Спосіб і установка для відбору тепла із стічних вод

Номер патенту: 108661

Опубліковано: 25.05.2015

Автори: Кочіш Янош, Кішш Пал, Кьорьошші Даніелла

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб відбору тепла із стічних вод для нагрівання або охолодження будівлі в контурі для стічних вод, головному контурі і допоміжному контурі, з'єднаних з можливістю теплопередачі, у якому

в контурі для стічних вод подають по трубопровідній лінії для неочищених стічних вод принаймні частину неочищених стічних вод, які подаються в загальний колектор, до фільтрувального контейнера, розташованого в шахтному приймачі стічних вод, розташованому в окремій будівлі, при цьому частину твердих частинок стічних вод уловлюють і видаляють у фільтрувальному контейнері, подають відфільтровані стічні води до першої сторони принаймні одного теплообмінника, а потім, після відбору від них тепла, подають утилізовані стічні води до зворотної трубопровідної лінії для утилізованих стічних вод так, що вони змивають назад попередньо видалений крупнозернистий матеріал в загальний колектор,

в головному контурі подають робоче середовище, яке циркулює на іншій стороні теплообмінника, до випарника або компресора теплового насоса в залежності від того, чи вибраний охолоджувальний, чи нагрівальний робочий режим, і

подають теплоносій, який циркулює в тепловому насосі, до зберігального резервуара допоміжного контуру, а потім із зберігального резервуара до принаймні одного утилізатора тепла.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що утилізовані стічні води повторно подають у загальний колектор знизу по потоку від впускного отвору для неочищених стічних вод на такій відстані, що утилізовані стічні води по суті не змінюють температуру неочищених стічних вод.

3. Установка для відбору тепла із стічних вод для нагрівання або охолодження будівлі, яка містить

контур для стічних вод, який має шахтний приймач (4) стічних вод, з'єднаний із загальним колектором (1) трубопровідною лінією (2) для неочищених стічних вод, і принаймні один теплообмінник (7), з'єднаний з шахтним приймачем (4) стічних вод,

головний контур, який має принаймні один тепловий насос (8), і

допоміжний контур, який містить принаймні один зберігаючий резервуар (9) і принаймні один утилізатор тепла, де контур для стічних вод, головний контур і допоміжний контур з'єднані між собою з можливістю теплопередачі, і

де контур для стічних вод виконаний з можливістю подачі стічних вод до однієї сторони принаймні одного теплообмінника (7), а головний контур виконаний з можливістю подачі робочого середовища теплового насоса (8) до іншої сторони того ж принаймні одного теплообмінника (7), і

допоміжний контур виконаний з можливістю подачі теплоносія теплового насоса (8) до зберігаючого резервуара (9), при цьому зберігаючий резервуар (9) з'єднаний з принаймні одним утилізатором тепла,

контур для стічних вод просторово відокремлений від головного контуру і допоміжного контуру, і

фільтрувальний контейнер (5) розташований в шахтному приймачі (4) стічних вод контуру для стічних вод, де трубопровідна лінія (2) для стічних вод, яка з'єднує загальний колектор (1) із шахтним приймачем (4) стічних вод, закінчується у фільтрувальному контейнері (5) і, де один кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу входить у фільтрувальний контейнер (5), а інший кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу з'єднаний із зворотною трубопровідною лінією (3) для утилізованих стічних вод, яка з'єднує шахтний приймач (4) стічних вод і загальний колектор (1), і

шахтний приймач (4) стічних вод виконаний з можливістю подачі відфільтрованих стічних вод до однієї сторони теплообмінника (7), а теплообмінник (7) виконаний з можливістю подачі утилізованих стічних вод, які залишають його, у зворотну трубопровідну лінію (3) для утилізованих стічних вод із змиванням крупнозернистого матеріалу, видаленого пристроєм (6) для видалення крупнозернистого матеріалу, назад у зворотну трубопровідну лінію (3) для утилізованих стічних вод, яка відрізняється тим, що приймач (4) стічних вод контуру для стічних вод і головний та допоміжний контур розташовані в окремих будівлях, при цьому принаймні один теплообмінник (7) є кожухотрубним теплообмінником.

4. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що фільтрувальний контейнер (5) виконаний як корзина, яка має перфоровані стінки і дно, при цьому один кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу виконаний як вертикальний шнек, який входить в корзину.

5. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що в контурі для стічних вод три теплообмінники (7) з'єднані паралельно.

6. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що в головному контурі два теплові насоси (8) з'єднані послідовно.

7. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що два зберігаючі резервуари (9) розташовані в допоміжному контурі так, що вони з'єднані за допомогою роздільника-колектора з нагрівальним і охолоджувальним контуром, який виконаний з можливістю функціонування як утилізатор тепла.

Текст

Реферат: Винахід належить до способу і установки для відбору тепла із стічних вод, яка містить контур для стічних вод, який має шахтний приймач (4) стічних вод, з'єднаний із загальним колектором (1) трубопровідною лінією (2) для неочищених стічних вод, і принаймні один теплообмінник (7), з'єднаний з шахтним приймачем (4) стічних вод, головний контур, який має принаймні один тепловий насос (8), і допоміжний контур, який містить принаймні один зберігаючий резервуар (9) і принаймні один утилізатор тепла, де контур для стічних вод, головний контур і допоміжний контур з'єднані між собою з можливістю теплопередачі, і де стічні води подаються до однієї сторони теплообмінника (7) контуру для стічних вод, а робоче середовище теплового насоса (8) головного контуру подається до іншої сторони того ж теплообмінника (8), при цьому робоче середовище теплового насоса (8) подається у зберігаючий резервуар (9), який з'єднаний з утилізатором тепла. Винахід по суті відрізняється тим, що контур для стічних вод просторово відокремлений від головного контуру і допоміжного контуру, і при цьому фільтрувальний контейнер (5) розташований у шахтному приймачі (4) стічних вод контуру для стічних вод, де трубопровідна лінія (2) для неочищених стічних вод, яка з'єднує загальний колектор (1) із шахтним приймачем (4) стічних вод, закінчується у фільтрувальному контейнері (5), і де один кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу входить у фільтрувальний контейнер (5), а інший кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу UA 108661 C2 (12) UA 108661 C2 з'єднаний із зворотною трубопровідною лінією (3) для утилізованих стічних вод, яка з'єднує шахтний приймач (4) стічних вод і загальний колектор (1), і також при цьому відфільтровані стічні води подаються з шахтного приймача (4) стічних вод до однієї сторони теплообмінника (7), при цьому утилізовані стічні води, які залишають теплообмінник (7), подаються у зворотну трубопровідну лінію (3) для утилізованих стічних вод так, що вони змивають крупнозернистий матеріал, видалений пристроєм (6) для видалення крупнозернистого матеріалу, назад у зворотну трубопровідну лінію (3) для утилізованих стічних вод. UA 108661 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способу і установки для відбору тепла із стічних вод, яка містить контур для стічних вод, головний контур і допоміжний контур, які з'єднані між собою з можливістю теплопередачі. Оскільки запаси природного газу і нафти використовуються з кожним роком все більш і більш інтенсивно і негативні впливи спалювання викопного палива на довготривалу зміну клімату стали очевидними, ефективність використання енергії і зростаюче використання відновної енергії є важливими питаннями. Відновні джерела енергії є легкодоступними і природно поновлюваними джерелами енергії, з яких можна добувати енергію протягом довгого періоду часу. Використання відновних джерел енергії узгоджується з концепцією стійкого розвитку і не шкодить навколишньому середовищу. Відбір тепла із стічних вод є економічно життєздатним варіантом для використання відновної енергії, яка не знижує якість життя. Температура комунальних і побутових стічних вод, які протікають в підземній каналізаційній системі, становить 10-20 °C, тоді як температура промислових стічних вод може бути навіть вищою за таку температуру. Температура стічної води (неочищені стічні води) в загальних колекторах (або колекторних водостоках) каналізаційних систем не падає нижче 10 °C навіть узимку. Тому, стічні води можуть вигідно використовуватися для подачі теплової енергії до будівель, головним чином використовуючи теплові насоси. Розкрито ряд рішень для відбору тепла із стічних вод. Тепло може відбиратися із стоку, очищених стічних вод, оброблених на установках для обробки стічних вод. Однак, багато теплоти неочищених стічних вод втрачається під час обробки і, тому, у цьому способі досяжна ефективність відбору тепла є