CS264645B1

CS264645B1 - Domestic water heating device with waste heat of cooling condensing unit for machine milk cooling in primary agricultural production

Info

Publication number: CS264645B1
Application number: CS876863A
Authority: CS
Inventors: Josef Ing Kalivoda; Frantisek Ing Hlasek; Karel Peska
Original assignee: Josef Ing Kalivoda; Frantisek Ing Hlasek; Karel Peska
Priority date: 1987-09-24
Filing date: 1987-09-24
Publication date: 1989-08-14
Also published as: CS686387A1

Abstract

Zařízení pro ohřev užitkové vody odpadním teplem chladicí kondenzační jednotky pro strojní chlazení mléka v zemědělské prvovýroběEquipment for heating service water using waste heat from cooling condensing units for mechanical cooling of milk in primary agricultural production

Description

Vynález se týká zařízení na ohřev užitkové vody odpadním teplem chladicí kondenzační jednotky pro strojní chlazení mléka v zemědělské prvovýrobě, zahrnující průtočný výměník tepla a akumulační nádrž s přívodem studené vody a odvodem teplé vody.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for heating domestic water by the waste heat of a cooling condensing unit for machine milk cooling in agricultural primary production, comprising a flow heat exchanger and a storage tank with cold water supply and hot water removal.

Je známo, že se odpadní teplo chladicích kondenzačních jednotek při strojním chlazení mléka v zemědělské prvovýrobě využívá k ohřevu užitkové vody. K tomu je nutný tepelný výměník pro převedení tepelné energie z ohřátého chladivá kondenzační jednotky do vody, a protože nelze zajistit okamžité využití teplé vody, také prostor pro akumulaci teplé vody. V současné době se využívají tato řešení:It is known that the waste heat of refrigeration condensing units is used for the production of domestic hot water for the mechanical cooling of milk in agricultural primary production. This requires a heat exchanger to transfer the heat energy from the heated refrigerant condensing unit to the water and, since it is not possible to ensure the immediate use of the hot water, a space for hot water storage. The following solutions are currently used:

Akumulační nádrž teplé vody tvoři stojatá válcová nádoba s vnitřním tlakem odpovídajícím tlaku v okruhu rozvodu teplé vody a výměník je tvořen bu3 dvojitým pláštěm v dolní části akumulační nádrže, nebo trubkovým hadem umístěným v dolní části akumulační nádrže. Při průtoku ohřátého chladivá výměníkem dochází k přestupu tepla do chladnější vody, ta se ohřívá, zmenšuje se její měrná hmotnost a stoupá do horní části nádrže, na niž je napojen rozvod teplé vody.The hot water storage tank consists of a vertical cylindrical vessel with an internal pressure corresponding to the pressure in the hot water distribution circuit and the exchanger consists either of a double jacket at the bottom of the storage tank or of a tube coil located at the bottom of the storage tank. As the heated coolant flows through the exchanger, the heat is transferred to cooler water, which heats up, decreases its specific weight and rises to the top of the tank to which the hot water distribution is connected.

Nedostatkem tohoto řešení je nízký součinitel přestupu tepla při ohřevu ve velkém objemu, a tím potřeba velké teplosměnné plochy. Postupným ohříváním vody rychlost přestupu ještě klesá a nelze prakticky ohřát vodu v dolní části nádoby, která je tím málo využita.The disadvantage of this solution is the low heat transfer coefficient when heating in a large volume and hence the need for a large heat exchange surface. By gradually heating the water, the transfer rate decreases further and it is practically impossible to heat the water in the lower part of the vessel, which is thus underused.

Jde tedy o řešeni poměrně málo účinné.This is a relatively inefficient solution.

Podle jiného řešení je výměník tepla proveden samostatně jako průtočný, přičemž oteplená voda se nucené čerpá do akumulační nádrže beztlakové po jediném průtoku výměníkem.According to another solution, the heat exchanger is designed as a flow exchanger, whereby the heated water is forced to be pumped into the accumulation tank without pressure after a single flow through the exchanger.

