PL237231B1 - Preheating system for hot service water in the residential building heat distribution units and the installation for hot service water in the residential building heat distribution units - Google Patents

Preheating system for hot service water in the residential building heat distribution units and the installation for hot service water in the residential building heat distribution units Download PDF

Info

Publication number
PL237231B1
PL237231B1 PL420447A PL42044717A PL237231B1 PL 237231 B1 PL237231 B1 PL 237231B1 PL 420447 A PL420447 A PL 420447A PL 42044717 A PL42044717 A PL 42044717A PL 237231 B1 PL237231 B1 PL 237231B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
heat
water
hot water
heating
heat pump
Prior art date
Application number
PL420447A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL420447A1 (en
Inventor
Ryszard Więckiewicz
Original Assignee
Alternative Energy Polska Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alternative Energy Polska Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Alternative Energy Polska Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL420447A priority Critical patent/PL237231B1/en
Publication of PL420447A1 publication Critical patent/PL420447A1/en
Publication of PL237231B1 publication Critical patent/PL237231B1/en

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/13—Hot air central heating systems using heat pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17—District heating

Landscapes

  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

Zgłoszenie dotyczy systemu podgrzewu ciepłej wody użytkowej (CWU) - w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, do którego doprowadzane jest ciepło sieciowe oraz woda zimna, rozprowadzanej do punktów odbioru ciepłej wody użytkowej (CWU) po ogrzaniu w wymienniku ciepła, który cechuje się tym, że zasilająca woda zimna jest kierowana do wymiennika ciepła po wstępnym podgrzaniu w pompie ciepła powietrze - woda. Pompa ciepła jest zasilana ciepłym powietrzem, którego źródłem jest otoczenie zewnętrzne budynku mieszkalnego - w ciepłym okresie letnim, bądź otoczenie węzła cieplnego tego budynku - w sezonie grzewczym (w okresie jesienno - zimowym). Korzystnie, do wstępnego podgrzewu zimnej wody zasilającej, przed jej skierowaniem do wymiennika ciepła zasilanego ciepłem sieciowym, wykorzystywana jest pojedyncza pompa lub dwie i więcej pomp ciepła, korzystnie tworzących kaskadę, ewentualnie wyposażonych dodatkowo w grzałkę elektryczną. Korzystnie, zimne powietrze odbierane z pompy ciepła w okresie letnim jest ewentualnie wykorzystywane do schładzania pomieszczeń mieszkalnych lub wspólnej przestrzeni użytkowej w wielorodzinnych budynkach wielokondygnacyjnych. Zgłoszenie dotyczy także instalacji do podgrzewu ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego.The notification concerns a domestic hot water (DHW) heating system - in the heat node of a residential building, to which network heat and cold water are supplied, distributed to the collection points of domestic hot water (DHW) after heating in a heat exchanger, which is characterized by the fact that the cold water is directed to the heat exchanger after preheating in the air-to-water heat pump. The heat pump is supplied with warm air, the source of which is the external environment of a residential building - in the warm summer season, or the surroundings of the heat distribution station of this building - in the heating season (in the autumn and winter period). Preferably, a single pump or two or more heat pumps, preferably cascading, optionally additionally equipped with an electric heater, are used to pre-heat the cold feedwater before it is directed to the heat exchanger supplied with district heat. Preferably, the cold air taken from the heat pump in the summer is possibly used to cool living quarters or common use space in multi-family multi-storey buildings. The notification also applies to installations for heating domestic hot water (DHW) in a heat node in a residential building.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego oraz instalacja do podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego. Wynalazek znajduje szczególnie korzystne zastosowanie w wielokondygnacyjnych budynkach wielorodzinnych zasilanych sieciową wodą ciepłą z elektrociepłowni lub ciepłowni miejskich.The subject of the invention is a method of heating domestic hot water (CWU) in a heat node of a residential building and an installation for heating domestic hot water (CWU) in a heat node of a residential building. The invention is particularly advantageous for use in multi-storey multi-family buildings fed with district hot water from combined heat and power plants or district heating plants.

W istniejących sposobach podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węzłach cieplnych budynków mieszkalnych sieciowa woda ciepła, dostarczana przykładowo przez elektrociepłownię, wykorzystywana jest do ogrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU), rozprowadzanej w budynku za pomocą instalacji wody ciepłej do poszczególnych punktów odbioru: łazienek, kuchni, pralni indywidualnych odbiorców przez cały rok, także poza sezonem grzewczym.In the existing methods of heating domestic hot water (DHW) in heat nodes in residential buildings, network hot water, for example supplied by a combined heat and power plant, is used to heat domestic hot water (DHW), distributed in the building by means of a hot water system to individual reception points: bathrooms, kitchen, laundry for individual customers throughout the year, also outside the heating season.

