Система гарячого водопостачання й вентиляції на основі термотрансформаторного циклу

Система гарячого водопостачання і вентиляції, що містить парокомпресорний пристрій із замкнутим трубопровідним контуром з випарним та C2 2 (19) 1 3 печі; калорифер і вентилятор, які послідовно сполучені повітропроводом. Основний і рециркуляційний трубопроводи холодної води забезпечені теплообмінниками з температурними регуляторами і баком-акумулятором, який сполучений з системою гарячого водопостачання. Теплообмінники по міжтрубному простору сполучені між собою, з дросельним вентилем і з компресором послідовно. Таким рішенням утворений термотрансформаційний цикл, який дозволяє відбирати теплоту від початкової і рециркуляційної води з подальшою передачею теплоти в теплообмінники нагріву середовища. Недоліками аналізованої системи для ефективного гарячого водопостачання і вентиляції є: - основним призначенням системи є забезпечення нормального технологічного процесу, а отримання гарячої води як побічний ефект; - відібрана теплота направлена на отримання тільки гарячої води, в процесі якого неможливо забезпечити енергією систему охолоджування, наприклад, для системи вентиляції в найнесприятливіший літній період; - бак-акумулятор нераціонально виконаний, відкритого типу і послідовно сполучений з теплопоспоживаючою системою гарячого водопостачання, що звужує його функціональні можливості і санітарно-гігієнічні характеристики, а також погіршує режим регулювання абонентної системи. З цих причин досягнення процесу одночасного забезпечення енергією систем гарячого водопостачання і вентиляції, наприклад, в міжопалювальний період, не представляється можливим на основі пристрою аналога. Метою данного винаходу є розширення функціональних можливостей комплексної системи гарячого водопостачання і вентиляції на основі теплоти охолоджування початкової води з використанням парокомпресіонного циклу для енергозбереження. Суттю данного винаходу є розширення функціональних можливостей систем гарячого водопостачання і вентиляції з підвищенням енергоефективності їх роботи на основі теплоти охолоджування початкової води з використанням парокомпресіонного циклу. Поставлена мета досягається сукупною взаємодією в роботі системи наступних ознак: - трубопровід початкової холодної води забезпечений додатковою ділянкою трубопроводу, яка сполучена з трубопроводом гарячої води і забезпечена поверхневим теплообмінником, що є робочим об'ємом конденсатора теплового насоса компресійного типу, а також забезпечений терморегулюючим триходовим краном; - пристрій для відбору теплоти низького потенціалу виконано у вигляді поверхневого теплообмінника «труба в трубі», міжтрубна частина якого є робочим об'ємом випарника теплового насоса компресійного типу; - вентилятор і калорифер послідовно сполучені повітропроводом по охолоджуваному середовищу, при цьому бак-акумулятор сполучений з пристроєм для відбору теплоти від початкової хо 90926 4 лодної води низького потенціалу також послідовно; - пряма ділянка трубопроводу охолодженої початкової води перед баком-акумулятором, а також ділянка трубопроводу після калорифера в місці перетину з початковим трубопроводом забезпечені терморегулюючими триходовими кранами. Вказані ознаки є істотними в досягненні поставленої мети, оскільки їх реалізація в сукупності причинно-наслідкового взаємозв'язку дозволяє досягти заявлений технічний результат, що стосується розширення функціональних можливостей системи гарячого водопостачання і вентиляції з одночасним забезпеченням високого ефекту енергозбереження. Більш детально суть і ефективність винаходу пояснюється кресленням (Фіг.1), на якому зображено наступне. Комплексна система складається з підсистем. Підсистема гарячого водопостачання включає трубопровід холодної води 1, трубопровід гарячої води (2), циркуляційний насос (3), теплонасосну установку (4) в контурі з випарниковим (В) та конденсаторним (Кд) теплообмінниками, компресором (Км) та дросельним вентилем (В), триходові