PL238276B1 - Układ urządzeń do pozyskiwania ciepłej i zimnej wody z instalacji zamontowanej w wodzie gruntowej dla urządzeń klimatyzacji i wentylacji w układzie pierścieniowym - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ urządzeń do pozyskiwania ciepłej i zimnej wody z instalacji zamontowanej w wodzie gruntowej dla urządzeń klimatyzacji i wentylacji w układzie pierścieniowym.

Stosowane powszechnie urządzenia do chłodzenia urządzeń technologicznych, klimatyzacji, stanowią agregaty freonowe o dużej mocy silników elektrycznych. Do celów klimatyzacyjnych stosuje się powszechnie urządzenia cieplne i chłodnicze o dużym zużyciu energii elektrycznej, cieplnej, czy gazu. Duże zużycie energii elektrycznej powoduje emisję gazów cieplarnianych do atmosfery, co wpływa na niekorzystne zmiany klimatyczne i efekt cieplarniany.

Układ urządzeń do pozyskiwania ciepłej i zimnej wody z instalacji zamontowanej w wodzie gruntowej dla urządzeń klimatyzacji i wentylacji w układzie pierścieniowym posiada wymiennik perforowany wody lodowej usytuowany na poziomych przewodach rurowych, który jest połączony z centralą nawiewną poprzez przewody rurowe w obiegu zamkniętym, które są mocowane w studzience zewnętrznej do instalacji a na przewodzie rurowym doprowadzającym zimną lub ciepłą wodę do centrali nawiewnej zamontowany jest zawór regulacyjny z siłownikiem, filtr siatkowy, zawory odcinające i zawory równoważące. Na przewodzie rurowym odprowadzającym ogrzaną lub schłodzoną wodę zainstalowana jest pompa obiegowa oraz zawory odcinające i zawory równoważące oraz zawór trójdrogowy z siłownikiem. Układ urządzeń posiada regulator pogodowy, który podłączony jest przewodami instalacyjnymi do przewodu rurowego doprowadzającego ciepłą lub zimną wodę, przewodu rurowego odprowadzającego wodę z centrali nawiewnej, jak również bezpośrednio do centrali nawiewnej.

Celem rozwiązania według wynalazku jest ograniczenie zużycia zasobów naturalnych poprzez wykorzystanie źródeł energii z wykorzystaniem wymienników poziomych wykonanych w niezależnych układach pierścieniowych. Konstrukcja wymienników jak i uwarunkowania określone w opisie takie jak głębokość, poziom wody gruntowej, średnice instalacji, długości instalacji, zapewniają maksymalne pozyskanie energii odnawialnej. Na etapie projektowania instalacji należy w zależności od ilości odbiorców i ich zapotrzebowania na energię tak wykonać instalację, a w tym średnice, ilości wymienników, prędkości przepływu oraz głębokość instalacji, aby zapewnić przed kolejnym odbiorcą te same parametry w sieci, jakie ma instalacja bez odbioru energii. Należy przy tym uwzględnić określenie innych parametrów występujących w okresie zimowym i innych występujących w okresie letnim, gdzie na podstawie wyników pomiarów temperatur w zależności od pory roku na poszczególnych głębokościach sporządzany jest wykres rozkładu temperatur wody gruntowej w zależności od okresu w skali rocznej, co wskazuje na wymaganą głębokość montażu instalacji poziomych w celu uzyskania optymalnej korzyści ekonomicznej instalacji.

Woda gruntowa z głębokości średnio do 10 m poniżej poziomu terenu stanowi naturalne źródło ciepła i chłodu i stosowanie jej w celach chłodniczych lub do ogrzewania, stanowi wykorzystanie energii odnawialnej przyjaznej środowisku, nie inwazyjnej, i nie ingerującą w środowisko naturalne.

Instalacje te przeznaczone są do mniejszych budynków i małych osiedli miejskich, gdzie za pomocą przyłącza do instalacji można uzyskać w lecie jak i w zimie energię odnawialną i zredukować koszt eksploatacji o minimum 50%, przy zapewnieniu 100% ekologicznego rozwiązania. Instalacje takie idealnie nadają się do obiektów położonych w strefach, gdzie woda gruntowa jest na poziomie do 10 m PPT. Prowadzenie instalacji w strefach pozbawionych wód gruntowych jest mniej ekonomiczne i powoduje duże straty energii elektrycznej niezbędnej do wielokrotnego zwiększenia przepływu glikolu i przekazania energii.

Instalacje w układzie jednorurowych pierścieni mogą niezależnie łączyć się z innymi pierścieniami i tworzyć wspólną sieć, tzw. plaster miodu z zachowaniem jednego kierunku przepływu, a stacje pomp w zależności od zapotrzebowania w studzienkach pompowych zapewnią właściwy przepływ i minimalne koszty eksploatacji.