W tym celu, zasilająca woda zimna dostarczana do budynku mieszkalnego, przykładowo przez sieć wodociągową, jest kierowana do wymiennika ciepła zlokalizowanego w węźle cieplnym budynku, skąd za pomocą instalacji wody ciepłej, użytkowa woda ciepła (CWU) rozprowadzana jest do wszystkich punktów odbioru w całym budynku. Niezależnie od tego, również wodociągowa woda zimna jest rozprowadzana w całym budynku za pomocą odrębnej instalacji wody zimnej.For this purpose, the cold supply water supplied to the residential building, for example via the water mains, is directed to the heat exchanger located in the heat node of the building, from where the domestic hot water (DHW) is distributed to all collection points throughout the building by means of a hot water system. . Regardless of this, the cold water supply is also distributed throughout the building with a separate cold water system.

Do wymiennika ciepła dostarczana jest zasilająca woda zimna o temperaturze około 7°C. Tutaj, sieciowa woda ciepła, dostarczana przez elektrociepłownię, ogrzewa zimną wodę zasilającą, przepływającą przez wymiennik ciepła, do żądanej temperatury około 50°C. Na wymienniku ciepła jest zainstalowany licznik pobieranej energii cieplnej i na tej podstawie określane są koszty zapewnienia ciepłej wody użytkowej płynącej z kranu w każdym punkcie odbioru w budynku mieszkalnym, w tym w szczególności w każdym mieszkaniu w bloku wielokondygnacyjnym.Cold water feed at a temperature of approx. 7 ° C is supplied to the heat exchanger. Here, district hot water, supplied by a combined heat and power plant, heats the cold feed water, flowing through the heat exchanger, to a desired temperature of around 50 ° C. A heat energy meter is installed on the heat exchanger, and on this basis, the costs of providing domestic hot water from a tap at each collection point in a residential building, including, in particular, each apartment in a multi-storey block are determined.

Liczniki poboru energii cieplnej określają osobno pobór ciepła sieciowego służącego do zasilania centralnego ogrzewania budynku, a osobno zliczają ilość ciepła sieciowego zużytego do podgrzania ciepłej wody użytkowej.Heat consumption meters separately determine the consumption of district heat used to supply the central heating of a building, and separately count the amount of district heat used to heat domestic hot water.

Schemat dotychczasowej instalacji do podgrzewania wody użytkowej ilustruje załączony rysunek fig. 1.The diagram of the existing installation for heating domestic water is shown in the attached drawing, fig. 1.

Wadą dotychczasowego sposobu zapewnienia ciepłej wody użytkowej w budynkach mieszkalnych, zwłaszcza w blokach wielokondygnacyjnych, poza okresem grzewczym obejmującym jesień, zimę i wczesną wiosnę, jest konieczność doprowadzania ciepłej wody sieciowej do węzłów cieplnych poszczególnych budynków, pomimo upałów na zewnątrz tych budynków. Poza tym, mieszkańcy budynków zasilanych ciepłą wodą sieciową bywają corocznie w okresie letnim, zwykle przez okres około 2 tygodni, pozbawieni wody ciepłej użytkowej w czasie przeglądów i napraw zewnętrznej sieci ciepłowniczej, co istotnie obniża ich komfort życia.The disadvantage of the current method of providing domestic hot water in residential buildings, especially in multi-storey blocks, outside the heating season including autumn, winter and early spring, is the need to supply hot water to the heat nodes of individual buildings, despite the heat outside these buildings. In addition, the inhabitants of buildings supplied with hot water from the network are annually in the summer, usually for a period of about 2 weeks, deprived of hot water during inspections and repairs of the external heating network, which significantly reduces their comfort of living.

Celem obecnego wynalazku jest zapewnienie nowego sposobu podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, eliminującego wady obecnie stosowanych rozwiązań oraz zapewniającego istotną redukcję ilości pobranego ciepła sieciowego do zapewnienia takich samych temperatur ciepłej wody użytkowej. Drugim celem wynalazku jest zapewnienie instalacji do podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, pracującej zgodnie ze sposobem według wynalazku.The aim of the present invention is to provide a new method of heating domestic hot water (DHW) in a thermal node of a residential building, eliminating the disadvantages of currently used solutions and ensuring a significant reduction in the amount of district heat consumed to ensure the same domestic hot water temperatures. A second object of the invention is to provide a domestic hot water (DHW) heating installation in a heat node of an apartment building operating in accordance with the method of the invention.

Sposób podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, wyposażonym w wymiennik ciepła, do którego doprowadza się sieciową wodę ciepłą oraz zasilającą wodę zimną, którą po ogrzaniu w wymienniku ciepła rozprowadza się do punktów odbioru ciepłej wody użytkowej (CWU), według wynalazku polega na tym, że zasilającą wodę zimną przed jej ogrzaniem w wymienniku ciepła podgrzewa się wstępnie w pompie ciepła powietrze-woda.The method of heating domestic hot water (CWU) in the heat node of a residential building, equipped with a heat exchanger to which network hot water and cold water are supplied, which, after being heated in the heat exchanger, is distributed to the collection points of domestic hot water (CWU), according to According to the invention, the cold water supply is preheated in an air-to-water heat pump before it is heated in the heat exchanger.

