Система гарячого водопостачання та вентиляції на основі термотрансформації енергії холодної води та теплого повітря

Система гарячого водопостачання та вентиляції, що містить парокомпресорний контур з випарним і конденсаторним теплообмінниками, компресором і дросельним вентилем для відбору теплоти низького потенціалу, вентилятор і калорифер для охолодження припливного повітря, трубопровід холодної води, який містить додаткову ділянку трубопроводу та з'єднаний з трубопроводом гарячої води і забезпечений поверхневим теплообмінником та терморегулюючим триходо 3 повітрям і водою, що нагрівається, є найменшим в міжопалювальний період протягом року. З цих причин такий устрій системи по аналогу суттєво обмежує можливість подальшого підвищення енергетичної ефективності процесу одночасного отримання теплоти з теплого повітря для системи гарячого водопостачання та холоду для системи вентиляції в міжопалювальний період, бо не можливо здійснювати цей процесе за відсутності необхідного режимного взаємозв'язку в роботі окремих елементів. Задачею даної корисної моделі є підвищення енергетичної ефективності системи вентиляції та гарячого водопостачання на основі розширення функціональних можливостей в режимі комплексного використання теплоти первинної холодної води, теплого повітря, що видаляється, або зовнішнього з використанням парокомпрессорного циклу, що доцільно перш за все в міжопалювальний період року. Відмінною суттю даної корисної моделі є розширення функціональних та режимних можливостей систем гарячого водопостачання і вентиляції для підвищення енергетичної ефективності роботи систем на основі енергії охолоджування початкової холодної води в спільному процесі утилізації теплоти вентиляційного та зовнішнього повітря в парокомпрессионному циклі. Поставлена задача досягається наявністю нових структурних елементів та корисним сукупним взаємозв'язком їх в роботі комбінованої системи з наступними відмінними ознаками: - телообмінник-утилізатор теплішого витяжного вентиляційного або зовнішнього повітря, який забезпечений ділянкою повітряпроводу з триходовим регулятором його витрат, що дозволяє забирати тепліше зовнішнє або те, що видаляється, повітря для нагріву води в системі гарячого водопостачання; - устрій бака-акумулятора з циркуляційним насосом на лінії гарячого водопостачання дозволяє покращити ефективність роботи системи в періоди відсутності розбору гарячої води; - устрій циркуляційної ділянки трубопроводу з терморегулюючим триходовим кроном на перетині її з трубопроводом після калорифера та від теплообмінника-утилізатора, яка підключеним перед випарником, дозволяє усунути негативний вплив перемінного режиму розбору холодної води на процес її акумуляції та ефективної роботи всієї системи; - двопозиційний терморегулюючий кран забезпечує підтримку встановленої температури холодної води на ділянці водорозбору на необхідному рівні. Вказані елементи та їх взаємодія є суттєвими ознаки в досягненні поставленої мети, оскільки їх реалізація в сукупності причинно-наслідкового взаємозв'язку дозволяє досягти заявлений технічний результат, що стосується поліпшення режиму системи для вироблення холодної і гарячої води з акумуляцією енергії у відповідних баках, при цьому розширюються функціональні можливості системи гарячого водопостачання і вентиляції з підвищенням ефекту енергозбереження. 56387 4 Детальніше технічна суть роботи пристрою для розширення функціональних можливостей і підвищення ефективності пояснюється кресленням, на якому зображено наступне. Комплексна теплонасосна система гарячого водопостачання та вентиляції складається з нижче зазначених підсистем. Підсистема гарячого водопостачання включає трубопровід початкової холодної води 1, трубопровід гарячої води 2, циркуляційний насос 3, теплонасосний контур 4 з випарним та конденсатним теплообмінниками, компресором та дросельним вентилем, триходові регулятори 5, системи холодного та гарячого розбору води 8а, 8б і бакакумулятор гарячої води 9. Підсистема вентиляції включає калорифер 6, вентилятор 7, бакакумулятор охолодженої води 10, теплообмінникутилізатор теплоти витяжного або зовнішнього повітря 13, повітропровід 11 з патрубками забору зовнішнього 15 і витяжного 16 повітря, крани 12а, 12б, 12в, 12г, 12д, циркуляційну ділянку трубопроводу 14, а також двопозиційний терморегулюючий кран 17. Комплексна теплонасосна система гарячого водопостачання та вентиляції на основі енергії холодної води і теплішого повітря, що видаляється, або