Спосіб обігрівання внутрішнього об’єму будинку і нагрівання вентиляційного повітря (варіанти) і пристрій для його здійснення (варіанти)
Формула / Реферат
1. Способ обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, включающий передачу тепла посредством теплообменного средства от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоку рабочей жидкости, циркулирующей в секциях обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, отличающийся тем, что поток рабочей жидкости, циркулирующей в указанных секциях, направляют последовательно от теплообменного средства в секцию обогрева внутреннего объема здания, где указанная рабочая жидкость передает тепло, необходимое для обогрева здания, и затем в секцию нагрева вентиляционного воздуха, где указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно передают тепло от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, посредством устройства регенерации тепла в секции нагрева вентиляционного воздуха, включающего в себя соединенные внутренним трубопроводом теплообменник подаваемого воздуха и теплообменник удаляемого воздуха, при этом поток рабочей жидкости, передающий тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, направляют в теплообменник подаваемого воздуха в указанном устройстве регенерации тепла, в котором указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что поток рабочей жидкости, направляемый в теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла, выводят из устройства регенерации тепла перед направлением его в теплообменник удаляемого воздуха или после того, как он пройдет через теплообменник удаляемого воздуха.
4. Способ обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, включающий передачу тепла посредством теплообменных средств от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потокам рабочих жидкостей, циркулирующих в секциях обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, отличающийся тем, что поток нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения, направляют последовательно от подводящей магистрали районной сети теплоснабжения в секцию обогрева внутреннего объема здания, где указанная нагревающая жидкость районной сети теплоснабжения передает посредством теплообменного средства тепло, необходимое для обогрева здания, рабочей жидкости, циркулирующей в секции обогрева внутреннего объема здания, затем в секцию нагрева вентиляционного воздуха, где указанная нагревающая жидкость районной сети теплоснабжения передает посредством теплообменного средства тепло, необходимое для нагрева вентиляционного воздуха, рабочей жидкости, циркулирующей в секции нагрева вентиляционного воздуха и передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно передают тепло от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, посредством устройства регенерации тепла в секции нагрева вентиляционного воздуха, включающего в себя соединенные внутренним трубопроводом теплообменник подаваемого воздуха и теплообменник удаляемого воздуха, при этом поток рабочей жидкости, передающий тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, направляют в теплообменник подаваемого воздуха в указанном устройстве регенерации тепла, в котором указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что поток рабочей жидкости, направляемый в теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла, выводят из устройства регенерации тепла перед направлением его в теплообменник удаляемого воздуха или после того, как он пройдет через теплообменник удаляемого воздуха.
7. Устройство для обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, содержащее теплообменное средство для передачи тепла от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоку рабочей жидкости в секции обогрева внутреннего объема здания и секции нагрева вентиляционного воздуха, отличающееся тем, что теплообменное средство выполнено в виде теплообменника, причем указанный теплообменник, секция обогрева внутреннего объема здания и секция нагрева вентиляционного воздуха соединены последовательно общим циркуляционным трубопроводом для циркуляции потока рабочей жидкости от указанного теплообменника через секцию обогрева внутреннего объема здания и затем через секцию нагрева вентиляционного воздуха.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что содержит устройство регенерации тепла для передачи тепла от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, посредством соединенных внутренним трубопроводом теплообменника подаваемого воздуха и теплообменника удаляемого воздуха, и циркуляционный трубопровод для рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, причем указанный циркуляционный трубопровод подключен к устройству регенерации тепла с возможностью протекания потока рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, через теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла и его выводом из этого устройства перед направлением его в теплообменник удаляемого воздуха или после того, как он пройдет через теплообменник удаляемого воздуха.
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что содержит нагревательную секцию для производства горячей водопроводной воды с теплообменником, причем теплообменник этой секции включен параллельно с теплообменником секции нагрева вентиляционного воздуха.
