Система теплотрансформации Советский патент 1985 года по МПК F24J2/04 

СП

00

Изобретение относится к системам кондиционирования воздуха, отопления, вентиляции и горячего водоснабжения в объектах различного назначения.

Цель изобретения - экономия энергоресурсов путем комплексного использования тепла солнечно радиации совместно с теплотой воздуха, удаляемого из помещения, и наружного -воздуха.

На чертеже приве; йа система теплотрансформации. .

Система состоит из гел.иоприемников 1, насоса-, 2 для циркуляции нагретого в гелиоприемнике раствора, расширительного бака, 3, водорастворного теплообменника 4, насоса 5 для циркуляции нагретой от солнечного тепла воды, трехходового клапана 6 для Контроля за нагревом воды солнечным теплом, бака-аккумулятора 7, компрессора 8, конденсатора 9, хладонового теплообменника 10 основного испарителя 11, насоса 12 подачи охлаждаемой воды, трехходового клапана 13 контроля охлаждения воды, дополнительного испарителя 14, насоса 15, воздуховода 16 подвода удаляемого воздуха, трехходового клапана 17 контроля нагрева раствора удаляемым воздухом, воздухорастворного теплообменника 18, вентилятора 19, воздушной заслонки 20 контроля нагрева раствора наружным воздухом, воздухожидкосткого теплообменника 21, переключающих вентилей 22 и 23 на трубопроводах раствора, переключающих вентилей 24 и 25 на трубопроводах хладона, переключающих вентилей 26 системы контроля обмерзания, вспомогательного теплообменника 27 и вентилятора 28.

Система работает следующим образом.

В зимний период требуется получение горячей воды температурой 50° для отопления и горячего водоснабжения. При этом используют работу компрессора 8, нагнетающего хладон .(обычно R 12) в конденсатор 9, где от тепла конденсации хладона нагревается вода, идущая в систему отопления и горячего водоснабжения. При работе компрессора в режиме теплотрансформатора в качестве источников низкопотенциального тепла последовательно используют солнечную радиацию, удаляемый и наружный воздух.

Комплексное использование низкопотенциального тепла осуществляется следующим образом.

В периоды суток, когда в гелиоприемниках 1 раствор нагревается до температуры, равной или большей 10°С, работают насосы 2 и 5. Подогретый раствор в теплообменнике 4 нагревает воду. Если вода от солнечного тепла нагревается более, чем до 8°С, то она клапаном 6 направляется в бакаккумулятор 7. Нагретую воду из бака-аккумулятора 7 забирают насосом 12 и подают на охлаждение в основной испаритель 11. Степень охлаждения воды контролируют клапаном 13. При понижении интенсивности солнечной радиации (например, в ночное время суток) температура раствора падает ниже 10°С и по команде датчика, контролирующего эту температуру раствора, останавливают насосы 2 и 5. Пока в бакеаккумуляторе находится вода с температурой выше 4°С, продолжает работать насос 12, при этом в основном испарителе 11 поддерживают температуру испарения хладо0 на выше 0°С. В условиях, когда температура охлажденной воды после испарителя 11 ниже 4°С, датчик, контролирующий эту температуру, подает команду на открытие вентилей 22 и закрытие вентиля 23 на трубопроводах раствора, открытие вентилей 25 и закрытие вентилей 24 на трубопроводах хладона, пуска насоса 15. В испаритель 14 насос 15 подает раствор, нагретый в гелиоприемнике до температуры ниже 10°С.

