Установка опалення та охолодження приміщень “екогеотерм-2″

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Установка опалення та охолодження приміщень, що містить внутрішній блок спліт-системи з внутрішнім теплообмінником і зовнішній блок, що містить компресор, з'єднаний системою мідних трубок і клапанів із зовнішнім теплообмінником для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини, яка відрізняється тим, що зовнішній блок оснащено додатковим зовнішнім теплообмінником для приготування розігрітого теплоносія, який також з'єднано системою мідних трубок і клапанів з компресором.

2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що зовнішній блок містить терморегулюючий вентиль з термобалоном систему клапанів для перерозподілу потоків фреону.

3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що теплообмінник для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини має систему керування протоком, стабілізації теплообміну та захисту системи, що складається з крана-клапана протоку і датчика протоку, які сполучені з термореле, що має датчик температури для захисту від замерзання теплоносія і з'єднано з термореле з датчиком температури для захисту від перегріву системи та регулювання температури теплоносія системи опалення, датчик протоку сполучено з таймером затримки вмикання установки, з'єднаним з перепускним клапаном для вирівнювання тиску фреону при запуску компресора, а компресор сполучено з магнітним пускачем, причому система має циркуляційний насос, приєднаний до внутрішнього блока.

4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що як джерело тепла низького потенціалу використано воду водоносного горизонту або природної водойми.

