Комбинированная ветроустановка для производства тепла

 

КОМБИНИРОВАННАЯ ВЕТРО- УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛА, содержащая ветроколесо с генератором, электрически связанным с полупроводниковым тепловым насосом, в гидравлических камерах которого расположены холодные и горячие спаи, и солнечный нагреватель, причем вход гидравлической камеры с холодными спаями соединен с входом и выходом солнечного нагревателя, связанного с потребителем тепла, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности теплоснабжения, ветроустановка снабжена системой отопления, баком с размещенным в нем \Г-образным трубопроводом, и установленными в трубопроводе насосом и турбиной, гидравлически связанными между собой, причем насос механически соединен с ветроколесом, турбина — с генератором, а выход солнечного нагревателя соединен с потребителем тепла через бак, вход последнего подсоединен к гидравлической камере с горячими спаями, вход и выход которой связаны с системой отопления.(Л^CD СО Oi СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Э(59,,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3452374/24-06 (22) 11.06.82 (46) 15.03.84. Бюл. № 10 (72) В. А. Попов (53) 662.997 (088.8) (56) 1. Заявка ФРГ № 2647741, кл. F 24 J 3/04, опублик. 1977.

2. Авторское свидетельство СССР № 846936, кл. F 24 J 3/02, 1981. (54) (57) КОМБИНИРОВАННАЯ ВЕТРОУСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛА, содержащая ветроколесо с генератором, электрически связанным с полупроводниковым тепловым насосом, в гидравлических камерах которого расположены холодные и горячие спаи, и солнечный нагреватель, приÄÄSUÄÄ 1079965 A чем вход гидравлической камеры с холодными спаями соединен с входом и выходом солнечного нагревателя, связанного с потребителем тепла, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности теплоснабжения, ветроустановка снабжена системой отопления, баком с размещенным в нем ц-образным трубопроводом, и установленными в трубопроводе насосом и турбиной, гидравлически связанными между собой, причем насос механически соединен с ветроколесом, турбина — с генератором, а выход солнечного нагревателя соединен с потребителем тепла через бак, вход последнего подсоединен к гидравлической камере с горячими спаями, вход и выход которой связаны с системой отопления.

1079965

Изобретение относится к ветроэнергетике, гелиотехнике и может быть использовано для теплоснабжения, охлаждения и электроснабжения отдельных зданий, расположенных в местностях с интенсивными ветровым режимом и солнечной радиацией.

Известна ветроустановка для производства тепла, содержащая ветродвигатель с вертикальным валом, в нижней части которого закреплен винт насоса, расположенный в баке с водой. Для циркуляции нагретой воды к баку подключена замкнутая система трубопроводов (lj.

Однако данная установка не обеспечивает потребителей электроэнергией и не использует энергию солнечного нагревателя.

Наиболее близкой к предлагаемой является комбинированная ветроустановка для производства тепла, содержащая ветроколесо с генератором, электрически связанным с полупроводниковым тепловым насосом, в гидравлических камерах которого расположены холодные и горячие спаи, и солнечный нагреватель, причем вход гидравлической камеры с холодными спаями соединен с входом и выходом солнечного нагревателя, связанным с потребителем тепла (2).

Однако указанная ветроустановка имеет большие потери телла в трасмиссии ветродвигателя, ее тепловой насос работает не в оптимальном режиме с низким КПД, в летнее время ветроустановка не охлаждает воду, что снижает надежность обеспечения петребителей.

Цель изобретения — повышение надежности теплоснабжения.

Поставленная цель достигается тем, что комбинированная ветроустановка для производства тепла, содержащая ветроколесо с генератором, электрически связанным с полупроводниковым тепловым насосом, в гидравлических камерах которого расположены холодные и горячие спаи, и солнечный нагреватель, причем вход гидравлической камеры с холодными спаями соединен с входом и выходом сол неч ного нагревателя, связанного с потребителем тепла, снабжена системой отопления, баком с размещенным в нем V-образным трубопроводом, и установленными в трубопроводе насосом и турбиной, гидравлически связанными между собой, причем насос механически соединен с ветроколесом, а турбина — с генератором, а выход солнечного нагревателя соединен с потребителем телла через бак, вход последнего связан с гидравлической камерой с горячими спаями, вход и выход которой связаны с системой отопления.

На чертеже изображена схема вестроуста новки.

Комбинированная ветроустановка для производства тепла содержит ветроколесо

1 с генератором 2, электрически связанным с полупроводниковым тепловым насосом 3, в гидравлических камерах 4 и 5 которого

Зо

55 расположены холодные и горячие спаи, и солнечный нагреватель 6, причем вход гидравлической камеры 4 с холодными спаями соединен с входом и выходом солнечного нагревателя 6, связанного с потребителем

7 телла.