Zgodnie z wynalazkiem, do pompy ciepła zapewniającej wstępne podgrzanie zasilającej wody zimnej, kieruje się ciepłe powietrze, którego źródłem jest otoczenie zewnętrzne budynku mieszkalnego - w ciepłym okresie letnim, bądź otoczenie węzła cieplnego tego budynku - w sezonie grzewczym (w okresie jesienno-zimowym).According to the invention, warm air is directed to the heat pump, which provides initial heating of the cold supply water, the source of which is the external environment of the apartment building - in the warm summer period, or the surroundings of the heat distribution station of this building - in the heating season (in the autumn and winter season).

Korzystnie, w okresie letnim schłodzone powietrze, które odbiera się z pompy ciepła wykorzystuje się do schładzania pomieszczeń mieszkalnych lub wspólnej przestrzeni użytkowej w wielorodzinnych budynkach wielokondygnacyjnych.Preferably, in summer, the cooled air taken from the heat pump is used to cool living quarters or common use space in multi-family multi-storey buildings.

Korzystnie, do wstępnego podgrzania zimnej wody zasilającej, przed jej skierowaniem do wymiennika ciepła zasilanego ciepłą wodą sieciową, wykorzystuje się dwie lub więcej pomp ciepła, korzystnie tworzących kaskadę.Preferably, two or more heat pumps, preferably cascadingly, are used to pre-heat the cold feed water before it is directed to the heat exchanger supplied with warm mains water.

Zgodnie z wynalazkiem, pompa ciepła może być wyposażona w grzałkę elektryczną.According to the invention, the heat pump can be provided with an electric heater.

PL 237 231 B1PL 237 231 B1

Wynalazek dotyczy także instalacji do podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, wyposażonym w wymiennik ciepła, do którego doprowadzana jest sieciowa woda ciepła oraz zasilająca woda zimna, która po ogrzaniu w wymienniku ciepła jest rozprowadzana do punktów odbioru ciepłej wody użytkowej (CWU), cechującej się tym, że jest wyposażona w pompę ciepła powietrze-woda do wstępnego podgrzewania zasilającej wody zimnej, przy czym pompa ciepła powietrze-woda jest podłączona do niniejszej instalacji między wejściem zasilającej wody zimnej do węzła cieplnego, a wymiennikiem ciepła.The invention also relates to an installation for heating domestic hot water (DHW) in a heat node of a residential building, equipped with a heat exchanger to which network hot water is supplied and cold water supply, which, after being heated in the heat exchanger, is distributed to the hot utility water collection points ( DHW), characterized in that it is equipped with an air-to-water heat pump for pre-heating the cold supply water, the air-to-water heat pump being connected to the installation between the cold water inlet of the substation and the heat exchanger.

W instalacji według wynalazku, pompa ciepła zapewniająca wstępne podgrzanie zasilającej wody zimnej, pobiera ciepłe powietrze, którego źródłem jest otoczenie zewnętrzne budynku mieszkalnego w ciepłym okresie letnim, bądź otoczenie węzła cieplnego tego budynku - w sezonie grzewczym (w okresie jesienno-zimowym).In the installation according to the invention, the heat pump, which ensures initial heating of the cold supply water, draws hot air, the source of which is the external environment of the apartment building in the warm summer period, or the surroundings of the heat distribution station of this building - in the heating season (in the autumn and winter period).

Korzystnie, odbiór schłodzonego powietrza z pompy ciepła połączony jest z kanałami wentylacyjnymi rozprowadzającymi schłodzone powietrze do wszystkich lub wybranych pomieszczeń mieszkalnych lub do wspólnej przestrzeni użytkowej w wielorodzinnych budynkach wielokondygnacyjnych.Preferably, the collection of cooled air from the heat pump is connected to ventilation ducts distributing the cooled air to all or selected living quarters or to a common usable space in multi-family multi-storey buildings.

Korzystnie, między wejściem zasilającej wody zimnej do węzła cieplnego a wymiennikiem ciepła zainstalowane są dwie lub więcej pomp ciepła, korzystnie tworzące kaskadę.Preferably, two or more heat pumps, preferably cascading, are installed between the cold water inlet to the substation and the heat exchanger.

Korzystnie pompa ciepła ma grzałkę elektryczną.Preferably, the heat pump has an electric heater.

Zgodnie z wynalazkiem możliwy jest montaż przed wymiennikiem ciepła odpowiedniej ilości pomp ciepła, gdy zajdzie taka potrzeba, przykładowo dwóch lub więcej pomp ciepła działających w kaskadzie lub niezależnie, przed skierowaniem podgrzanej wstępnie wody do wymiennika. Ilość użytych pomp ciepła jest zależna od ilości CWU, wyrażonej w m3, zużywanej przez mieszkańców danej nieruchomości.According to the invention, it is possible to install an appropriate number of heat pumps upstream of the heat exchanger, when required, for example two or more heat pumps operating in cascade or independently, before the preheated water is directed to the exchanger. The amount of heat pump used depends on the amount of hot water, expressed in m 3, used by the residents of the property.