Текст

Реферат: Установка опалення та охолодження приміщень містить внутрішній блок спліт-системи з внутрішнім теплообмінником і зовнішній блок, що містить компресор, з'єднаний системою мідних трубок і клапанів із зовнішнім теплообмінником для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини. Зовнішній блок оснащено додатковим зовнішнім теплообмінником для приготування розігрітого теплоносія, який також з'єднано системою мідних трубок і клапанів з компресором. UA 121129 U (12) UA 121129 U UA 121129 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплоенергетики, зокрема до установок опалення окремих споруд і дебаркадерів при використанні низько потенціальних природних джерел тепла - води річок, морів та ґрунтових вод, а також інших водяних стоків. Відомо тепловий насос, що містить газовий циркуляційний контур і послідовно встановлені в ньому комірки низького і високого тиску електрохімічного компресора, першу порожнину двопорожнинного теплообмінника-регенератора, комірки високого і низького тиску електрохімічного детандера і другу порожнину теплообмінника-регенератора. Комірку високого тиску детандера підключено до джерела тепла низького потенціалу, і вона має з боку сонячного випромінювання прозору стінку з похилими дзеркальними відбивачами по периметру, а обидві комірки компресора оребрені і заповнені металевим і сітчастим матеріалом [SU № 038753 А1, F25B 9/00, F25B 13/00, F25B 27/00, 1983]. Відомо систему опалення та охолодження житлових і громадських будівель, що містить подавальні та зворотні магістралі, циркуляційні насоси, панелі променевого охолодженнянагріву, компресійний тепловий насос і центральний кондиціонер [UA № 8470, F24D 5/00, F24F 3/00, 2010]. Недоліками наведених пристроїв є низька ефективність унаслідок залежності роботи від часу доби і наявності сонячних днів, що не дозволяє застосовувати їх в середніх і високих широтах. Відомо систему опалення та водопостачання з використанням ґрунтових вод, що містить компресор і дросельний вентиль, теплообмінник-випарник, який включений в контур циркуляції вхідної води зі свердловини за допомогою насоса вхідної води та накопичувального бака, теплообмінник-конденсатор, який включений в контур циркуляції води-теплоносія крізь опалювальні прилади за допомогою насоса теплоносія, а також свердловину, причому в контур циркуляції вхідної води перед теплообмінником-випарником включений модуль очищення води до рівня якості не нижче міського водопроводу, при цьому накопичувальний бак підключений до мережі міського водопроводу [UA № 6188, F24D 3/18, F25B 30/00, F24J 3/00, Е03В 1/00, 2009]. Недоліком наведеної системи є громіздкість і складність у виготовленні та експлуатації. Відомо теплонасосну установку повітряного опалення, охолодження та гарячого водопостачання, що містить холодильний контур теплонасосного блока опалення та охолодження з послідовно з'єднаних теплообмінника холодоагент-рідина і підключеним до нього циркуляційним контуром теплоносія. Як компресор теплонасосної установки використовується тепловий компресор, що містить корпус з порожнистим робочим поршнем, порожнину якого розділено перегородкою, закріпленою нерухомо на корпусі, на дві робочі камери з патрубками всмоктування і нагнітання парів холодоагенту. В корпусі в один бік поршня розміщено демпферну камеру, а в інший - рідинну камеру з поршневим тепловим приводом. Поршень теплового приводу виконано у вигляді U-подібної трубки, заповненої рідиною і з'єднаної нижньою частиною з рідинної камерою, яку розміщено під робочою поршнем, а демпферну камеру над ним. Високотемпературний теплообмінник теплового приводу компресора розміщено в теплоізольованому топовому каналі, що має пальниковий пристрій. По ходу руху рідини в контурі її нагрівання послідовно встановлені низькотемпературний теплообмінник-охолоджувач теплового приводу компресора, конденсатор теплового насоса, теплообмінник продуктів згоряння - рідина, розміщений в теплоізольованому топковому каналі за високотемпературним теплообмінником теплового приводу компресора, і теплообмінник рідина - гаряча вода, ґрунтовий теплообмінник типу гравітаційної теплової труби, що має теплоізольовану зону конденсації з розміщеним всередині неї теплообмінником змієвидного типу, причому випарник теплового насоса розміщений вище зони конденсації гравітаційної теплової труби і за допомогою триходових вентилів підключений до системи охолодження [RU № 94033853 А1, F25B 13/00, 1996]. Недоліком зазначеної установки є її велика собівартість за рахунок проведеннявеликих об'ємів бурових і земляних робіт для розміщення громіздких теплообмінників. Відомо пристрій для опалення і гарячого водопостачання, що містить джерело тепла низького потенціалу, тепловий насос з випарником і конденсатором, систему гарячого водопостачання, а як джерело тепла низького потенціалу - гноєсховище [SU № 581357 A1. F24D 17/00, 1977]. Недоліком наведеного пристрою є недостатня ефективність