низькою. Згідно з іншим рішенням, тепло може відбиратися із стічних вод, які подаються до обробної установки у загальному колекторі. Згідно з відомим рішенням, стічні води подаються в теплообмінник, який з'єднаний з утилізатором тепла за допомогою теплового насосу. Недолік цього способу полягає у тому, що неочищені стічні води пропускаються крізь теплообмінник, який має вузькі трубчасті проходи, які легко блокуються завдяки вмісту крупнозернистого матеріалу в неочищених стічних водах. Застосовуючи насоси-подрібнювачі, цю проблему можна вирішити тільки частково і з значно більшими грошовими витратами. Подальшим недоліком цього рішення є те, що теплообмінник і тепловий насос (і у спеціальних випадках також утилізатор тепла) встановлюються в одному і тому ж просторі так, що, у випадку неналежної герметизації або поламки, виділення запаху є неминучим. Угорський патент HU 205 988 відноситься до установки для відбору тепла з неочищених стічних вод. Установка містить теплообмінник, встановлений з можливістю теплообміну із стічними водами, і утилізатор тепла, який з'єднаний з теплообмінником за допомогою теплового насосу. Теплообмінник виготовлений з хвилястої труби, розташованої у спільному колекторі в площині, паралельній напряму потоку. Одним з недоліків цього винаходу є те, що теплообмінник занурений в неочищені стічні води і, таким чином, малі зазори між трубами можуть забиватися, погіршуючи теплопередачу. Крупнозернистий матеріал, який переноситься стічними водами, може прилипати до теплообмінника, що призводить до забруднення колектора. Також, чищення труб теплообмінника, які входять у стічні води, є проблематичним. Інший недолік винаходу, описаного в документі HU 205 988, полягає в тому, що, подібно до вищеописаного рішення, теплообмінник і загальний колектор розташовані в одному і тому ж просторі. Задачею представленого винаходу є відбір тепла із стічних вод (нечистот), які постійно доступні в каналізаційних системах, простим і дешевим способом з одночасним захистом навколишнього середовища від запаху і іншого забруднення. Задача винаходу вирішується ознаками, описаними в пунктах 1, 3 формули винаходу. Вдосконалення і переважні варіанти виконання винаходу описуються у залежних пунктах формули винаходу. У способі згідно з винаходом тепло відбирається із стічних вод в контурі для стічних вод, головному контурі і допоміжному контурі, з'єднаними з можливістю теплопередачі, тоді як ні теплообмінник, ні жоден інший утилізатор тепла не розташований у загальному колекторі. В контурі для стічних вод принаймні частина неочищених стічних вод, які подаються в загальний колектор, подаються по трубопровідній лінії для неочищених стічних вод до фільтрувального контейнера, розташованого у шахтному приймачі стічних вод. Відфільтровані стічні води, які протікають з фільтрувального контейнера до шахтного приймача стічних вод, подаються до першої сторони теплообмінника, а потім, після відбору від них тепла, утилізовані стічні води повторно подаються у загальний колектор по зворотній трубопровідній лінії для утилізованих стічних вод. 1 UA 108661 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Більшість вмісту твердих частинок у стічних водах уловлюється у фільтрувальному контейнері. Фільтрування гарантує, що тільки відфільтровані стічні води, які у великій мірі не містять крупнозернистого матеріалу, подаються до шахтного приймача стічних вод, а потім до теплообмінників. Таким чином, теплообмінник захищається від забивання, дозволяючи застосування простіших теплообмінників, наприклад кожухотрубних теплообмінників. Теплообмінник може бути іншого типу, наприклад, у переважному варіанті виконання винаходу, може застосовуватися пластинчастий теплообмінник. Пристрій для видалення крупнозернистого матеріалу, розташований у шахтному приймачі стічних вод, використовується для видалення крупнозернистого матеріалу, захопленого у фільтрувальному контейнері. З точки зору захисту навколишнього середовища важливими характеристиками винаходу є те, що непотрібно видаляти захоплений крупнозернистий матеріал (обробляється як небезпечні відходи) з системи і окремо зберігати та транспортувати його. Це досягається завдяки тому, що крупнозернистий матеріал, видалений із стічних вод, подається назад до зворотної трубопровідної лінії для утилізованих стічних вод, яка веде до загального колектора. Подальшими важливими характеристиками способу є те, що після відбору тепла з стічних вод, утилізовані стічні води подаються