10. Устройство для обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, содержащее теплообменное средство для передачи тепла от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потокам рабочей жидкости в секции обогрева внутреннего объема здания и секции нагрева вентиляционного воздуха, отличающееся тем, что теплообменное средство содержит теплообменник, размещенный в секции обогрева внутреннего объема здания, и теплообменник, размещенный в секции нагрева вентиляционного воздуха, причем теплообменник секции обогрева внутреннего объема здания и теплообменник секции нагрева вентиляционного воздуха соединены последовательно общим циркуляционным трубопроводом для протекания потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения из подводящей магистрали сети районного теплоснабжения сначала в теплообменник секции обогрева внутреннего объема здания, а затем в теплообменник секции нагрева вентиляционного воздуха.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что содержит устройство регенерации тепла для передачи тепла от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, посредством соединенных внутренним трубопроводом теплообменника подаваемого воздуха и теплообменника удаляемого воздуха, и циркуляционный трубопровод для рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, причем указанный циркуляционный трубопровод подключен к устройству регенерации тепла с возможностью протекания потока рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, через теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла и его выводом из этого устройства перед направлением его в теплообменник удаляемого воздуха или после того, как он пройдет через теплообменник удаляемого воздуха.
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что содержит нагревательную секцию для производства горячей водопроводной воды с теплообменником, причем теплообменник этой секции включен параллельно с теплообменником секции нагрева вентиляционного воздуха.
Текст
Изобретение относится к области отопления, в частности, к способу и устройству для обогрева внутреннего объема зданий, подключенных к магистралям, районной сети теплоснабжения, обеспечивающим горячей водой устройства для обогрева зданий и нагрева вентиляционного воздуха. В районных сетях теплоснабжения температура нагревающей жидкости на выходе отопительных и котельных достигает обычно 90 - 100°C в зависимости от мощности конкретных установок. Рабочая жидкость для отопления зданий, нагрева воздуха и водопроводного горячего снабжения обычно нагревается в теплообменниках, причем температура ее у потребителя обычно достигает 70 - 90°C. В условиях максимального разбора воды, на которые обычно рассчитываются сети теплоснабжения, температура возвратной нагревающей жидкости обычно не ниже 40°C при выходе из зданий. Тогда температура возвратной нагревающей жидкости в магистрали районной сети теплоснабжения составляет примерно 50°C, если при этом ставится условие обеспечения минимальной стоимости отопления. С точки зрения размеров инвестиций, производительности насосных установок, тепловых потерь и т.п. было бы выгодно еще больше снизить температуру возвратной нагревающей жидкости в районных сетях теплоснабжения, но это бы очень быстро вызвало повышение цен на теплообменники даже при незначительном понижении температуры нагревающей жидкости, поскольку перепад температур даже в существующи х нагревательных устройства х весьма невелик, где-то около 10°C. Известен способ обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха - прототип, включающий передачу тепла посредством теплообменного средства от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоку рабочей жидкости, циркулирующей в секциях обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха. В этом способе сеть обогрева здания и сеть нагрева вентиляционного воздуха подключают к районной магистрали параллельно и нагрев воды в батареях отопления и подогрев вентиляционного воздуха осуществляют независимо. Регулировку температуры в помещении осуществляют или контролем количества поступающего в него вентиляционного воздуха с выпуском избытка горячего воздуха в атмосферу, или регулировкой температуры и количества теплоносителя, выходящего из силовой установки. Этот способ не свободен от недостатков. В частности, его применение не позволяет существенно понизить температуру возвращающегося в магистраль теплоносителя без значительных дополнительных инвестиций. Известно также устройство для обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, содержащее теплообменное средство для передачи тепла от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоку рабочей жидкости в секции обогрева внутреннего объема здания и секции нагрева вентиляционного воздуха. Это устройство содержит отдельный теплообменник для подогрева вентиляционного воздуха путем отбора тепла от горячей нагревающей