унаслідок малої величини коефіцієнта тепловіддачі з боку бетонної основи гноєсховища, а також наявність великої кількості гною з періодичністю його заміни. Відомо установку опалювання і гарячого водопостачання, що містить джерело тепла низького потенціалу, тепловий насос з випарником і конденсатором, системи опалювання і гарячого водопостачання, джерело тепла низького потенціалу - водовідливні стояки з шахтними 1 UA 121129 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 водами і додатково оснащена щонайменше двома фільтрами, які розміщені перед випарником теплового насоса [UA № 45589, F24D 17/02, 2009]. Відомо також установку опалювання і гарячого водопостачання, що містить джерело тепла низького потенціалу, тепловий насос з випарником і конденсатором, системи опалювання і гарячого водопостачання і як джерело тепла низького потенціалу - водовідливні основи з артезіанською водою і додатково оснащена щонайменше двома фільтрами, які розміщені перед випарником теплового насоса [UA № 28268, F24D 17/02, 2007]. Недоліком наведених установок є їх складність, громіздкість і неможливість використання для опалення приватного будинку та невеликих будівель. Відомо повітряний реверсивний кондиціонер-опалювач типу "повітря-повітря", який містить внутрішній блок стандартної спліт-системи з вбудованим повітряним теплообмінником, циркуляційним вентилятором, дефлекторами для керування напрямками потоків повітря, що пройшло крізь теплообмінник, електронною системою керування роботою приладу в різних режимах нагріву-охолодження, зовнішній блок стандартної спліт-системи, яка містить компресор нагнітання фреону, систему трубчастих каналів для перекачки фреону, чотириходовий клапан для зміни напрямків потоків фреону між двома теплообмінниками системи, капілярну трубку-дросель для дроселювання фреону [Інструкція з експлуатації сплітсистеми DSH 95 R/L, DSH 105 R/L, DSH 135 R/L, DSH 195 R/L, DSH 265 R/L, DSH 300 R/L, DSH 360 R/L, АЕ25, 2020329А4062, Ред. 24.08.06, с.4. "Будова кондиціонеру"]. До недоліків цього пристрою належить його можливість працювати як обігрівач тільки при температурах зовнішнього середовища досить високих, не нижче - 7 °C. При нижчих температурах зменшується ефективність обігрівання, значно падає коефіцієнт корисної дії спліт-системи та збільшується в'язкість мастила компресора, що може призвести до його псування. Крім цього наявність зовнішнього теплообмінника, що відбирає тепло з навколишнього повітря, призводить до неефективної роботі системи при низьких зовнішніх температурах. Найближчою до корисної моделі, що заявляється, є установка опалення та охолодження приміщень, яка містить внутрішній блок спліт-системи з внутрішнім теплообмінником і зовнішній блок, що містить компресор, з'єднаний нагнітальним і всмоктувальним патрубками з чотириходовим клапаном, який за допомогою з'єднуючих патрубків приєднано до зовнішнього теплообмінника, а до внутрішнього блока і зовнішнього теплообмінника приєднано трубкудросель. Зовнішній теплообмінник виконано водяним у вигляді контуру з двох коаксіальних трубок - внутрішньої для фреону і зовнішньої для води, причому теплообмінник зовні ізольовано утеплювачем і розташовано в приміщенні [UA № 114651, F24D 3/00, 2017]. У порівнянні з попередніми аналогами зазначена установка має такі переваги, як високий рівень коефіцієнта корисної дії, низькі енерговитрати та функціональну незалежність від температури зовнішнього середовища. До недоліків цієї установки належить неможливість рівномірного прогріву приміщення при наявності зонування на окремі кімнати та порівняно високий шум повітря, що прокачується крізь внутрішній теплообмінник. В основу корисної моделі поставлена задача шляхом зміни конструкції удосконалити установку опалення та охолодження приміщень для підвищення коефіцієнта корисної дії, зниження шумового навантаження та забезпечення рівномірного прогріву приміщень із зонуванням у режимі опалення. Поставлена задача вирішується тим, що в установці опалення та охолодження приміщень, яка містить внутрішній блок спліт-системи з внутрішнім теплообмінником і зовнішній блок, що містить компресор, з'єднаний системою мідних трубок і клапанів із зовнішнім теплообмінником для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини, згідно з корисною моделюю, зовнішній блок оснащено додатковим зовнішнім теплообмінником для приготування розігрітого теплоносія, який також з'єднано системою мідних трубок і клапанів з компресором. Зовнішній блок містить терморегулюючий вентиль з термобалоном та дросельну трубку. Теплообмінник для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини має систему керування протоком, стабілізації теплообміну та захисту системи, що складається з кранаклапана протоку і датчика протоку, які сполучені з термореле, що має датчик температури для захисту від замерзання теплоносія і з'єднано з термореле з датчиком температури для захисту від перегріву системи та регулювання температури теплоносія системи опалення, датчик протоку сполучено з таймером затримки вмикання установки, з'єднаним з перепускним клапаном для вирівнювання тиску фреону при запуску компресора, а компресор сполучено з магнітним пускачем, причому система має циркуляційний насос, під'єднаний до внутрішнього блока. 