назад по зворотній трубопровідній лінії для утилізованих стічних вод так, що вони змивають назад попередньо видалений крупнозернистий матеріал у загальний колектор. Утилізовані стічні води повторно вводяться у загальний колектор при температурі, погодженій з компанією, яка прокладає каналізаційні системи. Температура повторно введених стічних вод може регулюватися шляхом встановлення режиму роботи теплового насосу. У переважному варіанті виконання способу згідно з винаходом, відфільтровані стічні води повторно вводяться в систему для стічних вод при температурі принаймні 10 °C в зимовому режимі роботи. Термін "зимовий режим роботи" означає тут стан, де спосіб застосовується для нагрівання. В літньому режимі роботи, тобто, коли спосіб застосовується для охолодження, температура відфільтрованих стічних вод не може падати нижче 10 °C. В головному контурі, робоче середовище, яке циркулює на іншій стороні теплообмінника контуру для стічних вод, подається до теплового насосу. Теплові насоси відомі самі по собі з попереднього рівня техніки. З попереднього рівня техніки також відомо, що робоче середовище може подаватися до випарника або компресора теплового насосу в залежності від того, чи вибраний робочий режим охолодження, чи нагрівання. Тому, цей етап детально не розкривається в представленому описі. На подальшому етапі способу, теплоносій, який циркулює в тепловому насосі, подається до принаймні одного зберігального резервуару, розташованого в допоміжному контурі, а потім із зберігального резервуару теплоносій подається до принаймні одного утилізатора тепла. Утилізатор тепла може, наприклад, бути відомою самою по собі системою центрального опалення, де радіатори, розташовані навколо будівлі, застосовуються для нагрівання або охолодження кімнат. Представлений винахід додатково відноситься до установки для відбору тепла із стічних вод, яка містить - контур для стічних вод, який має шахтний приймач стічних вод, з'єднаний із загальним колектором трубопровідною лінією для неочищених стічних вод, і принаймні один теплообмінник, з'єднаний з шахтним приймачем стічних вод, - головний контур, який має принаймні один тепловий насос, і - допоміжний контур, який містить принаймні один зберігальний резервуар і принаймні один утилізатор тепла, де контур для стічних вод, головний контур і допоміжний контур з'єднані між собою з можливістю теплопередачі, - де стічні води подаються до однієї сторони теплообмінника контуру для стічних вод, а робоче середовище теплового насосу головного контуру подається до іншої сторони того ж теплообмінника, і - теплоносій теплового насосу подається до зберігального резервуара допоміжного контуру, при цьому зберігальний резервуар з'єднаний з утилізатором тепла. Суттєвою ознакою установки, яка надає їй новизни, є те, що - контур для стічних вод просторово відокремлений від головного контуру і допоміжного контуру, і - фільтрувальний контейнер розташований у шахтному приймачі стічних вод контуру для стічних вод, де трубопровідна лінія для неочищених стічних вод, яка з'єднує загальний колектор із шахтним приймачем стічних вод, закінчується у фільтрувальному контейнері і де один кінець пристрою для видалення крупнозернистого матеріалу входить у фільтрувальний контейнер, при цьому інший кінець пристрою для видалення крупнозернистого матеріалу з'єднаний із 2 UA 108661 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зворотною трубопровідною лінією для подачі утилізованих стічних вод, яка закінчується у загальному колекторі, і - відфільтровані стічні води подаються з шахтного приймача стічних вод до однієї сторони теплообмінника, при цьому утилізовані стічні води, які залишають теплообмінник, подаються в зворотній трубопровідній лінії для утилізованих стічних вод так, що вони змивають крупнозернистий матеріал, видалений пристроєм для видалення крупнозернистого матеріалу, назад в зворотну трубопровідну лінію для утилізованих стічних вод. Згідно з переважним варіантом виконання винаходу, фільтрувальний контейнер виконується як корзина, яка має перфоровані стінки і дно, при цьому один кінець пристрою для видалення крупнозернистого матеріалу, виконаний як вертикальний шнек, який входить в корзину. Кількість і тип теплообмінників можуть бути різними в різних варіантах виконання винаходу. В переважному варіанті виконання установки, передбачено три кожухотрубні теплообмінники. Згідно з подальшим переважним варіантом виконання, в головному контурі розташовані два послідовно