крани (5а), (5б) і (5в), з датчиками температури, системи розбору гарячої (8б) та холодної (8а) води додаткового джерела енергії (9). Підсистема вентиляції включає калорифер (6), вентилятор (7), припливні решітки (10), повітропроводи (11), витяжні решітки (12), бак-акумулятор (13), вузол зміщення (14), крани (15а), (15б), (15в), (15г) та (15д) і дросельні заслінки (16) на повітропроводах (11). Комплексна система працює таким чином. Початкова холодна вода, що поступає по трубопроводу холодного водопроводу (1), в об'ємі сумісної витрати для систем холодного і гарячого водопостачання, розділяється на два потоки. В результаті охолоджування у випарнику (В) частини початкової холодної води для холодного водопостачання відібрана теплота, яка передається потоку води, направленому на гаряче водопостачання, що відбувається в конденсаторі (Кд) теплового насоса (4) з компресором (Км) і дросельним вентилем (ДВ). При необхідності нагріта вода для гарячого водопостачання догрівається шляхом підмішування з центральної лінії гарячого водопостачання (2) в триходовому терморегуляторі (5в), або від додаткового джерела енергії, наприклад електродогрівача (9) при децентралізованому теплопостачанні. Підсистема холодопостачання призначена для охолоджування припливно-рециркуляційного повітря в калорифері (6) системи припливно-витяжної вентиляції з вентилятором (7), воздухопроводами (11) і припливно-витяжними отворами, відповідно (10) і (12). Частина охолодженої води після випарника (В) прямує в контур вентиляційної системи по послідовно-паралельній схемі, при цьому частина води акумулюється в баку-акумуляторі (13), який сполучений ділянкою трубопроводу після нього та калорифера (6) за допомогою вузла змішення (14). У разі відхилення температури води після калорифера (6) вода з бака-акумулятора (13) підмішується в загальний потік. Також завдяки роботі три 5 ходових терморегулюючих кранів (5а) і (5б) відповідно на ділянках до бака-акумулятора (13) та після калорифера (6) підтримується необхідна температура води в трубопроводі, внаслідок чого їх спільна робота значно знижує енерговитрати. Зважаючи на режимно-гідравлічну та теплову невідповідність розбору гарячої та холодної води, забезпечення стабільного температурного режиму використання гарячої води підтримується автоматичним включенням в роботу триходового крана (5в) для необхідного догріва місцевим електронагрівачем (9) або безпосередньо з трубопроводу (2) гарячої води. Крани (15а) і (15б) перекривають надходження теплоти до калорифера по закінченню опалювального періоду з наступним відкриттям кранів (15в) та (15г) для циркуляції охолодженої води через калорифер (6) в міжопалювальний сезон. Кран (15д) включає циркуляцію теплоносія по трубопроводу через додаткове джерело енергії (9). Техніко-економічна ефективність і доцільність застосування системи гарячого водопостачання і вентиляції на основі термотрансформації теплоти 90926 6 охолодження початкової води з водопроводу дозволяє в міжопалювальний період одночасно, із значним зниженням енерговитрат, забезпечувати теплотою систему гарячого водопостачання та холодом - систему вентиляції. Система гарячого водопостачання і вентиляції на основі термотрансформаторного циклу дозволяє в міжопалювальний період забезпечувати споживача гарячою водою і охолодженим повітрям, при цьому знижуючи енерговитрати за допомогою відновлюваного джерела енергії. Таким чином, теплота охолодження початкової води з холодного трубопроводу в запропонованій системі реалізується з максимальним ефектом. Джерела інформації: 1 Патент №159К від 30.06.1998р. «Система гарячого водопостачання, Україна Держпатент 1998р.». Петраш В.Д., Полунін М.М., Камолов Г.Ф. 2 Патент на винахід №88327 від 10.10.2009р. «Система стабілізуючого охолодження печі на основі термотрансформації теплоти, яка утилізується». Петраш В.Д., Сорокіна І.В., Басіст Д.В. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 90926 8 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