жидкости. Этот теплообменник подключен непосредственно к магистрали горячего водоснабжения. При этом в устройстве предусмотрены каналы подвода части подогретого вентиляционного воздуха к помещениям здания и каналы для отвода остального нагретого воздуха в атмосфер у. Такое устройство не может обеспечить эффективного отбора тепла вентиляционным воздухом от горячей нагревающей жидкости, поэтому нагревающая жидкость, возвращающаяся из указанного теплообменника в районную магистраль, имеет высокую температуру. Повышение эффективности отбора тепла требует создания теплообменников со значительно более высоким коэффициентом полезного действия, что требует больших затрат времени и средств. Задачей настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего снизить температур у возвратной воды в масштабах района до более низкой величины, чем это имеет место в известных устройствах без значительных дополнительных инвестиций. Эта задача решена тем, что предложен способ обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, включающий передачу тепла посредством теплообменного средства от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоку рабочей жидкости, циркулирующей в секциях обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, в котором, согласно изобретению, для снижения температуры нагревающей жидкости, возвращающейся в районную теплосеть, поток рабочей жидкости, циркулирующей в указанных секциях, направляют последовательно от теплообменного средства в секцию обогрева внутреннего объема здания, где указанная рабочая жидкость передает тепло, необходимое для обогрева здания, и затем в секцию нагрева вентиляционного воздуха, где указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание. Такое решение имеет преимущество в том, что рабочая жидкость направляется сначала на обогрев зданий и лишь затем на нагрев вентиляционного воздуха. При этом тепловые требования к обогреву зданий выполняются на первом этапе на более высоком энергетическом уровне, а на втором этапе тепловые требования к вентиляции выполняются на более низком энергетическом уровне. В данном варианте это достигается путем циркуляции рабочей жидкости сначала в секции обогрева внутреннего объема здания, а затем в теплообменниках вентиляционной системы. При этом температура нагревающей жидкости в возвратной магистрали сети районного теплоснабжения может быть снижена до 20 - 30°C. Предпочтительно при использовании этого способа дополнительно передавать тепло от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, посредством устройства регенерации тепла в секции нагрева вентиляционного воздуха, включающего в себя соединенные внутренним трубопроводом теплообменник подаваемого воздуха и теплообменник удаляемого воздуха, при этом поток рабочей жидкости, передающий тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, направляют в теплообменник подаваемого воздуха в указанном устройстве регенерации тепла, в котором указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание. Такое решение обеспечивает возможность направлять остывшую рабочую жидкость в теплообменник удаляемого воздуха, где ей возвращают часть тепла, отбирая его у воздуха, удаляемого из здания. При этом имеется возможность регулирования объема и направления потоков рабочей жидкости в холодной и горячей ветвях внутреннего трубопровода устройства регенерации тепла так, чтобы обеспечить заданную температуру воздуха, подаваемого в здание, с минимальными энергетическими затратами. Целесообразно поток рабочей жидкости, направляемый в теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла, выводить из устройства регенерации тепла перед направлением его в теплообменник удаляемого воздуха или после того, как он пройдет через теплообменник удаляемого воздуха. Таким решением можно добиться более эффективного снижения температуры нагревающей жидкости, возвращающейся в возвратную магистраль сети районного теплоснабжения. Эта задача решена также тем, что предложен, как вариант, способ обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, включающий передачу тепла посредством теплообменных средств от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потокам рабочих жидкостей, циркулирующих а секциях обогрева внутреннего объема здании и нагрева вентиляционного воздуха, в котором согласно изобретению, для снижения температуры нагревающей жидкости, возвращающейся а районную теплосеть, поток нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения, направляют последовательно в секцию обогрева внутреннего объема здания, где указанная нагревающая жидкость районной сети теплоснабжения передает посредством теплообменного средства тепло, необходимое для обогрева здания, рабочей жидкости, циркулирующей в секции обогрева внутреннего объема здания, и затем в секцию нагрева вентиляционного воздуха, где указанная нагревающая жидкость районной сети теплоснабжения