з'єднаних теплових насоса. В ще іншому переважному варіанті виконання, два зберігальні резервуари розташовані у допоміжному контурі так, що вони з'єднані роздільником-колектором з нагрівальним і охолоджувальним контуром. Зберігальні резервуари з'єднані паралельно. Допоміжні компоненти, застосовувані в установці, такі як насоси, клапани, роздільники і колектори, відомі самі по собі і, тому, детально не описуються. Важливо підкреслити, що одні і ті ж компоненти системи можуть застосовуватися для нагрівання взимку і для охолодження влітку за допомогою перемикання напряму потоку. Винахід пояснюється детальніше з посиланням на супровідні креслення, де Фіг. 1 зображає схематичний вид установки згідно з винаходом, Фіг. 2 зображає схематичний вид шахтного приймача стічних вод, з'єднаного із загальним колектором, Фіг. 3 зображає збільшений детальний вид, який показує фільтрувальний контейнер і кінець пристрою для видалення крупнозернистого матеріалу, і Фіг. 4 зображає схематичний вид зверху контуру для стічних вод. Фіг. 1 зображає схематичний вид установки згідно з винаходом. Установка застосовується для відбору тепла із стічних вод, які протікають в загальний колектор 1 каналізаційної системи. Установка складається з контуру для стічних вод, головного контуру і допоміжного контуру, які просторово відокремлені один від іншого, але з'єднані між собою з можливістю теплопередачі. Просторове відокремлення контуру для стічних вод є вигідним, оскільки компоненти, які контактують з стічними водами, можуть встановлюватися в окремій будівлі у фільтрувальному блоці, тоді як компоненти головного і допоміжного контуру, а також допоміжні компоненти, які контактують тільки з чистими субстанціями, встановлюються в головній будівлі. Встановлення компонентів контуру для стічних вод в окремій будівлі так, що вони просторово відокремлені від головного контуру і допоміжного контуру, є значущим з точки зору комфорту і захисту навколишнього середовища, оскільки, таким чином, утилізатор тепла, наприклад система центрального опалення приватних, комерційних або комунальних будівель, заповнюється тільки чистою водою або теплоносієм і, таким чином, відсутній запах або інші забруднюючі речовини. Відокремлення контурів, які подають чисті субстанції (головний і допоміжний контур), від контуру для стічних вод полегшує технічне обслуговування і сервісні операції. Допоміжні компоненти, такі як роздільники, колектори, труби, клапанні затвори, насоси і так далі, відомі фахівцю у цій галузі і, таким чином, включення цих компонентів в конструкцію установки є очевидною інженерною задачею. Тому, ці компоненти не зображені на кресленнях. Як це детальніше зображено на Фіг. 2, в контурі для стічних вод загальний колектор 1 з'єднаний з трубопровідною лінією 2 для неочищених стічних вод і за допомогою пристрою 6 для видалення зернистого матеріалу - із зворотною трубопровідною лінією 3 для утилізованих стічних вод. Трубопровідна лінія 2 для неочищених стічних вод закінчується у фільтрувальному контейнері 5, розташованому в шахтному приймачі 4 стічних вод. Фільтрувальний контейнер 5 виконаний як корзина, яка має перфоровані стінки і дно, і адаптований для уловлювання основної частини твердих частинок стічних вод. Відфільтровані стічні води подаються з фільтрувального контейнера 5 до шахтного приймача 4 стічних вод. Пристрій 6 для видалення крупнозернистого матеріалу з'єднаний з фільтрувальним контейнером 5, при цьому зворотна трубопровідна лінія 3 для утилізованих стічних вод з'єднана з кінцем пристрою 6 для видалення крупнозернистого матеріалу, віддаленого від фільтрувального контейнера 5. Як детальніше зображено на Фіг. 2 і Фіг. 3, пристрій 6 для видалення крупнозернистого матеріалу має циліндричний кожух, прикріплений до фільтрувального контейнера 5, при цьому шнек 10 встановлений в контейнері з можливістю обертання. Шнек 10 має гвинтову лінію 11, яка 3 UA 108661 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 контактує з внутрішньою стінкою кожуха пристрою 6 для видалення крупнозернистого матеріалу і також з внутрішньою стінкою фільтрувального контейнера 5. В переважному варіанті виконання винаходу, краї витків гвинтової лінії 11 шнека, які контактують з стінкою фільтрувального контейнера 5, мають гнучку стрічку або щітку, яка дозволяє очищення стінки фільтрувального контейнера 5. Витки гвинтової лінії 11 шнека 10 видаляють основну частину твердих частинок неочищених стічних вод, які переносять видалений крупнозернистий