W razie potrzeby grzałki elektryczne mogą być dodatkowo wykorzystane do wstępnego podgrzania wody zasilającej, przykładowo gdy w okresie letnim zarządcy danej nieruchomości uda się zawiesić na czas określony umowę z zewnętrznym dostawcą ciepła, a w szczycie zużycia ciepłej wody użytkowej, przykładowo w godzinach rannych, będzie konieczne dodatkowe podgrzanie wody w zbiorniku pompy ciepła.If necessary, the electric heaters can be additionally used to pre-heat the feed water, for example, when in the summer period the property manager manages to suspend the contract with an external heat supplier for a specified period, and at the peak of domestic hot water consumption, for example in the morning, additional heating the water in the heat pump's tank.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku do wymiennika ciepła w węźle cieplnym kierowana jest woda zimna wstępnie podgrzana w pompie ciepła, skutkiem czego do osiągnięcia docelowej temperatury ciepłej wody użytkowej (CWU) około 50°C, potrzeba istotnie mniej energii doprowadzanej w formie ciepłej wody sieciowej.Thanks to the solution according to the invention, the cold water pre-heated in the heat pump is directed to the heat exchanger in the heat substation, so that to achieve the target domestic hot water (DHW) temperature of about 50 ° C, significantly less energy is supplied in the form of hot water from the network.

Istotną zaletą nowego sposobu podgrzewania ciepłej wody użytkowej jest okoliczność wykorzystania źródła odnawialnej energii - pompy ciepła pracującej w systemie powietrze - woda do wstępnego podgrzania zimnej wody zasilającej. W tym sposobie energia cieplna z powietrza jest odzyskiwana i kumulowana z zbiorniku pompy ciepła, służąc do wstępnego podgrzania wody zasilającej przed jej skierowaniem do wymiennika ciepła. W okresie letnim temperatury powietrza, zwłaszcza w słońcu, osiągają poziom powyżej 30°C, a często nawet powyżej 40°C, co pozwala na znaczne ograniczenie, a często nawet na możliwość rezygnacji z odbioru ciepłej wody sieciowej, dzięki czemu możliwa jest znaczna redukcja kosztów zapewnienia mieszkańcom budynku ciepłej wody użytkowej.An important advantage of the new method of heating domestic hot water is the use of a renewable energy source - a heat pump operating in the air-water system to pre-heat the cold feed water. In this method, thermal energy from the air is recovered and accumulated from the heat pump reservoir, serving to pre-heat the feed water before it is directed to the heat exchanger. In summer, air temperatures, especially in the sun, reach levels above 30 ° C, and often even above 40 ° C, which allows for a significant reduction, and often even the possibility of resigning from receiving hot water from the network, thanks to which it is possible to significantly reduce costs providing the residents of the building with domestic hot water.

Te i inne zalety obecnego wynalazku zostaną bliżej objaśnione w poniższym opisie szczegółowym i przykładach wykonania, z odniesieniem do rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie rozwiązanie dotychczasowe, zaś fig. 2 ilustruje przykład realizacji rozwiązania według wynalazku dotyczący ciepłej wody użytkowej.These and other advantages of the present invention will be explained in more detail in the following detailed description and exemplary embodiments, with reference to the drawing, in which Fig. 1 shows schematically the prior art, and Fig. 2 illustrates an embodiment of the inventive solution for domestic hot water.

Na załączonym rysunku fig. 1 przedstawia typowe rozwiązanie użytkowane obecnie w budynk ach wielokondygnacyjnych, gdzie zimna woda zasilająca o temperaturze wpływu około 7°C jest podgrzewana w wymienniku ciepła do temperatury około 50-60°C, żądanej dla ciepłej wody użytkowej. Rozwiązanie to zostało szerzej omówione w opisie dotychczasowego stanu techniki, na wstępie.In the accompanying drawing, Figure 1 shows a typical solution currently used in multi-storey buildings where cold feed water with an inflow temperature of about 7 ° C is heated in a heat exchanger to a temperature of about 50-60 ° C required for domestic hot water. This solution is discussed in greater detail in the description of the prior art at the outset.

Na załączonym rysunku, fig. 2, przedstawia istotę innowacyjnego rozwiązania do podgrzewania ciepłej wody użytkowej w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, z wykorzystaniem odnawialnego źródła energii do wstępnego podgrzania zimnej wody zasilającej przed jej skierowaniem do wymiennika ciepła. Dzięki wynalazkowi można ograniczyć koszty energii pobieranej z sieci cieplnej potrzebnej do podgrzania zimnej wody zasilaj ącej, nawet do 80% kosztów ponoszonych przez użytkowników w dniu dzisiejszym, przy eksploatacji standardowych rozwiązań.In the accompanying drawing, Fig. 2 shows the essence of an innovative solution for heating domestic hot water in a thermal substation of a residential building, using a renewable energy source to pre-heat the cold feed water before it is directed to the heat exchanger. Thanks to the invention, it is possible to reduce the costs of energy taken from the district heating network needed to heat the cold feed water, even up to 80% of the costs borne by users today, when operating standard solutions.