передает посредством теплообменного средства тепло, необходимое для нагрева вентиляционного воздуха, рабочей жидкости, циркулирующей в секции нагрева вентиляционного воздуха и передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание. Такое решение предполагает циркуляцию нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения сначала в теплообменнике секции обогрева внутреннего объема здания, а затем - в теплообменнике секции нагрева вентиляционного воздуха. Э тот вариант осуществления способа обеспечивает тот же эффект снижения температуры нагревающей жидкостное возвратной магистрали сети районного теплоснабжения примерно до 20 - 30°C. Преимущество данного варианта состоит в том, что рабочая жидкость всей секции обогрева внутреннего объема здания может быть простой водой, и только рабочая жидкость, циркулирующая в секции нагрева вентиляционного воздуха, должна быть незамерзающей, например, смесью воды с гликолем. Предпочтительно при использовании этого варианта способа дополнительно передавать тепло от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, посредством устройства регенерации тепла в секции нагрева вентиляционного воздуха, включающего в себя соединенные внутренним трубопроводом теплообменник подаваемого воздуха и теплообменник удаляемого воздуха, при этом поток рабочей жидкости, передающий тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, направляют в теплообменник подаваемого воздуха в указанном устройстве регенерации тепла, в котором указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание. Такое решение, как и в первом варианте способа, обеспечивает возможность направлять остывшую рабочую жидкость в теплообменник удаляемого воздуха, где ей возвращают часть тепла, отбирая его у воздуха, удаляемого из здания. При этом имеется возможность регулирования объема и направления потоков рабочей жидкости в холодной и горячей ветвях внутреннего трубопровода устройства регенерации тепла так, чтобы обеспечить заданную температуру воздуха, подаваемого в здание, с минимальными энергетическими затратами. Целесообразно и в этом случае поток рабочей жидкости, направляемый в теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла, выводить из устройства регенерации тепла перед направлением его в теплообменник удаляемого воздуха или после того, как он пройдет через теплообменник удаляемого воздуха. Таким решением можно добиться более эффективного снижения температуры нагревающей жидкости, возвращающейся в возвратную магистраль сети районного теплоснабжения. Оба указанных варианта способа обеспечивают решение поставленной задачи, т.е. эффект снижения температуры нагревающей жидкости в возвратной магистрали сети районного теплоснабжения примерно до 20 - 30°C без значительных экономических затрат. Другой целью настоящего изобретения является создание устройства, обеспечивающего реализацию способа, позволяющего снизить температуру возвратной воды в масштабах района до более низкой величины, чем это имеет место в известных устройства х без значительных дополнительных инвестиций. Эта задача решена тем, что предложено устройство для обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, содержащее теплообменное средство для передачи тепла от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоку рабочей жидкости в секции обогрева внутреннего объема здания и секции нагрева вентиляционного воздуха, в котором, согласно изобретению, теплообменное средство выполнено в виде теплообменника, причем указанный теплообменник, секция обогрева внутреннего объема здания и секция нагрева вентиляционного воздуха соединены последовательно общим циркуляционным трубопроводом для циркуляции потока рабочей жидкости от указанного теплообменника через секцию обогрева внутреннего объема здания и затем через секцию нагрева вентиляционного воздуха. Такое решение позволяет снизить температуру возвращающейся нагревающей жидкости в возвратной магистрали районной сети теплоснабжения до величины 20 - 30°C, что значительно ниже температуры 50°C, как это имеет место в известных устройства х, без значительных дополнительных инвестиций. Предпочтительно, чтобы указанное устройство для обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха содержало устройство регенерации тепла для передачи от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, которое включает в себя соединение внутренним трубопроводом теплообменник подаваемого воздуха и теплообменник удаляемого воздуха, и циркуляционный трубопровод для рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, причем указанный циркуляционный трубопровод подключен к устройству регенерации тепла с возможностью протекания потока рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, через теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла и его выводом из этого устройства перед или после прохождения им теплообменника удаляемого воздуха. Такая