Утилизация тепла вытяжного воздуха

0 осуществляется в две ступени. При работе вентилятора 19 поступающий по воздуховоду 16 вытяжной воздух первоначально отдает тепло в теплообменниках 21 на нагрев жидкости, циркулирующей через воздухонагреватели в составе, приточных установок. Для предохранения от обмерзания поверхности теплообменника 21 температура охлажденного удаляемого воздуха поддерживается не ниже 2°С. Окончательное извлечение тепла из вытяжного воздуха происходит в теплообменнике 18, в трубки которого

° клапаном 17 направляется раствор, если его температура после нагрева в гелиоприемниках 1 ниже температуры вытяжного удаляемого воздуха ty2, охлажденного в теплообменниках 21, что, как правило, имеет место в ночные часы суток зимой. Если температура охлажденного удаляемого воздуха после теплообменника 18 ниже температуры наружного воздуха , то датчик, контролирующий температуру ty2, передает команду на открытие воздушной заслонки 20, тогда

0 через теплообменник 18 проходит смесь наружного и охлажденного удаляемого воздуха, из которого извлекается тепло на нагрев раствора, идущего к дополнительному испарителю 14. При отрицательных температурах смеси наружного и удаляемого воздуха на

поверхности оребренных трубок теплообменника 18 может замерзать выпадающий из воздуха конденсат, что приведет к образованию инея и повышению аэродинамического сопротивления, контролируемого датчиками PI-Р2, которые передадут команду на срабатывание взаимнообратных вентилей 26, что обеспечит поступление раствора в трубки вспомогательного теплообменника 27 и включение в работу вспомогательного вентилятора 28. Одновременно произойдет закрытие воздушной заслонки 20 и через теплообменник 18 вентилятором 19 продувается удаляемый воздух с температурой выше 0°С, что обеспечивает оттаивание

инея с поверхности оребрения теплообменника 18. Оттаивание инея приводит к снижению аэродинамического сопротивления и датчики Р|-PZ подадут команду на срабатывание взаимнообратных клапанов 26 и остановку вспомогательного вентилятора 28. Раствор проходит по трубкам теплообменника 18 до тех пор, пока не возрастет нагрев раствора в гелиоприемниках Г (например, от появления солнечной радиации). При повышении интенсивности солнечной радиации раствор в гелиоприемниках нагревается до 10°С и датчик , контролирующий эту температуру, подает команду на пуск насосов 2 и 5, открытие запорного вентиля 23. Нагретый раствор одновременно поступает в теплообменник 4, где нагревается вода и испаритель 14. После того, как в бакеаккумуляторе 7 накопится вода с температурой выше 4°С, датчик контроля температуры воды twx подает команду на закрытие вентилей 22 и 25, открытие вентилей 24, пуск насоса 12 и остановку насоса 15. В этом режиме в основной испаритель 11 поступает на охлаждение вода, нагретая в теплообменнике 4 от утилизации солнечного тепла. Тепло удаляемого воздуха утилизируется в теплообменниках 21.

1. СИСТЕМА ТЕПЛОТРАНСФОРМАЦИИ, содержащая контур циркуляции раствора с гелиоприемниками, насосом и водорастворным теплообменником, подключенный к последнему контур циркуляции воды с насосом и баком-аккумулятором, и контур циркуляции хладагента с компрессором, конденсатором и испарителем, подключенным к контуру циркуляции воды, отличающаяся тем, что, с целью экономии энергоресурсов путем комплексного использования тепла солнечной радиации совместно с теплотой воздуха, удаляемого из помещения, и наружного воздуха, система теплотрансформации дополнительно содержит два воздухорастворных теплообменника, установленных параллельно в контуре циркуляции раствора после гелиоприемников и снабженных обводной магистралью, и второй испаритель, установленный параллельно первому и подключенный к контуру циркуляции раствора перед гелиоприемниками, причем один из воздухорастворных теплообменников установлен на линии удаляемого из помещения воздуха, а другой - на SS линии наружного воздуха. 2. Система по п. I, отличающаяся тем, что в контуре циркуляции хладагента до и после первого испарителя установлены нормально открытые запорные вентили, до и после второго испарителя - нормально закрытые вентили, а бак-аккумулятор снабжен термостатом, электрически соединенным с насосами контуров циркуляции раствора и воды и УПОМЯНУТЫМИ вентилями.