Pompa ciepła do wstępnego podgrzewania zimnej wody zasilającej wykorzystuje ciepłe powietrze, które może być pozyskiwane z wielu źródeł, jak przykładowo z otoczenia na zewnątrz budynku, bądź też z pomieszczenia, w którym znajduje się węzeł cieplny/kotłownia.The heat pump for pre-heating the cold supply water uses warm air, which can be obtained from many sources, such as from the surroundings outside the building, or from the room with the substation / boiler room.

PL 237 231 B1PL 237 231 B1

Pompa ciepła (lub też kilka pomp, korzystnie tworzących kaskadę - w zależności od zużycia CWU dla danej nieruchomości - wyrażonego w m3) zasysa ciepłe powietrze, spręża je w swoim agregacie, gdzie odzyskiwana jest energia cieplna zawarta w powietrzu. Skumulowane w ten sposób ciepło jest kierowane do wężownicy pompy ciepła, gdzie skumulowane ciepło przekazywane jest do wody w zbiorniku pompy ciepła.The heat pump (or several pumps, preferably forming a cascade - depending on the DHW consumption for a given property - expressed in m 3 ) sucks in warm air, compresses it in its aggregate, where the thermal energy contained in the air is recovered. The heat accumulated in this way is directed to the heat pump coil, where the accumulated heat is transferred to the water in the heat pump's tank.

W zależności od programu wykorzystania wody wstępnie podgrzanej w pompie ciepła, w wyniku wymiany ciepła powietrze-woda, temperatura wody w zbiorniku pompy ciepła wzrasta do zaprogramowanej wartości, przykładowo 55°C. W razie potrzeby wodę w zbiorniku pompy ciepła można dodatkowo podgrzać korzystając z grzałki elektrycznej zainstalowanej w pompie ciepła.Depending on the program for using the pre-heated water in the heat pump, the temperature of the water in the heat pump's tank rises to a programmed value, for example 55 ° C, as a result of air-water heat exchange. If necessary, the water in the heat pump's tank can be additionally heated using the electric heater installed in the heat pump.

Zimna woda zasilająca, dostarczana przykładowo z miejskiej sieci wodociągowej, o temperaturze około 7°C ulega wstępnemu podgrzaniu do temperatury około 25-55°C w wyniku przepuszczania na zasadzie przepływu przez zbiornik pompy ciepła.Cold feed water, for example from the municipal water supply, at a temperature of about 7 ° C, is preheated to a temperature of about 25-55 ° C by passing it through a heat pump reservoir as it flows through it.

W ten sposób energia (temperatura) ciepłej wody z pompy ciepła jest oddawana do zimnej wody przed skierowaniem jej do wymiennika ciepła, który ma za zadanie podgrzać ciepłą wodę użytkową (CWU) dostarczaną do punktów odbioru wody ciepłej w budynku do użytkowej temperatury około 50-60°C.In this way, the energy (temperature) of hot water from the heat pump is transferred to the cold water before it is directed to the heat exchanger, which is designed to heat domestic hot water (DHW) supplied to the hot water collection points in the building to a usable temperature of about 50-60 ° C.

Dzięki obecnie opracowanemu rozwiązaniu, ilość ciepła sieciowego pobieranego w wymienniku ciepła jest znacznie mniejsza, ponieważ wymiennik podgrzewa w tym rozwiązaniu wodę nie o temperaturze 7°C, ale wodę wstępnie już ogrzaną do temperatury około 25-55°C w zależności od temperatury zasysanego ciepłego powietrza.Thanks to the currently developed solution, the amount of network heat absorbed in the heat exchanger is much smaller, because in this solution the exchanger heats the water not at a temperature of 7 ° C, but the water already pre-heated to a temperature of about 25-55 ° C depending on the temperature of the warm air drawn in. .

Osiedla domów mieszkalnych, w tym domów jednorodzinnych obsługiwane przez lokalną ciepłownię, dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku, mogą zawiesić centralne wytwarzanie ciepła w okresie letnim - jeśli wszyscy odbiorcy ciepła sieciowego zainstalują w swoich węzłach cieplnych, pompy ciepła powietrze-woda do ogrzewania wody zimnej, które w okresie letnim mogą dostarczać dostateczną ilość ciepła do zapewnienia ciepłej wody użytkowej (CWU) na potrzeby danego budynku mieszkalnego.Housing estates, including single-family houses served by a local heating plant, thanks to the solution according to the invention, can suspend central heat generation in the summer - if all district heat consumers install in their heat nodes, air-to-water heat pumps for heating cold water, which in summer, they can provide enough heat to provide domestic hot water (DHW) for the needs of a given residential building.

