Установка солнечного теплохладоснабжения

 

Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано при теплохладоснабжении объектов различного назначения в южных районах страны при наличии подземных водоносных горизонтов, залегающих на небольших глубинах. Цель изобретения - сокращение количества скважин и повышение эффективности использования теплового насоса, Установка солнечного теплохладоснабжения содержит а кумулятор 3 теплоты в подземном водоносном горизонте, подключенный через подъемные 4 и нагнетательные 5 скважины к испарителю теплового насоса (ТН) 2 и солнечным коллекторгм (СК) 1, систему 6 отопления, связанную с конденсатором ; ТН 2, систему 7 охлаждения, подключенную через скважины 4 и 5 к аккумулятору 3, причем установка оборудована основным 8 и вспомогательным 9 баками-аккумуляторами (Б-А), в которые встроены теплообменники 10 и 11, подключенные к СК 1. Кроме того, Б-А 8 и 9 соединены с ТН 2 и между собой, а также связаны с аккумулятором 3. Наличие Б-А 8 и 9, связанных определенным образом с ТН 2, СК 1 и аккумулятором 3, позволяет использовать ТН 2 в часы провалов графиков электрической нагрузки, например в ночные часы как в режиме отопления, так и в режиме охлаждения. 1 ил. сл с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51> s F 24 J 2/42

ГОсудАРстВенный кОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)4675567! 06 (22) 10.04.89 (46) 30.03.91. Бюл. N. 12 (71) Институт высоких температур АН СССР (72) П.Н.Ригер, А.Г.Мозговой, В.Э.Кузьминых, В,Н.Колесников, M,А.Ширинян, lO,И.Глазунов и М.P.Ñàòaíoâcêèé (53) 697.992(088.8) (56) Boysen А, Chat V.G. Central solar heating

plants with seasohal storage. Summary report

of phases 1and .ll of the international energy

agency. — Stochhoirn. Sweden: Swedish

Council for Building Research, 1986, р. 48. (54) УСТАНОВКА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОХЛАДОСНАБЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано при теплохладоснабжении объектов различного назначения в южных районах страны при наличии подземных водоносных горизонтов, залегающих на небольших глубинах, Цель изобретения — сокращение количества скважин и

„„59„„1638487 Al повышение эффективности использования теплового насоса, Установка солнечного теплохладоснабжения содержит аккумулятор 3 теплоты в подземном водоносном горизонте, подключенный через подъемные

4 и нагнетательные 5 скважины к испарителю теплового насоса (ТН) 2 и солнечным коллекторам (СК) 1, систему 6 отопления, связанную с конденсатором ТН 2, систему 7 охлаждения, подключенную через скважины 4 и 5 к аккумулятору 3, причем установка оборудована основным 8 и вспомогательным 9 баками-аккумуляторами (Б — А), в которые встроены теплообменники 10 и 11, подключенные к СК 1. Кроме того, Б — А 8 и 9 соединены с ТН 2 и между собой, а также связаны с аккумулятором 3. Наличие Б-А 8 и 9, связанных определенным образом с ТН

2, СК 1 и аккумулятором 3, позволяет использовать ТН 2 в часы провалов графиков электрической нагрузки, например в ночные часы как в режиме отопления, так и в режиме охлаждения. 1 ил.

1638487

20

45

55

Изобретение относится к использованию солнечной энергии и тепла подземных аккумуляторов в системах теплохладаснабжения зданий, Цель изобретения — сокращение количества скважин и повышение эффективности использования теплового насоса.

На чертеже показана установка солнечного теплохладоснабжения. .Установка содержи связанные между собой солнечные коллекторы 1, тепловой насос 2, аккумулятор 3 тепла в подземном водоносном горизонте с подъемными 4 и нагнетательными 5 скважинами и системы

6 и 7 отопления и охлаждения. Установка дополнительно содержит основной 8 и вспомогательный 9 баки-аккумуляторы с встроенными теплоабменниками 10 и 11, подключенными к солнечным коллекторам

1. При этом основной бак-аккумулятор 8 первым входом и выходом соединен с системой 6 отопления и первым выходом дополнительно — с нагнетательными скважинами 5, а вторыми входом и выходом— с конденсатором теплового насоса 2, »спаритель которого соединен с первыми входом и выходом вспомогательного бака-аккумулятора 9, Вторые вход и выход последнего подключены к системе 7 охлаждения, При этом первый выход и второй вход вспомогательного бака-аккумулятора 9 до. полнительно соединены с вторым входом основного бака-аккумулятора 8. Подъемные скважины 4 подключены к первому выходу вспомогательного бака-аккумулятора 9, к испарителю и конденсатору теплового насоса 2 и второму выходу основного бака-аккумулятора, а последний подключен к нагнетательным скважинам, На линиях соединения установлены насосы 12 — 17 и регулирующие задвижки 18—

32.