конструкция устройства обеспечивает возможность направлять остывшую рабочую жидкость в теплообменник удаляемого воздуха, где ей возвращают часть тепла, отбирая его у воздуха, удаляемого из здания. При этом имеется возможность регулирования объема и направления потоков рабочей жидкости в холодной и горячей ветвях внутреннего трубопровода устройства регенерации тепла так, чтобы обеспечить заданную температуру воздуха, подаваемого в здание, с минимальными энергетическими затратами. Целесообразно, чтобы устройство содержало нагревательную секцию для производства горячей водопроводной воды с теплообменником, причем теплообменник этой секции был включен параллельно с теплообменником секции нагрева вентиляционного воздуха. Такое решение устройства с включением теплообменника нагревательной секции для производства горячей воды не в секцию обогрева здания, а параллельно с теплообменником секции нагрева вентиляционного воздуха, позволяет обеспечить дополнительное снижение температуры возвращающейся нагревающей жидкости в возвратной магистрали районной сети теплоснабжения. Кроме того легко обеспечивать подачу горячей водопроводной воды в здании в теплое время года, когда обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха не требуе тся. Эта задача решена также тем, что, как вариант, предложенное устройство для обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, содержащее теплообменное средство для передачи тепла от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоком рабочей жидкости в секции обогрева внутреннего объема здания и секции нагрева вентиляционного воздуха, в котором, согласно изобретению, теплообменное средство содержит теплообменник, размещенный в секции обогрева внутреннего объема здания, и теплообменник, размещенный в секции нагрева вентиляционного воздуха, причем теплообменник секции обогрева внутреннего объема здания и теплообменник секции нагрева вентиляционного воздуха соединены последовательно общим циркуляционным трубопроводом для протекания потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения из подводящей магистрали сети районного теплоснабжения сначала в теплообменник секции обогрева внутреннего объема здания, а затем в теплообменник секции нагрева вентиляционного воздуха. Такое решение также позволяет снизить температуру возвращающейся нагревающей жидкости в возвратной магистрали районной сети теплоснабжения до величины 20 - 30°C, что значительно ниже температуры 50°C, как это имеет место в известных устройства х, но еще более экономично, чем вышеуказанный вариант, так в данном случае рабочей жидкостью в секции обогрева внутреннего объема здания может быть простая вода и только в секции нагрева вентиляционного воздуха может иметь место необходимость использования незамерзающей жидкости. Предпочтительно, чтобы и в этом варианте устройство для обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха содержало устройство регенерации тепла для передачи от воздуха, удаляемого из здания, воздуху, подаваемому в здание, которое включает в себя соединенные внутренним трубопроводом теплообменник подаваемого воздуха и теплообменник удаляемого воздуха, и циркуляционный трубопровод для рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, причем указанный циркуляционный трубопровод подключен к устройству регенерации тепла с возможностью протекания потока рабочей жидкости, передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, через теплообменник подаваемого воздуха устройства регенерации тепла и его выводом из этого устройства перед или после прохождения им теплообменника удаляемого воздуха. Такая конструкция устройства обеспечивает возможность направлять остывшую рабочую жидкость в теплообменник удаляемого воздуха, где ей возвращают часть тепла, отбирая его у воздуха, удаляемого из здания. При этом имеется возможность регулирования объема и направления потоков рабочей жидкости в холодной и горячей ветвях внутреннего трубопровода устройства регенерации тепла так, чтобы обеспечить заданную температуру воздуха, подаваемого в здание, с минимальными энергетическими затратами. Целесообразно, чтобы и в этом варианте устройство содержало нагревательную секцию для производства горячей водопроводной воды с теплообменником, причем теплообменник этой секции был включен параллельно с теплообменником секции нагрева вентиляционного воздуха. Такое решение устройства с включением теплообменника нагревательной секции для производства горячей воды не в секцию обогрева здания, а параллельно с теплообменником секции нагрева вентиляционного воздуха, позволяет обеспечить дополнительное снижение температуры возвращающейся нагревающей жидкости в возвратной магистрали районной сети теплоснабжения. На фиг.1 показана упрощенная схема первого варианта устройства согласно настоящему изобретению; на фиг.2 - второй вариант устройства также в виде функциональной схемы; на