зовнішнього, працює таким чином. Вихідна холодна вода, що поступає по трубопроводу холодного водопроводу 1, в об'ємі загальної витрати для холодного і гарячого водопостачання, розділяється на два потоки. В результаті охолодження частини початкової холодної води для холодного водопостачання у випарному теплообміннику відібрана з неї теплота передається потоку води, який прямує на гаряче водопостачання, що відбувається в теплообміннику-конденсаторі за допомогою теплонасосного контура 4 з компресором Км. і дросельним вентилем ДВ. При необхідності нагріта вода для гарячого водопостачання догрівається шляхом підмішування її з центральної лінії гарячого водопостачання 2 за допомогою триходового терморегулятора 5. В разі відсутності розбору гарячої води, вона циркулює через бак-акумулятор гарячої води. Підсистема холодопостачання призначена для охолоджування припливного повітря в калорифері 6 системи припливної вентиляції з вентилятором 7, а також для нагріву води в утилізаторі теплоти 13 витяжного або зовнішнього гарячішого повітря. У теплий період року в часи, коли температура зовнішнього повітря значно вище вентиляційного, що видаляється, передбачається можливість його використання за допомогою триходового регулятора через патрубок 15. Частина охолодженої води після випарника прямує в контур калорифера для охолоджування повітря, при цьому частина холодної води акумулюється в баку-акумуляторі 10. В разі відхилення температури води після калорифера і утилізатора теплоти повітря, охолоджена вода по основній лінії, що поступає в холодний період року, підмішується в загальний потік для підтримання необхідної температури холодної води в системі розбору холодної води. Також завдяки триходовим терморегулюючим кранам на ділянках до бакаакумулятора і після калорифера, з'являється мож 5 56387 ливість підтримання необхідної температури води в загальному трубопроводі і в системі розбору холодної води. Трубопровід 14 призначений для циркуляції нагрітої в калоріфері і теплообмінникуутилізаторі води, він підключений в трубопровід початкової холодної води перед випарником. У спільній роботі системи з баками-акумуляторами охолодженої та гарячої води циркуляційний трубопровід дозволяє згладжувати взаємний вплив режиму роботи систем холодного і гарячого водоспоживання в одночасному процесі утилізації теплоти повітря та початкової холодної води, при цьому підвищується її загальна енергетична ефективність протягом року. Терморегулятор 17 призначений для підмішування переохолодженої води після випарника в загальний потік для системи холодного водопостачання, якщо її температура істотно відрізняється від встановленої. Техніко-економічна ефективність і доцільність зазначеного устрою системи гарячого водопостачання та вентиляції з поліпшеним режимом вироблення холоду на основі термотрансформації теплоти вихідної холодної води і утилізації теплоти вентиляційного або зовнішнього повітря дозволяє в міжопалювальний період одночасно із значним зниженням енерговитрат, забезпечувати теплотою систему гарячого водопостачання та холодом систему припливно-витяжної вентиляції. При цьому виключається жорсткий взаємозв'язок режимів Комп’ютерна верстка В. Мацело 6 розбору гарячої та холодної води, що підвищує загальну енергетичну ефективність роботи системи. Система гарячого водопостачання та вентиляції на основі термотрансформації енергії холодної води і теплого повітря дозволяє в міжопалювальний період забезпечувати споживача гарячою водою і охолодженим повітрям для системи вентиляції, при цьому знижуються енерговитрати на нагрів води з використанням поновлюваного джерела енергії, тобто вихідної холодної води, а також за рахунок теплоти вищого температурного потенціалу витяжного вентиляційного або зовнішнього повітря. В запропонованій системі виключається вплив режиму розбору холодної та гарячої води на ефективність акумуляції енергії у відповідних баках. Таким чином, режими вироблення з використанням енергії охолодженої вихідної води і теплого повітря в запропонованій системі реалізується з максимальним ефектом економії традиційного первинного палива. Джерела інформації: 1. Петраш В.Д., Войкіна Т.Ю., Басист Д.В., Герасименко О.О. «Система гарячого водопостачання та вентиляції на основі термотрансформаторного циклу». Рішення ДП «Український інститут промислової власності» (лист №6511/1 від 12.04.10р.) про видачу патенту на винахід по заявці №а2008 07124 від 29.03.10 року. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601