матеріал вгору в циліндричний контейнер. Потім тверді частинки подаються до випускного отвору, який веде до зворотної трубопровідної лінії 3 для утилізованих стічних вод. Застосування замкнутого контуру для стічних вод дозволяє відбір тепла з стічних вод без шкоди для навколишнього середовища, оскільки стічні води і крупнозернистий матеріал, який переноситься ними, не залишають замкнутий контур для стічних вод і подаються в повному об'ємі назад до колектора, і, тому, непотрібно окремо зберігати, подавати або обробляти небезпечні для навколишнього середовища речовини. Оскільки витки гвинтової лінії 11 шнека пристрою 6 для видалення крупнозернистого матеріалу видаляють забруднюючі речовини, які накопичуються на стінці кожуха, то фільтрувальний контейнер 5 і пристрій 6 для видалення крупнозернистого матеріалу очищаються автоматично під час нормальної роботи і, таким чином, не вимагається ручного чищення. Механічна структура фільтрувального контейнера і/або пристрою для видалення крупнозернистого матеріалу може відрізнятися від структури, описаної стосовно переважного варіанту виконання. Фільтрувальний контейнер може мати овальну або багатокутну форму поперечного перерізу і може виготовлятися з металевої або пластикової сітки. В спеціальних випадках, дно фільтрувального контейнера може виготовлятися з водонепроникного матеріалу. Пристрій для видалення крупнозернистого матеріалу може виконуватися як нарізний стрижень або як вал, який містить розташовані по гвинтовій лінії штирі. Фільтрувальний контейнер і кожух пристрою для видалення крупнозернистого матеріалу можуть виконуватися як один елемент або як з'єднані між собою окремі компоненти. З шахтного приймача 4 стічних вод відфільтровані стічні води подаються по трубах кожухотрубного теплообмінника 7, де їх тепло передається до робочого середовища, яке використовується влітку для відбору тепла, а взимку для подачі тепла, і подається зовні труб теплообмінника. Після відбору їх тепла в теплообміннику 7, утилізовані стічні води подаються назад в зворотній трубопровідній лінії 3 для утилізованих стічних вод, з'єднаній з пристроєм 6 для видалення крупнозернистого матеріалу, розташованим в шахтному приймачі 4 стічних вод. Стічні води, які течуть назад, змивають назад крупнозернистий матеріал, який надається пристроєм 6 для видалення крупнозернистого матеріалу, в загальний колектор 1 із зворотної трубопровідної лінії 3 для утилізованих стічних вод. На Фіг. 1, трубопровідні лінії для стічних вод і напрям потоку стічних вод зображені суцільною лінією із стрілками. Фіг. 4 зображає схематичний вид зверху контуру для стічних вод. У варіанті виконання, зображеному на кресленні, шахтний приймач 4 стічних вод і теплообмінник 7 контуру для стічних вод обидва встановлені в одній і тій же будівлі що й фільтрувальний блок 12. Альтернативно, шахтний приймач стічних вод і теплообмінники можуть встановлюватися в окремих будівлях і можуть з'єднуватися трубами. Заради ясності на кресленні зображений тільки один теплообмінник 7. Варіанти виконання, у яких у фільтрувальному блоці 12 встановлений більше ніж один теплообмінник 7, також потрапляють в об'єм правового захисту винаходу. У цьому випадку, теплообмінники 7 переважно з'єднані паралельно. Паралельне з'єднання теплообмінників дозволяє технічне обслуговування і сервісні операції під час роботи. Подібно до Фіг. 1, напрям потоку стічних вод зображений суцільною лінією із стрілками. Випускні отвори, які з'єднують трубопровідну лінію 2 для неочищених стічних вод і трубопровідну лінію 3 для утилізованих стічних вод із загальним колектором 1, розташовані на відстані один від іншого. Між двома випускними отворами труб необхідно залишати більшу відстань для запобігання підвищенню або зниженню температури повторно введених утилізованих неочищених стічних вод, що повинно знижувати ефективність відбору тепла. Утилізовані стічні води повторно подаються в загальний колектор 1 на такій відстані, що підігріті або охолоджені утилізовані стічні води по суті не змінюють температуру неочищених стічних вод. Повертаючись тепер до Фіг. 1, бачимо, що робоче середовище, яке подається до іншої сторони теплообмінника 7, подається в тепловий насос 8. Напрям потоку робочого середовища вказаний пунктирною лінією із стрілками. Варіант виконання, зображений на кресленні, містить єдиний тепловий насос 8, але варіанти виконання, які містять два або більшу кількість теплових насосів, потрапляють в об'єм правового захисту винаходу. Теплові