фиг.3 модификация второго варианта устройства, показанного на фиг.2; на фиг.4 - секция обогрева внутреннего объема здания устройства, показанного на фиг.2, может быть разделена на подсекции; на фиг.5 теплообменник нагревательной ветви горячей водопроводной воды, управляющий клапан и шунтирующий клапан. Лучший вариант осуществления изобретения. Способ обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, согласно изобретению, заключается в том, что передают тепло посредством теплообменных средств от потока нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения потоку рабочей жидкости, циркулирующей в секциях обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха. Для снижения температуры нагревающей жидкости, возвращающейся в районную теплосеть, в первом варианте изобретения поток рабочей жидкости, циркулирующей в секциях обогрева внутреннего объема здания и нагрева вентиляционного воздуха, направляют последовательно сначала в секцию обогрева внутреннего объема здания, где указанная рабочая жидкость передает тепло, необходимое для обогрева здания, и затем в секцию нагрева вентиляционного воздуха, где указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание. В секции нагрева вентиляционного воздуха, использующей известное устройство регенерации тепла, поток рабочей жидкости, передающий тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание, направляют в теплообменник подаваемого воздуха в указанном устройстве регенерации тепла, в котором указанная рабочая жидкость передает тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание. Остывшую рабочую жидкость направляют в теплообменник удаляемого воздуха, где возвращают ей часть тепла, отбирая его у воздуха, удаляемого из здания. При этом регулируют объем и направление потоков рабочей жидкости в холодной и горячей ветвях вн утреннего трубопровода устройства регенерации тепла так, чтобы обеспечить заданную температур у воздуха, подаваемого в здание, с минимальными энергетическими затратами. При использовании описанного выше варианта способа, согласно изобретению, температура рабочей жидкости на выходе из секции обогрева здания снижается от 70 - 90°C примерно до 40°C. Возврат этой рабочей жидкости сразу в теплообменное средство районной сети теплоснабжения, как это осуществляют в предшествующем уровне те хники, может понизить температуру нагревающей жидкости в возвратной магистрали сети районного теплоснабжения только примерно до 50°C. В отличие от предшествующе го уровня техники, последовательная подача частично остывшей рабочей жидкости в секцию нагрева вентиляционного воздуха снижает температуру нагревающей жидкости в возвратной магистрали сети районного теплоснабжения до 20 - 30°C. Благодаря этому производительность сети районного теплоснабжения повышается примерно на 50%, что эквивалентно снижению затрат примерно на 35%. Производительность наносных установок при этом снижается примерно на 30 - 35%, а потери тепла - до половины потерь в существующих системах. Кроме того, упрощается управление сетью при малых нагрузках. В другом варианте способа согласно изобретению для снижения температуры нагревающей жидкости, возвращающейся в районную теплосеть, поток нагревающей жидкости районной сети теплоснабжения, направляют последовательно а секцию обогрева внутреннего объема здания, где указанная нагревающая жидкость районной сети теплоснабжения передает посредством теплообменного средства тепло, необходимое для обогрева здания, рабочей жидкости, циркулирующей в этой секции, а затем - в секцию нагрева вентиляционного воздуха, где указанная нагревающая жидкость районной сети теплоснабжения передает посредством теплообменного средства тепло, необходимое для нагрева вентиляционного воздуха, рабочей жидкости, циркулирующей в этой секции и передающей тепло вентиляционному воздуху, подаваемому в здание. Устройство для обогрева внутреннего объема здания, согласно изобретению, включает (фиг.1) подводящую магистраль 1 районной сети теплоснабжения, возвратную магистраль 2 районной сети теплоснабжения, секцию 3 обогрева здания (обозначена пунктиром) для обогрева внутреннего объема здания и секцию 4 (обозначена пунктиром)нагрева вентиляционного воздуха. Магистрали 1 и 2 соединены первичным трубопроводом 5 основного теплообменника, 6, а секции 3 и 4 соединены последовательно циркуляционным трубопроводом 7 для циркуляции рабочей жидкости, который подключен с двух сторон ко вторичной ветви основного теплообменника 6. В секции 3 к циркуляционному трубопроводу 7 обычным образом через регулируемые вентили 8 подключены параллельно такие устройства 9 обогрева как радиаторы, нагреватель водопроводной воды и т.