2 UA 121129 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Як джерело тепла низького потенціалу використано воду водоносного горизонту або природної водойми. Установка має пульт керування для перемикання системи із режиму "охолодження" в режим "обігрів", який розміщено у внутрішньому блоці. Перевагами установки, що заявляється, у порівнянні з прототипом є зниження енерговитрат, збільшення коефіцієнта корисної дії установки в режимі обігріву приміщення, забезпечення рівномірного прогріву всього приміщення при наявності зонування на окремі кімнати та запобігання появі шумового навантаження, що супроводжує роботу повітряних теплообмінників. Корисна модель пояснюється схемами. На Фіг. 1 зображено принципову гідравлічну схему системи опалення та охолодження приміщення; на Фіг. 2 - принципову електричну схему системи опалення та охолодження приміщення. Установка опалення та охолодження приміщень містить внутрішній блок 1 спліт-системи з внутрішнім теплообмінником і зовнішній блок з двома теплообмінниками типу вода-фреон. Теплообмінник 2 призначений для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини, а теплообмінник 3 для приготування розігрітого теплоносія рідинної системи опалення. Гідравлічна частина установки з теплообмінником 2 відкритого типу (Фіг. 1), що організує рух потоків теплоносія - фреону, містить в своєму складі компресор 4, з'єднаний системою мідних трубок 5 і клапанів 6, 7 з рідинними теплообмінниками 2, 3 типу "фреон-вода" і теплообмінником повітряного типу, який розташовано у внутрішньому блоці 1. Теплообмінник 2 виконано у вигляді двох коаксіальних труб - внутрішньої мідної для фреону та зовнішньої для води, а для запобігання утворенню конденсату його ізольовано утеплювачем та розташовано у приміщенні для захисту від замерзання. До складу гідравлічної системи також входять терморегулюючий вентиль 8 з термобалоном 9 і дросельна трубка-капіляр 10 та перепускний клапан 11. Електрична частина (Фіг. 2) принципової схеми керування процесами теплообміну в установці обігріву та охолодження приміщень "ЕКОГЕОТЕРМ - 2" з теплообмінником 2 відкритого типу складається зі штатної електронної схеми керування спліт - системи, що знаходиться всередині внутрішнього блока 1 кондиціонера та системи керування процесами теплообміну між приміщенням і зовнішнім джерелом тепла (вода зі свердловини). Зовнішній модуль складається з компресору 4 теплообмінників 2, 3 та системи керування протоком, стабілізації теплообміну та теплового захисту. Остання містить датчик протоку 12, який сполучений з термореле 13 і датчиком температури 14, для захисту теплообміннику 2 від замерзання. Вони з'єднані з термореле 15 і датчиком температури 16 для захисту від перегріву системи та регулювання температури теплоносія системи опалення. Датчик 12 протоку сполучено з таймером 17 затримки вмикання установки, з'єднаним з перепускним клапаном 11 для вирівнювання тиску фреону при запуску компресора 4, через магнітний пускач 18. Для забезпечення циркуляції теплоносія в системі опалення установка оснащена циркуляційним насосом 19, під'єднаним до внутрішнього блока 1. Вода зі свердловини подається до теплообмінника 2 після вмикання крану - клапану протоку 20. Перемикання режимів функціонування установки на "Охолодження" чи "Нагрів" здійснюється через пульт дистанційного керування (не показано), що подає команду на внутрішній блок 1. До клеми "К" внутрішнього блока під'єднано перемикач 21, що керує системою клапанів 6, 7, які перерозподіляють потоки фреону між теплообмінниками системи. Всередині внутрішнього блока 1 міститься електронна схема керування спліт-системи. Налаштування температурних режимів у приміщенні здійснюють через пульт дистанційного керування. Для теплообміну використовують воду зі свердловини, що надходить до системи при температурі ~10 °C і після використання повертається до іншої свердловини (іншого горизонту) при температурі ~2 °C у режимі нагрівання приміщення або ~40 °C у режимі охолодження приміщення. Установка "ЕКОГЕОТЕРМ - 2", що заявляється, функціонує наступним чином. Режим "охолодження" приміщення. Пультом дистанційного керування встановлюють бажану температуру приміщення. На клемах "0", "Ф" - фаза і "В" з'являється напруга. В штатній системі кондиціонування клема "В" вмикала вентилятор зовнішнього блока. В даній схемі вона подає напругу на систему захисту і керування роботою рідинних теплообмінників. При цьому відбувається "опитування" термореле 15 і 13. Якщо температура теплоносія в системі опалення менша за верхню встановлену границю (Тmах~45 °C), термореле 15 вмикає кран-клапан 