Установка снабжена системой 8 отопления, баком 9 с размещенным в нем V-образным трубопроводом 10, и установленными в трубопроводе 10 насосом 11 и турбиной 12, гидравлически связанными между собой, причем насос 11 механически соединен с ветроколесом 1, а турбина 12 — с генератором 2, и выход солнечного нагревателя 6 соединен с потребителем 7 тепла через бак 9, вход последнего связан с гидравлической камерой 5 с горячими спаями, вход и выход которой связан с системой 8 отопления.

Кроме того, генератор 2 соединен с насосом 3 электрокабелем 13, с дополнительным потребителем энергии (на чертеже не показан) — кабелем 14, а с подогревателем

15 воды — кабелем 16. Солнечный нагреватель 6 с баком 9 соединен трубопроводом 17.

К насосу подсоединена скважина 18, водопровод 19. Два циркуляционных насоса 20 и 21 подключены к гидравлическим камерам4и5.

Для хранения горячей воды служит бак

22, а холодной — бак 23. Все оборудование соединено трубопроводами с задвижками или вентилями. Насос 20 соединен с нагревателем 6 трубопроводом 24. Насосы 3 и 21 соединены с системой отопления 8 трубопроводами 25, 26 и 27. Трубопровод 25 соединен с трубопроводом 17 дополнительвым трубопроводом 28. К баку 23 подключены трубопроводы 29, 30, 31 и 32. Потребитель тепла 7 связан трубопроводом 33 с поглощающим колодцем 34. Трубопроводы

32 и 33 дполнительно подключены к теплообменнику на бытовых стоках 35.

Работа ветроустановки происходит следующим образом.

При наличии ветра ветроколесо 1 вращает насос 11. По трубопроводу 10 начинает циркулировать вода и вращать турбину 12.

Генератор 2, соединенный с турбиной 12, вырабатывает ток и подает его по кабелям

13, !4 и 16 потребителям. Вода в баке 9 нагревается до 60 С и подается в бак 22, а затем потребителям 7 (например, на бытовые нужды) . Остатки горячей воды по трубопроводу 33 сбрасываются в колодец

34. При слабом ветре вода подогревается от генератора 2 подогревателем 15.

В зимнее время тепловой насос 3 получает энергию от генератора 2 и подает теплую воду по трубопроводу 25 в систему 8 отопления здания, а циркуляцию воды в этой системе обеспечивает насос 21. При сильном ветре избыточное тепло по трубе

28 подается через бак 9 потребителю 7, 1079965

Составитель В. Мосалев

Техред И. Верес Корректор О. Билак

Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Авраменко

Заказ 1316/40 а из водопровода 19 поступает холодная вода при 2 — 5 С на покрытие потерь воды у потребителя 7.

При отсутствии ветра энергия в здание поступает из районной сети. Для обогрева холодных спаев теплового насоса 3 днем служит тепло, получаемое в солнечном нагревателе 6, а ночью и в пасмурную погоду служит тепло из скважины 18. При этом вода подается насосом 20 и остуженная до

2 С в камере 4 сбрасывается в поглощающий колодец 34.

Более холодная вода из водопровода 19 подогревается в теплообменнике 35 и накапливается в баке 23, откуда насосом 20 подается в нагреватель 6 по трубопроводу

24. При избытке тепла в системе 8 горячая вода по трубопроводу 28 подается в бак 9 и далее на бытовые нужды. В солнечную погоду избыток теплой воды может быть сброшен по трубопроводу 30 в бак 23.

В летнее время спаи теплового насоса 3 20 переключены для работы на охлаждение, насос 20 подает. воду из скважины 18 в тепловой насос 3, а вода, нагретая до 2025 С, сбрасывается в поглощающий колодец 34. Насос 21 прогоняет воду через насос 3 и систему 8, по которой таким образом начинает циркулировать холодная вода, осуществляя охлаждение в жаркое время года. Вода для горячего водоснабжения потребителей 7 поступает из водопровода

19 через нагреватель 6 в бак 22.

Эффективность ветроустановки заключается в том, что потребитель в любое время года надежно обеспечен энергией, которую вырабатывает ветродвигатель, солнечный нагреватель, подает районная электросеть, а тепловой насос служит для отопления и охлаждения, что существенно повышает КПД ветроустановки. Эффективность установки увеличивается еще и в связи с тем, что она использует четыре источника тепла низкого потенциала: солнечный нагреватель, скважину, водопровод и теплообменник на стоках.