п. В циркуляционный трубопровод 6 включен насос 10, с помощью которого осуществляется циркуляция рабочей жидкости. Секция 4 в основном соответствует устройству 4 регенерации тепла, описанному в финской заявке на патент №915511, которое служит для передачи тепла от воздуха B, удаляемого из здания, воздуху A, подаваемому в здание. Ссылка на упомянутую выше заявку касается именно работы такого устройства. Здесь воздуховод 11 предназначен для подаваемого воздуха A, а воздуховод 12 отработанного воздуха предназначен для отработанного воздуха B, удаляемого из здания. Подводящий трубопровод 13 соединяет циркуляционный трубопровод 7 со входом 14 рабочей жидкости в секцию 4 и далее - с теплообменником 15 подаваемого воздуха упомянутой системы регенерации тепла, соединенным с воздуховодом 11 подаваемого воздуха. Теплообменник 15 подаваемого воздуха соединен внутренним трубопроводом (16, 23) системы регенерации тепла, холодная ветвь 16 которого содержит насос 17, с теплообменником 18 удаляемого воздуха, соединенным с воздуховодом 12 удаляемого воздуха. После насоса 17 холодная ветвь 16 внутреннего трубопровода посредством возвратного трубопровода 19 подключена к циркуляционному тр убопроводу 7. Поскольку потоки рабочей жидкости в секциях 3 и 4 разделены, в настоящем устройстве предусмотрен перепускной трубопровод 20, позволяющий пропускать по меньшей мере часть рабочей жидкости в обход секции 4. Регулируемые тройные вентили 21 и 22, установленные на входе рабочей жидкости и горячей ветви устройства регенерации тепла в теплообменник 15 подаваемого воздуха и на холодной ветви 16 внутреннего трубопровода устройства регенерации тепла между теплообменником 15 подаваемого воздуха и насосом 13, служат для управления величиной и направлением потоков рабочей жидкости через теплообменники 15 и 18 в холодной 16 и горячей 23 ветвях циркуляционного трубопровода. Устройство по данному варианту настоящего изобретения работает следующим образом. Нагревающая жидкость из подводящей магистрали 1 районной сети теплоснабжения, температура которой обычно составляет около 90 - 110°C, протекает по трубопроводу 5 через теплообменник 6 и далее - в возвратную магистраль 2. Рабочую жидкость, циркулирующую в циркуляционном трубопроводе 7 и нагревающуюся в теплообменнике 6 до температуры около 70 - 90°C, подают в секцию 3 обогрева здания и нагрева водопроводной воды, а затем через насос 10 и подводящий трубопровод 13 в теплообменник 15 подаваемого воздуха устройства регенерации тепла, где частично остывшая после прохождения секции 3 рабочая жидкость передает тепло подаваемому воздуху A, проходящему по воздуховоду 11 через теплообменник 15. Часть тепла возвращается рабочей жидкости в теплообменнике 18, передающем рабочей жидкости тепло от удаляемого воздуха B, проходящего по воздухо воду 12 через теплообменник 18 удаляемого воздуха. Если предположить, что температура воздуха A на входе составляет -25°C, то температура в холодной ветви 16 внутреннего трубопровода падает примерно до 15°C. Это, естественно, требует применения в качестве рабочей жидкости незамерзающей жидкости, например, смеси воды и гликоля, во всей этой системе. Если на выходе секции 4 (в возвратном трубопроводе 19) температура рабочей жидкости падает ниже 0°C, то температура возвращающейся нагревающей жидкости в возвратной магистрали 2 районной сети теплоснабжения упадет примерно до 20 - 30°C, в результате чего дости гаются упомянутые выше преимущества настоящего изобретения. Посредством тройных вентилей 21 и 22 регулируют потоки рабочей жидкости в холодной и горячей ветвях внутреннего трубопровода устройства регенерации тепла и объем рабочей жидкости, циркулирующий в устройстве регенерации тепла и возвращающийся в циркуляционный трубопровод 7, с целью достижения оптимальных температурных параметров при минимальных энергетических затратах. Принимая во внимание баланс системы регенерации тепла, в некоторых случаях бывает целесообразно подключить возвратный трубопровод 19 к горячей ветви 23 внутреннего трубопровода системы регенерации тепла, например, после выхода рабочей жидкости из теплообменника 18, где температура рабочей жидкости составляет, например, 20°C. В результате рабочая жидкость, возвращающаяся в возвратную магистраль 2 сети районного теплоснабжения будет иметь температуру примерно 30°C. Этот вариант показан на фиг.1 и 2 штри хпунктирной линией. На фиг.2 показан второй вариант устройства согласно настоящему изобретению, в котором теплообменное средство содержит теплообменник 24, размещенный в секции 3 обогрева внутреннего объема здания, и теплообменник 25, размещенный в секции 4 нагрева вентиляционного воздухе. Здесь каждая из секций 3 и 4 имеет отдельный циркуляционный трубопровод 26 и 27, соответственно. Теплообменники 24 и 25 включены между подводящей магистралью 1 и возвратной магистралью 2 районной сети теплоснабжения последовательно посредством трубопроводов 5 и 28, между которыми расположен тройной вентиль 29. Циркуляция рабочей жидкости в циркуляционных трубопроводах 26 и 27 осуществляется посредством насосов 10 и 30, соответственно. Между тр убопроводом 28 