Установка работает следующим образом, При достаточной интенсивности солнечной радиации нагретый теплоноситель солнечного контура из коллектора 1 через задвижку 18 поступает в теплообменник 10, где отдает теплоту воде в баке-аккумуляторе 8, после чего насосом 16 возвращается в коллектор 1. Нагретая до 35-40 С вода из первого выхода бака-аккумулятора 8 через задвижку 22 поступает в систему 6 отопления. после которой насосом 15 возвращается в бак-аккумулятор S через первый вход. В этом режиме насосы 12, 13, 14 и 17 не работа от, а задвижки 19 — 21 и 23 — 32 закрыты. Этот режим приходится B основном на начало и конец отопительного периода.

При недостаточной интенсивности солнечной радиации, когда не обеспечивается необходимая температура воды в баке-аккумуляторе 8, теплоноситель из коллекторов 1 подается в теплообменник 11, где отдает теплоту воде в баке-аккумуляторе 9 и затем через задвижку 26 насосом 16 подается в коллекторы 1, Нагретая до 23-28 С вода из первого выхода бака-аккумулятора 9 подается в испаритель теплового насоса 2, где охлаждается и насосом 12 через задвижку 23 подается в бак-аккумулятор 9 через первый вход, Нагретая в конденсаторе до 40 — 45 С вода подается во второй вход бака-аккумулятора 8 и затем охлажденная из второго выхода бака-аккумулятора 8 через задвижки

24 и 25 насосом 13 возвращается в конденсатор теплового насоса 2, В этом режиме насосы 14 и 17 не работают, а задвижки

18-21 и 27 — 32 закрыты, Система 6 отопления функционирует так же, как и в прежнем режиме.

В отсутствие солнечной радиации атonление осуществляется от аккумулятора 3 теплоты в подземном водоносном горизонте, Из заряженного аккумулятора 3 вода с температурой 35 — 40 С через скважины 4, насосам 17, задвижки 27 и 20 подается через второй вход в бак-аккумулятора 8. Охлажденная до 25-30 С вода из второго выхода бака-аккумулятора 8 через задвижки

25, 29 и 31 подается в аккумулятор 3 через нагнетательные скважины 5. В этом режиме аккумулятор 3 разряжается, а насосы 12, 13, 14, 16 не работают и задви>кки 18, 19, 21, 23, 24, 26, 28, 30, 32 закрыты. Система 6 отопления функционирует аналогично прежним режимам, При отсутствии солнечной радиации и недостаточной температуре воды из аккумулятора 3 для обеспечения отопления установка функционирует следующим образом.

Вода температурой 10 — 28 С из аккумулятора 3 через скважины 4, насосом 17, через задвижку 27 подается в испаритель теплавога насоса 2, после которого через задвижки 28 и 31 и скважину 5 направляется в аккумуляторе 3. Нагретая в конденсаторе теплового насоса 2 до 40 — 45 С вода подается во второй вход бака-аккумулятора 8, после которого охлажденная через задви>кки

24 и 25 насосом 13 подается из второго выхода бака-аккумулятора 8 на конденсатор тепловога насоса 2, Б этом режиме насосы

12, 14, 16 не работают, задвижки 18 — 21 и 23, 26, 30, 32 закрыты, а отопление осуществляется так же, как и в прежних режимах, К

1638487 концу отопительного периода аккумулягср

3 полностью разря>кается и его температур становится порядка 10--12 С, В летний период времени установка работает на охлаждение и одновременна на зарядку аккумулятора 3, В начале летнего периода охлаждение происходит непосредственно от аккумулятора 3, Холодная вода температурой 10-12 С из скважины 4 насосам 17 через задвижку 27 подается через первый выход в бак-аккумулятор 9, откуда через второй выход насосом 14 — в систему

7 охлаждения, В системе 7 вода нагревается да

20 — 22 С и затем через задвижку 21 подается во второй вход бзка-аккумулятора 8, где сна догревается за счет солнечной энергии до 40 — 50 С, Догретая вода из второго выхода бака-аккумулятора 8 через задвижки 25, 29, 31 и скважину 5 подается в аккумулятор

3. В этом ре>к«ме нагретый теплонсситель из коллекторов 1 подается через задвижку

18 в теплообменник 10, из которого насосом

1б возвращается в коллекторы !.