насоси можуть переважно з'єднуватися послідовно. У випадку застосування багатьох послідовно з'єднаних випарників, тільки частина відібраного тепла використовується для випарювання проміжного робочого 4 UA 108661 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 середовища при температурі, яка нижча за температуру текучої субстанції, яка витікає, зокрема тільки в останньому випарнику, тоді як в попередніх випарниках випарювання відбувається при вищих температурах і, таким чином, тільки частина проміжного робочого середовища необхідно стискати компресором від найнижчого присутнього тиску до кінцевого тиску, а решту можна стискати від поступово зростаючого тиску. Таким чином, ефективність циклу, виконуваного робочим середовищем, яке випарюється при вищій температурі, буде кращою, що покращує загальну ефективність усієї установки. В установці згідно з винаходом, робоче середовище, яке залишає іншу сторону теплообмінника 7, може подаватися до випарника або до компресора теплового насосу 8 в залежності від того, чи бажаний охолоджувальний, чи нагрівальний робочий режим. Два можливі напрямі потоку робочого середовища в головному контурі зображені на кресленні стрілками на пунктирній лінії, яка представляє головний контур. Зберігальний резервуар 9 з'єднаний з допоміжним контуром установки представленого винаходу. В переважному варіанті виконання передбачений єдиний зберігальний резервуар 9. Кількість зберігальних резервуарів може бути більшою, якщо це вимагається. У такому випадку, зберігальні резервуари переважно з'єднані паралельно. В особливо переважному варіанті виконання, установка містить два зберігальні резервуари, з'єднані паралельно за допомогою роздільника і колектора. Теплоносій допоміжного контуру зображений на Фіг. 1 подвійною лінією з стрілками. Теплоносій подається із зберігального резервуара 9 до утилізатора тепла, який відомий сам по собі і не зображений на кресленні. Як утилізатор тепла може використовуватися система центрального опалення будівель, яка може керуватися автоматично комп'ютером в режимах нагрівання або охолодження в залежності від робочого режиму теплового насосу 8. Основна перевага способу і установки згідно з винаходом полягає в тому, що вони можуть втілюватися швидко і легко. Окремі компоненти установки відомі самі по собі і доступні на ринку. Як труби, застосовувані для з'єднання компонентів, так і прилади, встановлені в трубах, відомі самі по собі і доступні на ринку. Для автоматичного відкривання, закривання і секціонування трубопровідної системи, і для зміни робочого режиму, можуть застосовуватися дистанційно керовані заслінки з приводами. Подальша перевага винаходу полягає в тому, що його застосування не залежить від розміру колектора. В залежності від кількості застосовуваних теплообмінників, теплових насосів і зберігальних резервуарів, винахід є гнучко масштабованим для широкого інтервалу застосувань для відбору тепла. Ще іншою перевагою способу полягає в тому, що він передбачає обслуговування багатьох утилізаторів в єдиній системі. Перелік позиційних позначень 1. загальний колектор 2. трубопровідна лінія для неочищених стічних вод 3. зворотна трубопровідна лінія для утилізованих стічних вод 4. шахтний приймач стічних вод 5. фільтрувальний контейнер 6. пристрій для видалення крупнозернистого матеріалу 7. теплообмінник 8. тепловий насос 9. зберігальний резервуар 10. шнек 11. гвинтова лінія шнека 12. фільтрувальний блок ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 60 1. Спосіб відбору тепла із стічних вод для нагрівання або охолодження будівлі в контурі для стічних вод, головному контурі і допоміжному контурі, з'єднаних з можливістю теплопередачі, у якому в контурі для стічних вод подають по трубопровідній лінії для неочищених стічних вод принаймні частину неочищених стічних вод, які подаються в загальний колектор, до фільтрувального контейнера, розташованого в шахтному приймачі стічних вод, розташованому в окремій будівлі, при цьому частину твердих частинок стічних вод уловлюють і видаляють у фільтрувальному контейнері, подають відфільтровані стічні води до першої сторони принаймні одного теплообмінника, а потім, після відбору від них тепла, подають утилізовані стічні води до зворотної трубопровідної лінії для утилізованих стічних вод так, що вони змивають назад попередньо видалений крупнозернистий матеріал в загальний колектор, 5 UA 108661 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 в головному контурі подають робоче середовище, яке циркулює на іншій стороні теплообмінника, до випарника або компресора теплового насоса в залежності від того, чи вибраний охолоджувальний, чи нагрівальний робочий режим, і подають теплоносій, який циркулює в тепловому насосі, до зберігального резервуара допоміжного контуру, а потім із зберігального резервуара до принаймні одного утилізатора тепла. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що утилізовані стічні води повторно подають у загальний колектор знизу по потоку від впускного отвору для неочищених стічних вод на такій відстані, що утилізовані стічні води по суті не змінюють температуру неочищених стічних вод. 3. Установка для відбору тепла із стічних вод для нагрівання або охолодження будівлі, яка містить контур для стічних вод, який має шахтний приймач (4) стічних вод, з'єднаний із загальним колектором (1) трубопровідною лінією (2) для неочищених стічних вод, і принаймні один теплообмінник (7), з'єднаний з шахтним приймачем (4) стічних вод, головний контур, який має принаймні один тепловий насос (8), і допоміжний контур, який містить принаймні один зберігаючий резервуар (9) і принаймні один утилізатор тепла, де контур для стічних вод, головний контур і допоміжний контур з'єднані між собою з можливістю теплопередачі, і де контур для стічних вод виконаний з можливістю подачі стічних вод до однієї сторони принаймні одного теплообмінника (7), а головний контур виконаний з можливістю подачі робочого середовища теплового насоса (8) до іншої сторони того ж принаймні одного теплообмінника (7), і допоміжний контур виконаний з можливістю подачі теплоносія теплового насоса (8) до зберігаючого резервуара (9), при цьому зберігаючий резервуар (9) з'єднаний з принаймні одним утилізатором тепла, контур для стічних вод просторово відокремлений від головного контуру і допоміжного контуру, і фільтрувальний контейнер (5) розташований в шахтному приймачі (4) стічних вод контуру для стічних вод, де трубопровідна лінія (2) для стічних вод, яка з'єднує загальний колектор (1) із шахтним приймачем (4) стічних вод, закінчується у фільтрувальному контейнері (5) і, де один кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу входить у фільтрувальний контейнер (5), а інший кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу з'єднаний із зворотною трубопровідною лінією (3) для утилізованих стічних вод, яка з'єднує шахтний приймач (4) стічних вод і загальний колектор (1), і шахтний приймач (4) стічних вод виконаний з можливістю подачі відфільтрованих стічних вод до однієї сторони теплообмінника (7), а теплообмінник (7) виконаний з можливістю подачі утилізованих стічних вод, які залишають його, у зворотну трубопровідну лінію (3) для утилізованих стічних вод із змиванням крупнозернистого матеріалу, видаленого пристроєм (6) для видалення крупнозернистого матеріалу, назад у зворотну трубопровідну лінію (3) для утилізованих стічних вод, яка відрізняється тим, що приймач (4) стічних вод контуру для стічних вод і головний та допоміжний контур розташовані в окремих будівлях, при цьому принаймні один теплообмінник (7) є кожухотрубним теплообмінником. 4. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що фільтрувальний контейнер (5) виконаний як корзина, яка має перфоровані стінки і дно, при цьому один кінець пристрою (6) для видалення крупнозернистого матеріалу виконаний як вертикальний шнек, який входить в корзину. 5. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що в контурі для стічних вод три теплообмінники (7) з'єднані паралельно. 6. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що в головному контурі два теплові насоси (8) з'єднані послідовно. 7. Установка за п. 3, яка відрізняється тим, що два зберігаючі резервуари (9) розташовані в допоміжному контурі так, що вони з'єднані за допомогою роздільника-колектора з нагрівальним і охолоджувальним контуром, який виконаний з можливістю функціонування як утилізатор тепла. 6 UA 108661 C2 7 UA 108661 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Kiss, Pal, Kocsis, Janos, Korossy, Daniella

Автори російською

Кишш Паль, Кочиш Янош, Кьорьошши Даниелла

МПК / Мітки

МПК: F24D 17/02, F24D 11/02, E03F 5/18, F24H 4/00

Мітки: установка, тепла, відбору, спосіб, стічних, вод

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-108661-sposib-i-ustanovka-dlya-vidboru-tepla-iz-stichnikh-vod.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і установка для відбору тепла із стічних вод</a>

Подібні патенти