Proto toto řešení je charakteristický poměrně vysoký součinitel přestupu tepla, je však nutná regulace průtoku vody tak, aby při jediném průtoku výměníkem tepla došlo k požadovanému ohřátí. Dále je nutno teplou vodu z akumulační nádrže mechanicky čerpat do rozvnH teplé vody. Zařízení podle tbhoto řešeni je proto výrobně i provozně značně nákladné.Therefore, this solution is characterized by a relatively high heat transfer coefficient, however, it is necessary to control the water flow so that the required heating occurs in a single flow through the heat exchanger. It is also necessary to mechanically pump the hot water from the storage tank into the hot water distribution. The device according to this solution is therefore very expensive to manufacture and to operate.

Další známé řešení má průtočný výměník tepla. Ohřátá voda je cirkulována oběhovým čerpadlem mezi výměníkem a akumulační nádrží, která může být v tomto zapojení tlaková, tj. napojena na rozvod ohřáté vody.Another known solution has a flow heat exchanger. The heated water is circulated by a circulation pump between the exchanger and the storage tank, which in this connection can be pressurized, ie connected to the heated water distribution.

Nedostatkem tohoto řešení je nutnost použití oběhového čerpadla. To musí být schopno čerpat neupravenou vodu a je nutno zajistit jeho regulaci v závislosti na rozdílu, teplot mezi vodou v akumulační nádrži a výměníkem tepla. Jedná se tedy rovněž o výrobně i provozně nákladné řešeni.The drawback of this solution is the necessity of using a circulator. This must be able to pump untreated water and must be regulated depending on the difference, the temperatures between the water in the storage tank and the heat exchanger. It is therefore also a costly production and operation solution.

Vynález si klade za cil odstranění výše uvedených nedostatků známých řešení účinným využitím rozdílné měrné hmotnosti studené a ohřáté vody, bez nutnosti použití regulačních a čerpacích zařízení.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention seeks to overcome the aforementioned drawbacks of the known solutions by efficiently utilizing different specific weights of cold and heated water without the need for control and pumping devices.

Podstata zařízení podle vynálezu spočívá v tom, že průtočný výměník tepla je uspořádán přímo na chladicí kondenzační jednotce a akumulační nádrž je uspořádána v úrovni nad průtočným výměníkem tepla, přičemž mezi horní výstup průtočného výměníku tepla a horní vstup akumulační nádrže je zařazena pouze horní potrubní větev s případným uzavíracím členem a mezi spodní vstup průtočného výměníku tepla a spodn.1 výstup akumulační nádrže je zařazena pouze spodní potrubní větev s případnou uzávěrou.The principle of the device according to the invention is that the flow heat exchanger is arranged directly on the cooling condensing unit and the accumulation tank is arranged above the flow heat exchanger, with only the upper pipe branch with the upper flow exchanger inlet and the upper inlet of the storage tank. only the lower pipeline branch with a possible closure is placed between the lower inlet of the flow heat exchanger and the lower outlet of the storage tank.

U chladicích kondenzačních jednotek pro strojní chlazení mléka v zemědělské prvovýrobě se podle vynálezu dosahuje dobrých výsledků, jestliže výškový rozdíl mezi horním výstupem průtočného výměníku tepla a spodním výstupem akumulačního výměníku činí alespoň 1,3 metrů.According to the invention, the condensation units for machine milk cooling in agricultural primary production achieve good results if the height difference between the upper outlet of the flow heat exchanger and the lower outlet of the storage heat exchanger is at least 1.3 meters.

Příklad provedení podle vynálezu je následně objasněn a popsán na základě připojeného výkresu, znázorňujícího schematicky uspořádání a vzájemné vazby průtočného výměníku tepla a akumlačni nádrže.An exemplary embodiment of the invention is explained and described below with reference to the accompanying drawing, showing schematically the arrangement and interconnections of the flow heat exchanger and the storage tank.

Chladicí kondenzační jednotka 2 zabezpečuje chlazení mléka shromaždovaného ve známém chladicím tanku 2. Přímo na chladicí kondenzační jednotce 2 je uspořádán průtočný výměník 2 tepla se spodním vstupem 31 a horním výstupem 32.The cooling condensing unit 2 provides cooling of the milk collected in the known cooling tank 2. Directly on the cooling condensing unit 2 is a flow heat exchanger 2 with a lower inlet 31 and an upper outlet 32.

Nad průtočným výměníkem 2 tepla je uspořádána akumulační nádrž 2 s horním vstupem 41 a sj/odním výstupem 42 a dále s přívodem 43 studené vody a odvodem 44 teplé vody do blíže neznázorněné známé rozvodné sítě teplé vody.Above the flow heat exchanger 2 there is an accumulation tank 2 with an upper inlet 41 and an outlet / outlet 42 as well as a cold water inlet 43 and a hot water outlet 44 to a known hot water distribution network (not shown).