В этом ре>к«ме аккумулятор 3 заряжается эа счет теплоты, отобранной у о;,— лаждаемых помещений и от солнечных коллекторов 1. Насоссы 12, 13, 15 не рабата от, а задвижки 19 «28, 30 «32 закрыты.

При повышении температуры в аккумуляторе 3 охлаждение осушествляется с помощью теплового насоса 2 в следующем режиме. Вода температурой 20 — 30 С из аккумулятора 3 через скважины 4 нэсосом 17 и 13 через задвижки 30, 29, 24 подается в конде сатор теплового насоса 2, где ее температура повышается на 5 — 10 С. Из конденсатора теплового насоса 2 вода падве, ся во второй вход бака-аккумулятора

8, где нз догревается за счет солнечной энергии да 40 — 50 С. Догретая вода из первого в...хода бака-аккумулятора 8 через задвижку 32 и скважины 5 подается в аккум лятор 3. Бак-аккумулятор 9 в это время слу;кит накопителем холодной воды, Вода из первого выхода бака-аккумулятора 9 подается в испаритель теплового насоса 2, Охлэ>кденная в «спарителе до 10 — 12 С вода направляется vacoco»I 12 через задвижку 23 в первый вход бака-аккумулятора 9.

Из бака-аккумулятора 9 холодная вода через второй выход насосом 14 подается в систему 7 охлаждения, попе которой отепленная поступает через задвижку 19 ва второй вход бака-аккумулятора 9. В этом режиме насос 15 не работает, а задвижки

20 — 22, 25 — 28, 31 закрыты. Солнечные кол° лекторы 1 как и в предыдущем ре>киме работают на теплообменник 10 бака-акку(10 теплообменник .0, после которого насосом

20 16 во"â,ð" ùàåòñÿ в коллектор 1. В этом ре25

30 >5

55 муля гара 9, Б этом ре.киме аккумулятор 3 заряжается за счет теплоты, отобранной у конденсатора теплового насоса 2 «ст солнечных коллекторов 1. При эт".:м вся тепловая энергия, полученная о; теплового насоса а, полезно используется.

В отсутствие нагрузки на DToëëåí«0 и охлаждение установка функционирует следующим образом.

Вода из аккумулятора 3 через скважины

4 насосом 17 подается через задви>кки 30, 29 и 25 во второй выход бака-аккумулятора

8, где догревается за счет солне ной энергии до 40-50ОС, Нагретая вода «3 первого выходя бака аккумулятора 8 через задг,ижку 32 ; скважины 5 напаавляется.в аккумулягос 3, Нагретый теплîíîcèтель иэ коллекторов 1 пгдается через зэдвиж I8 в

>к«ме тепловой насос 2, насосы 12 — 15 не работают и задвижки 19-24, 2б-28. 31 закрыты.

В предлагаемой установке для обеспечения режима охлаждения нет необходимости в дополнительном нижнем подземном водоносном горизонте, в сьязи с чем сокращается ксличество скважин. Нэли гие баков-аккумулятосов 8 и 9 позволяет использовать тепловой насос 2 в часы провалов графиков э —ек:т-рической нагрузки (например, в ночные часы) как в режиме отопления, тэк и в режиме охлаждения, что

IloBbIlUBeT эффективность использования теплового насоса.

Формула изобретения

Установка солнечного теплохладоснабжения, содерж" ùàÿ связанные между собой солнечные коллекторы, тепловой насос, аккумулятор тепла в подземном водоносном горизонте с подьемными «нагнетательными скважинами и системы отопления и охлаждения, э также насосы и регулирующую арматуру, отличающаяся тем, что, с целью сокращения количества скважин и повышения эффективности использования теплового насоса, установка дополнительно содержит основной и вспомогательный баки-аккумуляторы с встроенными теплообменникам«, подключенными к солнечным коллекторам, пр«этом основной бак-аккумулятор первыми входом и выходом соединен с системой отопления и первым выходом дополнительно — = нагнетательными скважинами, а вторыми входом и выхог дом ссед«нен с конденсатором теплового насоса, испаритель которого соединен с первыми входом и выходом вспомогательного бака-аккумулятора, вторые вход и выход которого п,-.дключены к системе

1638487

Составитель А. Смирнова

Техред М.Моргентал Корректор С. Шекмар

Редактор И. Касарда

Заказ 917 Тираж 399 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 охлаждения, при этом первый выход и второй вход вспомогательного бака-аккумулятора дополнигельно соединены. с вторым входом основного, подъемные скважины подключены к первому выходу вспомогательного бака-аккумулятора, к испарителю и конденсатору теплового насоса и второму выходу основного бака-аккумулятора, а последний подключен к нагнетательным сква5 жи нам.