20 протоку води. Крім цього термореле 15 подає напругу до термореле 13, яке налаштоване таким чином, щоб подати напругу до 3 UA 121129 U 5 10 15 20 25 30 35 таймеру 17 затримки вмикання компресора 4, якщо температура води зі свердловини перевищує критичне значення (Т min~1 °C). Якщо температура води в мережі нижча за цей показник, вмикання неможливе і таким чином спрацьовує система захисту від замерзання води в теплообміннику 2. На наступному етапі, коли термореле 13, 15 "дозволяють" запуск системи, при наявності протоку води зі свердловини замикається датчик протоку 12 та подається команда на запуск до таймеру затримки вмикання 17, який має функції перемикача, тому він відразу відкриває перепускний клапан 11 для вирівнювання тиску між нагнітальним та всмоктувальним патрубками компресора. Після цього спрацьовує таймер затримки вмикання, що призводить до закриття перепускного клапана 11 та запуску компресора 4 через магнітний пускач 18. Якщо з якоїсь причини протік води відсутній, то датчик протоку 12 роз'єднано, і напруга до таймера затримки вмикання 17 не подається. У таких умовах запуск системи стає неможливим. Так спрацьовує захист від запуску при відсутності протоку теплоносія у мережі. В штатній схемі кондиціонера клема "К" забезпечує живлення чотирьохходового клапану. В режимі "Охолодження" напруга на ній відсутня, тому клапан 6 знаходиться у відкритому положенні, а клапан 7 у закритому положенні. При цьому потоки фреону оминають теплообмінник 3 системи опалення. Теплообмінник 2 спрацьовує як "конденсатор", в якому фреон передає тепло до води, що надходить із свердловини. Далі фреон проходить через дросельну трубку-капіляр 10 і потрапляє до повітряного теплообмінника внутрішнього блока 1, який спрацьовує як "випарник", що охолоджує повітря у приміщенні. Режим "Нагріву" приміщення. Робота електричної частини відбувається за тим же принципом, що в "Режимі "охолодження" приміщення". Відмінність полягає в тому, що в режимі "Нагріву" на клемі "К" внутрішнього блока з'являється напруга. Раніше у штатній спліт-системі клема "К" живила чотириходовий клапан і, таким чином, перерозподіляла потоки фреону, змінюючи режими роботи установки. В даній схемі напруга, що подається на клему "К" активує перемикач 21, який вимикає клапан 6 і вмикає клапан 7 та циркуляційний насос системи опалення 19. Клапани 6, 7 перерозподіляють потоки фреону таким чином, що він прямує через теплообмінник 3 контуру опалення, який відіграє роль "конденсатора", де готується гаряча вода для обігріву приміщення. Далі сконденсований фреон через терморегулюючий вентиль 8 випаровується у теплообмінник 2, де відбирає тепло у води зі свердловини і через відкритий клапан 7 оминає теплообмінник внутрішнього блока 1 та потрапляє до всмоктувального патрубку компресора 4. При роботі системи в режимі "Нагріву" задіяні ті ж режими захисту системи, що і при "Охолодженні". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Установка опалення та охолодження приміщень, що містить внутрішній блок спліт-системи з внутрішнім теплообмінником і зовнішній блок, що містить компресор, з'єднаний системою мідних трубок і клапанів із зовнішнім теплообмінником для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини, яка відрізняється тим, що зовнішній блок оснащено додатковим зовнішнім теплообмінником для приготування розігрітого теплоносія, який також з'єднано системою мідних трубок і клапанів з компресором. 2. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що зовнішній блок містить терморегулюючий вентиль з термобалоном систему клапанів для перерозподілу потоків фреону. 3. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що теплообмінник для теплообміну між фреоном і водою зі свердловини має систему керування протоком, стабілізації теплообміну та захисту системи, що складається з крана-клапана протоку і датчика протоку, які сполучені з термореле, що має датчик температури для захисту від замерзання теплоносія і з'єднано з термореле з датчиком температури для захисту від перегріву системи та регулювання температури теплоносія системи опалення, датчик протоку сполучено з таймером затримки вмикання установки, з'єднаним з перепускним клапаном для вирівнювання тиску фреону при запуску компресора, а компресор сполучено з магнітним пускачем, причому система має циркуляційний насос, приєднаний до внутрішнього блока. 4. Установка за п. 1, яка відрізняється тим, що як джерело тепла низького потенціалу використано воду водоносного горизонту або природної водойми. 4 UA 121129 U 5 UA 121129 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: F24D 3/00

Мітки: установка, приміщень, екогеотерм-2, опалення, охолодження

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-121129-ustanovka-opalennya-ta-okholodzhennya-primishhen-ekogeoterm-2.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Установка опалення та охолодження приміщень “екогеотерм-2″</a>

Подібні патенти