Horní výstup 32 průtočného výměníku 2 tepla je propojen s horním vstupem 41 akumulační nádrže 2 pouze horní potrubí větví 2 s případným uzavíracím členem 22, tj. bez zařazení oběhového čerpadla.The upper outlet 32 of the flow heat exchanger 2 is connected to the upper inlet 41 of the accumulation tank 2 only by the upper conduit of the branches 2 with a possible shut-off member 22, i.e. without a circulation pump.

Spodní výstup 42 akumulační nádrže 2 je propojen se spodním vstupem 31 průtočného výměníku 2 tepla pouze spodní potrubní větví 6, s případnou uzávěrou 61, avšak bez zařízení oběhového čerpadla.The lower outlet 42 of the storage tank 2 is connected to the lower inlet 31 of the flow heat exchanger 2 only by the lower pipe branch 6, with a possible closure 61, but without the circulation pump device.

Při dosažení spolehlivé funkce a dobrých výsledků u běžných chladicích kondenzačních jednotek pro strojní chlazení mléka v zemědělské prvovýrobě je žádoucí, aby výškový rozdíl mezi horním výstupem 32 průtočného výměníku 2 tepla a spodním výstupem 42 akumulační nádrže 2 činil alespoň 1,3 metrů, jak bylo potvrzeno zkouškami.In order to achieve reliable operation and good results in conventional milk cooling chillers in agricultural primary production, it is desirable that the height difference between the upper outlet 32 of the flow heat exchanger 2 and the lower outlet 42 of the storage tank 2 should be at least 1.3 meters. tests.

Popsané zařízení pracuje následovně:The described device works as follows:

Při průtoku ohřátého chladivá průtočným výměníkem 2 tepla dochází k ohřevu vody průtočným výměníkem 2 tepla, vstupující do něj ze spodní části akumulační nádrže 2 spodní potrubní větví 6.As the heated coolant flows through the flow heat exchanger 2, the water is heated by the flow heat exchanger 2 entering it from the bottom of the storage tank 2 through the lower pipe branch 6.

Vlivem rozdílné měrné hmotnosti studené a teplé vody dochází k proudění vody průtočným výměníkem 2 tepla směrem nahoru, horní potrubní větví 5, do akumulační nádrže 2> ^a tím k postupnému ohřívání jejího obsahu.Due to the different specific gravity of cold and hot water, the water flows through the heat exchanger 2 upwards, through the upper pipe branch 5, into the storage tank 2 ^and thus gradually heats its contents.

Ohřátá voda je pro potřeby provozu odebírána odvodem 44 teplé vody zmíněnou rozvodnou sítí, Obytek vody v akumulační nádrži 2 je doplňován přívodem 43 studené vody. Akumulační nádrž 2 j^{e v} okruhu teplé vody tlaková.The heated water is withdrawn by means of the hot water outlet 44 for operation purposes. The remainder of the water in the storage tank 2 is replenished by a cold water inlet 43. Storage tank 2 j ^ev hot water circuit pressure.

Popsané zařízení je velmi jednoduché, vyznačuje se značnou účinností a pracuje, jak bylo ověřeno, spolehlivě, bez použití oběhového čerpadla a regulačních armatur.The device described is very simple, has a high efficiency and, as has been proven, works reliably without the use of a circulation pump and control valves.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Apparatus for heating domestic water by the waste heat of a cooling condensing unit for machine cooling of milk in agricultural primary production, comprising a once-through heat exchanger and an accumulation tank with cold water inlet and hot water outlet, characterized in that the once-through heat exchanger (3) is arranged directly on the cooling condensing unit (1) and the storage tank (4) is arranged above the flow heat exchanger (3), wherein between the upper outlet (32) of the flow heat exchanger (3) and the upper inlet (41) of the storage tank (4) is only the upper pipe branch (5) with optional shut-off member (51) is included and only the lower pipe branch (6) with the optional heat exchanger (3) and the lower outlet (42) of the accumulation tank (4) is included between the lower inlet (31) a closure (61).

Device according to claim 1, characterized in that the height difference between the upper outlet (32) of the flow exchanger (3) and the lower outlet (42) of the storage exchanger (4) is at least 2.3 meters.