Na rysunku fig. 2 doprowadzenie zimnej wody zasilającej 1 do węzła cieplnego połączone jest z wymiennikiem ciepła 2 poprzez pompę ciepła 3, w której ciepłe powietrze 4 jest sprężane i rozprężane z jednoczesnym oddaniem ciepła rozprężania do zbiornika wody ciepłej pompy ciepła 3, a schłodzone powietrze 5 jest kierowane do kanałów wentylacyjnych zasilających pomieszczenia mieszkalne lub przestrzeń wspólną w budynkach wielorodzinnych. Woda wstępnie podgrzana za pomocą pompy ciepła 3 kierowana jest do wymiennika ciepła 2, a po ogrzaniu do instalacji wody ciepłej w budynku mieszkalnym. W sezonie letnim, woda wstępnie podgrzana za pomocą pompy ciepła 3 kierowana jest ewentualnie bezpośrednio do instalacji wody ciepłej.2, the supply of cold feed water 1 to the heat substation is connected to the heat exchanger 2 via the heat pump 3, in which the warm air 4 is compressed and expanded with simultaneous transfer of the expansion heat to the hot water tank of the heat pump 3, and the cooled air 5 it is directed to ventilation ducts supplying living quarters or common space in multi-family buildings. The water pre-heated by the heat pump 3 is directed to the heat exchanger 2 and, after being heated, to the hot water system in the apartment building. In the summer season, the water pre-heated by the heat pump 3 is possibly directed directly to the hot water system.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Przeprowadzono testy użytkowe w instalacji próbnej w IV piętrowym budynku z 30 lokalami mieszkalnymi, która została olicznikowana urządzeniami rejestrującymi pobór energii cieplnej oraz energii elektrycznej zużywanej przez pompę ciepła. Dzięki tej instalacji roczny koszt CWU został zredukowany z przeszło 11 tysięcy złotych do nieco ponad 6 tysięcy złotych. Uzyskane wyniki pozwalają na oszacowanie oszczędności w naszym klimacie z przedstawionego obecnie rozwiązania na poziomie około 50% kosztów podgrzania zimnej wody zasilającej do parametrów ciepłej wody użytkowej (CWU) w budynkach wielokondygnacyjnych wyposażonych w typową instalację do podgrzewania wody ze standardowym wymiennikiem ciepła, dla całorocznego użytkowania.The operational tests were carried out in a trial installation in the fourth-storey building with 30 apartments, which was counted with devices recording the consumption of thermal energy and electricity consumed by the heat pump. Thanks to this installation, the annual cost of DHW has been reduced from over PLN 11,000 to just over PLN 6,000. The obtained results allow to estimate the savings in our climate from the currently presented solution at the level of about 50% of the costs of heating cold feed water to the parameters of domestic hot water (DHW) in multi-storey buildings equipped with a typical water heating installation with a standard heat exchanger, for year-round use.

W ciepłych miesiącach roku opisane obecnie rozwiązanie jest tak wydajne, że pozwala na całkowitą rezygnację z odbierania ciepła sieciowego od ciepłej wody sieciowej w celu zapewnienia ciepłej wody użytkowej (CWU) przy odpowiednim skalkulowaniu używanych pomp ciepła do poboru CWU wyrażonego w m3, wielkości obiektu oraz liczby użytkowników.In the warm months of the year described current solution is so efficient that it allows you to dispense altogether with the receiving network heat from the hot water network in order to provide domestic hot water (DHW) with appropriate skalkulowaniu used heat pumps to tapping is expressed in m 3, object size and number users.

Dodatkowym atutem w ciepłych miesiącach roku może być wykorzystanie zimnego powietrza, które jest produktem ubocznym, jakie wydostaje się z pompy ciepła - bez jakichkolwiek dodatkowych kosztów dla użytkownika, do schładzania wybranych pomieszczeń i uzyskania większego komfortu ich użytkowania. Mogą to być sypialnie w poszczególnych mieszkaniach lub części wspólne budynków wielorodzinnych, jak przykładowo klatki schodowe.An additional advantage in the warm months of the year may be the use of cold air, which is a by-product that escapes from the heat pump - without any additional costs for the user, to cool selected rooms and obtain greater comfort of use. These can be bedrooms in individual apartments or common parts of multi-family buildings, such as staircases.

Opisane powyżej: innowacyjny sposób i instalacja, stanowią rozwiązanie dotychczas niestosowane w węzłach cieplnych bloków wielokondygnacyjnych, ani domów jednorodzinnych zasilanych ciepłem sieciowym. Upowszechnienie obecnego rozwiązania przyczynić się może wydatnie do obniżeniaThe above-described innovative method and installation constitute a solution that has not been used so far in heat distribution centers of multi-storey blocks or single-family houses supplied with district heat. The dissemination of the current solution may significantly contribute to the reduction

PL 237 231 B1 kosztów eksploatacyjnych w porównaniu do istniejących, tradycyjnych rozwiązań dotyczących dostawy ciepłej wody użytkowej (CWU), bez ponoszenia istotnych kosztów inwestycyjnych.Operating costs compared to existing, traditional domestic hot water (DHW) solutions, without incurring significant investment costs.