и теплообменником 25 смонтирован регулируемый тройной вентиль 31 для управления соотношением потоков нагревающей жидкости, поступающей в теплообменник 25 и возвращающейся в возвратную магистраль 2. Устройство по данному варианту настоящего изобретения работает следующим образом. Нагревающую жидкость из подводящей магистрали 1 районной сети теплоснабжения, температура которой обычно составляет около 90 - 110°C, подают сначала по трубопроводу 5 через вентиль 29 в теплообменник 24, в котором она отдает часть тепла рабочей жидкости секции 3 обогрева здания и остывает до примерно 50°C. Затем по трубопроводу 28 насосом 30 через вентиль 31 ее подают в теплообменник 25 секции 4 подогрева вентиляционного воздуха, подаваемого в здание. Эта секция, как в первом варианте настоящего изобретения, представляет собой в основном известное устройство регенерации тепла, принцип работы которого описан выше. Остывшую в теплообменнике 25 до температуры 20 - 30°C нагревающую жидкость возвращают далее в возвратную магистраль 2. Преимущество данного варианта состоит в том, что рабочая жидкость всей секции 3 обогрева здания может быть простой водой, и только рабочая жидкость, циркулирующая во внутреннем трубопроводе 16, 23 и во вторичной ветви теплообменника 25, должна быть незамерзающей, например, смесью воды с гликолем. К воде не предъявляется тех специальных требований, как к смеси воды и гликоля, а потому вариант устройства, показанный на фиг.2, не так дорог, как вариант, показанный на фиг.1. Кроме того, раздельные секции 3 и 4 могут быть более простыми в управлении, чем в варианте, показанном на фиг.1, имеющем общий циркуляционный трубопровод 5. На фиг.3 представлена функциональная схема (фрагмент) варианта устройства, в котором каждый из теплообменников 24 и 25 (фиг.2) снабжен отдельным насосом для циркулирующей воды 32, в результате чего использование воды от районной магистрали сводится к минимуму и/или устройство может быть более простым в управлении. На фиг.4 показано, как нагревательная секция 3 (фиг.2) может быть разделена на подсекции. В данном варианте подсекции включаются параллельно и имеют общий теплообменник 24. Возможен также вариант, когда каждая из подсекций имеет отдельный теплообменник, а сами подсекции могут быть включены последовательно. Такой вариант имеет свои преимущества, особенно если одна из подсекций используется для производства горячей водопроводной воды. Количество таких подсекций может быть более двух. Теплообменник для горячей водопроводной воды может быть включен последовательно с устройствами 9 обогрева здания и параллельно с теплообменником 25 секции 4 нагрева вентиляционного воздуха, если одновременно требуется отопление, вентиляция и горячая водопроводная вода. На фиг.5 показан теплообменник 32 нагревательной ветви горячей воды, управляющий клапан 33 и шунтирующий клапан 34. Горячая водопроводная вода потребляется периодически и она бывает нужна даже летом, когда не требуется ни обогрева здания, ни подогрева вентиляционного воздуха. В соответствии с настоящим изобретением, температура возвратной воды в нагревательной системе обычно может быть значительно снижена посредством вентиляции. Поэтому весьма целесообразно предусмотреть отдельную секцию для производства горячей водопроводной воды, которая подключалась бы непосредственно к районной сети теплоснабжения и была бы рассчитана на работу с возвратной жидкостью низкой температуры. Выше были описаны лишь отдельные варианты, которые никак не ограничивают сущность и объем настоящего изобретения. Функциональные схемы были значительно упрощены путем устранения деталей и операций, не имеющих принципиального значения, для более четкого понимания основной идеи изобретения. Нагревательная секция 4 может быть разделена таким же образом, как и секция 3, показанная на фиг.4, с тем, чтобы такие операции, как подогрев воздуха и регенерация тепла могли выполняться отдельными подсекциями, если это желательно. Нагревающей жидкостью в районной сети теплоснабжения может служить вода или другая горячая жидкость, производимая любой установкой, например, бройлером обогреваемого здания.
ДивитисяДодаткова інформація
МПК / Мітки
Мітки: пристрій, обігрівання, об'єму, внутрішнього, нагрівання, варіанти, повітря, спосіб, здійснення, будинку, вентиляційного
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-25830-sposib-obigrivannya-vnutrishnogo-obehmu-budinku-i-nagrivannya-ventilyacijjnogo-povitrya-varianti-i-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya-varianti.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб обігрівання внутрішнього об’єму будинку і нагрівання вентиляційного повітря (варіанти) і пристрій для його здійснення (варіанти)</a>
Попередній патент: Шестеренна гідромашина
Наступний патент: Прес для віджимання рослинних олій
Випадковий патент: Застосування альтану як речовини з протипроменевими властивостями