситель в замкнутой системе и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт (25), причем буровые скважины (21) выполнены с возможностью размещения, по существу, вдоль, по меньшей мере, двух концентрических окружностей (22; 23; 24), при этом устройство (3) управления должно содержать элемент (31) управления, который выполнен с возможностью регулирования первой системы (32) клапанов, которая, в свою очередь, выполнена с возможностью направлять теплоноситель к буровым скважинам, размещенным вдоль окружности, и тем самым нагревать или охлаждать, соответственно, грунт вдоль окружности, причем элемент (31) управления выполнен с возможностью управления первой системой (32) клапанов с тем, чтобы, когда температура теплоносителя выше, чем температура окружающего грунта (25), внутренние окружности нагревались раньше внешних окружностей, и, когда температура теплоносителя ниже, чем температура грунта (25), внешние окружности охлаждались раньше внутренних окружностей.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один тепловой насос (100) выполняют с возможностью иметь две стороны (101; 102), из которых одна должна быть холодной стороной и одна должна быть теплой стороной, при этом теплообменники (103, 104) выполняют с возможностью подсоединения к холодной стороне и к теплой стороне соответственно, причем один из теплообменников (103) выполняют с возможностью подсоединения к устройству для нагревания/охлаждения, при этом второй теплообменник (104) выполняют с возможностью подсоединения к трубопроводу (4), причем вторую систему (105) клапанов выполняют с возможностью подсоединения по желанию теплой или холодной стороны теплового насоса (100) к устройству для нагревания/охлаждения, тем самым устройство для нагревания/охлаждения, если требуется, может быть выполнено с возможностью выделения тепла или холода, при этом рассматриваемый тепловой насос (100) должен быть насосом жидкостно-жидкостного типа.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что количество коттеджей (1), подсоединяемых к накопителю (2) энергии, должно быть в интервале 10-100.

9. Способ по п.5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один тепловой насос выполняют с возможностью понижения температуры теплоносителя во время операции нагревания на около 3-4°С.

10. Способ по п.5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один тепловой насос выполняют с возможностью увеличения температуры теплоносителя во время операции охлаждения на около 3-4°С.