Wykorzystanie wynalazku poprzez zastosowanie źródła energii odnawialnej, jakim jest ciepłe powietrze, korzystnie wpływa na ochronę środowiska naturalnego poprzez radykalne obniżenie emisji CO2.The use of the invention through the use of a renewable energy source, which is warm air, has a positive effect on the protection of the natural environment by radically reducing CO2 emissions.

Claims (10)

1. Sposób podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, wyposażonym w wymiennik ciepła, do którego doprowadza się sieciową wodę ciepłą oraz zasilającą wodę zimną, którą po ogrzaniu w wymienniku ciepła rozprowadza się do punktów odbioru ciepłej wody użytkowej (CWU), znamienny tym, że zasilającą wodę zimną (1) przed jej ogrzaniem w wymienniku ciepła (2) podgrzewa się wstępnie w pompie ciepła powietrze-woda (3).1. The method of heating domestic hot water (CWU) in the heat node of a residential building, equipped with a heat exchanger to which network hot water is supplied and cold water supply, which, after being heated in the heat exchanger, is distributed to the collection points of domestic hot water (CWU) characterized in that the cold water supply (1) is preheated in the air-to-water heat pump (3) before being heated in the heat exchanger (2). 2. Sposób według zastrz, 1, znamienny tym, że do pompy ciepła (3) zapewniającej wstępne podgrzanie zasilającej wody zimnej (1), kieruje się ciepłe powietrze (4), którego źródłem jest otoczenie zewnętrzne budynku mieszkalnego - w ciepłym okresie letnim, bądź otoczenie węzła cieplnego tego budynku - w sezonie grzewczym (w okresie jesienno-zimowym).Method according to claim 1, characterized in that warm air (4) is directed to the heat pump (3), which provides preliminary heating of the cold supply water (1), the source of which is the external environment of the apartment building - in warm summer, or surroundings of the heat node of this building - in the heating season (in the autumn and winter period). 3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w okresie letnim schłodzone powietrze (5), które odbiera się z pompy ciepła (3) wykorzystuje się do schładzania pomieszczeń mieszkalnych lub wspólnej przestrzeni użytkowej w wielorodzinnych budynkach wielokondygnacyjnych.3. The method according to p. A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that in summer the cooled air (5) that is collected from the heat pump (3) is used to cool living rooms or common usable space in multi-family multi-storey buildings. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że do wstępnego podgrzania zimnej wody zasilającej (1), przed jej skierowaniem do wymiennika ciepła (2) zasilanego ciepłą wodą sieciową, wykorzystuje się dwie lub więcej pomp ciepła (3), korzystnie tworzących kaskadę.4. The method according to p. A method as claimed in claim 1 or 2, characterized in that two or more heat pumps (3), preferably cascading, are used to pre-heat the cold feedwater (1) before it is directed to the heat exchanger (2) supplied with warm mains water. 5. Sposób według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że pompa ciepła (3) jest wyposażona w grzałkę elektryczną.5. The method according to one of the claims A method as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the heat pump (3) is equipped with an electric heater. 6. Instalacja do podgrzewania ciepłej wody użytkowej (CWU) w węźle cieplnym budynku mieszkalnego, wyposażonym w wymiennik ciepła, do którego doprowadzana jest sieciowa woda ciepła oraz zasilająca woda zimna, która po ogrzaniu w wymienniku ciepła jest rozprowadzana do punktów odbioru ciepłej wody użytkowej (CWU), znamienna tym, że jest wyposażona w pompę ciepła powietrze-woda (3) do wstępnego podgrzewania zasilającej wody zimnej (1), przy czym pompa ciepła powietrze-woda (3) jest podłączona do niniejszej instalacji między wejściem zasilającej wody zimnej (1) do węzła cieplnego, a wymiennikiem ciepła (2).6. Installation for heating domestic hot water (DHW) in the heat node of a residential building, equipped with a heat exchanger to which network hot water is supplied and cold water supply, which, after being heated in the heat exchanger, is distributed to the collection points of domestic hot water (DHW) ), characterized in that it is equipped with an air-to-water heat pump (3) for pre-heating the cold water supply (1), the air-to-water heat pump (3) being connected to this installation between the cold water supply inlet (1) to the substation, and the heat exchanger (2). 7. Instalacja według zastrz. 6, znamienna tym, że pompa ciepła (3) zapewniająca wstępne podgrzanie zasilającej wody zimnej (1), pobiera ciepłe powietrze (4), którego źródłem jest otoczenie zewnętrzne budynku mieszkalnego - w ciepłym okresie letnim, bądź otoczenie węzła cieplnego tego budynku - w sezonie grzewczym (w okresie jesienno-zimowym).7. Installation according to p. 6, characterized in that the heat pump (3), which ensures initial heating of the cold supply water (1), takes in warm air (4), the source of which is the external environment of the residential building - in the warm summer period, or the surroundings of the heat distribution station of this building - in the season heating (in the autumn and winter period). 8. Instalacja według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że odbiór schłodzonego powietrza (5) z pompy ciepła (3) połączony jest z kanałami wentylacyjnymi rozprowadzającymi schłodzone powietrze (5) do wszystkich lub wybranych pomieszczeń mieszkalnych lub do wspólnej przestrzeni użytkowej w wielorodzinnych budynkach wielokondygnacyjnych.8. Installation according to p. 6 or 7, characterized in that the collection of cooled air (5) from the heat pump (3) is connected with ventilation ducts distributing the cooled air (5) to all or selected living quarters or to a common usable space in multi-family multi-storey buildings. 9. Instalacja według zastrz. 6 albo 7, znamienna tym, że między wejściem zasilającej wody zimnej (1) do węzła cieplnego a wymiennikiem ciepła (2) zainstalowane są dwie lub więcej pomp ciepła (3), korzystnie tworzące kaskadę.9. Installation according to p. A heat pump as claimed in claim 6 or 7, characterized in that two or more heat pumps (3) are installed between the cold water inlet (1) to the heat substation and the heat exchanger (2), preferably forming a cascade. 10. Instalacja według jednego z zastrz, 6 do 9, znamienna tym, że pompa ciepła (3) ma grzałkę elektryczną.Installation according to one of claims 6 to 9, characterized in that the heat pump (3) has an electric heater.
PL420447A 2017-02-06 2017-02-06 Preheating system for hot service water in the residential building heat distribution units and the installation for hot service water in the residential building heat distribution units PL237231B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL420447A PL237231B1 (en) 2017-02-06 2017-02-06 Preheating system for hot service water in the residential building heat distribution units and the installation for hot service water in the residential building heat distribution units

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL420447A PL237231B1 (en) 2017-02-06 2017-02-06 Preheating system for hot service water in the residential building heat distribution units and the installation for hot service water in the residential building heat distribution units

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL420447A1 PL420447A1 (en) 2018-08-13
PL237231B1 true PL237231B1 (en) 2021-03-22

Family

ID=63112936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL420447A PL237231B1 (en) 2017-02-06 2017-02-06 Preheating system for hot service water in the residential building heat distribution units and the installation for hot service water in the residential building heat distribution units

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL237231B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL420447A1 (en) 2018-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Schmidt et al. Low temperature district heating for future energy systems
Yang et al. Decentralized substations for low-temperature district heating with no Legionella risk, and low return temperatures
Yang et al. Energy, economy and exergy evaluations of the solutions for supplying domestic hot water from low-temperature district heating in Denmark
CN103453566A (en) Series heating and hot water system
KR101281014B1 (en) The integrated district heating pipe system with individual heating unit in household of apartments
Ianakiev et al. Innovative system for delivery of low temperature district heating
Spriet et al. Wastewater as a heat source for individual residence heating: A techno-economic feasibility study in the brussels capital region
Deng et al. Shower heat exchanger: reuse of energy from heated drinking water for CO 2 reduction
US10612792B2 (en) Air conditioning system, peripheral air-conditioning unit thereof and water pipeline upgrading method for heating purposes
CN201310986Y (en) Solar energy integrated system for household heating and heat supply
CN101008513A (en) Centralized type sunshade refrigerating and heating system and operation method thereof
EP3732400B1 (en) Method for improved utilization of energy grids
CN204115295U (en) A kind of region earth source heat pump integrated form trilogy supply energy source station
CN205119192U (en) Branch family controlling means of central heating and bathroom double -purpose
PL237231B1 (en) Preheating system for hot service water in the residential building heat distribution units and the installation for hot service water in the residential building heat distribution units
CN203215829U (en) Circulating water heating structure for power station auxiliary equipment
RU80922U1 (en) INTEGRATED AIR AND HEAT MODE SUPPORT SYSTEM AND HOT WATER SUPPLY
CN206609036U (en) Heating system for coupling application of solar energy and gas wall-mounted boiler
Smith et al. A novel concept for energy-efficient floor heating systems with minimal hot water return temperatures
KR20130089487A (en) The integrated district heating pipe system with individual hot water supplying unit in household of apartments
CN201273643Y (en) Energy-saving air conditioning system
RU80920U1 (en) INTEGRATED AIR AND HEAT MODE SUPPORT SYSTEM AND HOT WATER SUPPLY
Khafizova et al. Feasibility of Transition to an Individual
CN214249740U (en) Water heat sharing and transmission system for utilizing annual waste heat
CN205119218U (en) Two outer modes of central heating and bathroom double -purpose divide family controlling means