Instalacje z uwagi na pozyskanie energii w różnych warunkach gruntowo-wodnych mogą być łączone w studzienkach zawsze na głębokości 2 m przez co można stworzyć sieć instalacji zapewniającą pozyskanie energii dla większej liczby odbiorców i zwiększyć pobór ekologicznej energii.

Układ urządzeń według wynalazku posiada wymienniki poziome zamontowane na głębokości od 2 do 10 m PPT (Poniżej Poziomu Terenu) usytuowane w wodzie gruntowej, które są połączone w pierścień, gdzie za pomocą pompy cyrkulacyjnej następuje ciągła wymiana energii ciepła i chłodu z central nawiewno-wywiewnych klimatyzowanych budynków z energią zmagazynowaną w nieograniczonych niczym zasobach energii odnawialnej zgromadzonej w wodach gruntowych.

Instalacje takie z uwagi na niskie temperatury powinny być zalane ekologicznym glikolem.

PL 238 276 B1

Glikol w instalacji w obiegu zamkniętym za pomocą pompy cyrkulacyjnej utrzymywany jest w stałej temperaturze odbierając ciepło i chłód z gruntu i wody gruntowej.

Instalacja ta jest tzw. instalacją jednorurową, a pozyskana energia przez poszczególnych odbiorców w procesie chłodzenia i grzania jest w czasie przepływu do kolejnego odbiorcy wymieniana z energią zawartą w gruncie i regeneruje się w 100% zapewniając kolejnemu odbiorcy stałe parametry pracy instalacji. Wprowadzając układ pierścieniowy uzyskuje się większy odzysk energii, a współczynnik jednoczesności pracy poszczególnych instalacji pozwala zwiększyć moc każdej instalacji o 10%. Przy zwiększonym zapotrzebowaniu na energię poszczególnych budynków, można zwiększyć instalację poziomą o kolejne nitki, jak również wprowadzić do wymienników poziomych lub pionowych wymienniki wykonane ze stali kwasoodpornej z możliwością zwiększenia rur HDPE o odcinki wykonane z rur kwasoodpornych.

W studzienkach przyłączeniowych dla każdego odbiorcy wprowadzone są zawory odcinające i jest możliwość zamontowania opomiarowania. Każdy odbiorca już poza studzienką prowadzi instalację do własnego budynku i wyposaża budynek w centralkę wentylacyjną.

Na przewodzie rurowym doprowadzającym zimną lub ciepłą wodę do centrali nawiewnej zamontowany jest zawór regulacyjny z siłownikiem oraz dwa zawory odcinające. Na przewodzie rurowym odprowadzającym ogrzaną lub zimną wodę z centrali nawiewnej zainstalowana jest pompa obiegowa, filtr siatkowy, dwa zawory odcinające, zawór równoważący, zawór trójdrogowy z siłownikiem. Układ urządzeń według wynalazku posiada regulator pogodowy, który podłączony jest przewodami instalacyjnymi do przewodu rurowego doprowadzającego zimną lub ciepłą wodę i współpracuje z sterownikiem BMS instalacji.

Układ urządzeń według wynalazku w znacznym stopniu zmniejsza zużycie energii elektrycznej do wytwarzania ciepła i chłodu w urządzeniach klimatyzacyjnych, wentylacji i chłodnictwa, gdzie tradycyjnie głównym źródłem ciepła czy chłodu są sprężarki. Stanowi to znaczne ograniczenie emisji hałasu do środowiska, a tym samym chroni naturalne środowisko.

Układ urządzeń do pozyskiwania ciepłej i zimnej wody z instalacji wody gruntowej dla urządzeń klimatyzacyjnych, chłodniczych w przykładzie wykonania pokazany jest na rysunkach, na których fig. 1 to ujęcie schematyczne przekroju pionowego instalacji z zamontowanymi na niej urządzeniami wraz z połączeniem z centralą wewnętrzną, fig. 2 stanowi ujęcie schematyczne połączenia kilku domów jednorodzinnych.

W przykładzie wykonania układ urządzeń do pozyskiwania ciepłej lub zimnej wody z instalacji poziomej w wodzie gruntowej dla urządzeń klimatyzacyjnych, chłodniczych posiada wymiennik perforowany 2 usytuowany na poziomych przewodach rurowych 18, który jest połączony z centralą nawiewną 1 przewodami rurowymi 3 i 4 w obiegu zamkniętym, które są mocowane w studzience zewnętrznej 12 do instalacji, przy czym na przewodzie rurowym 3 doprowadzającym zimną lub ciepłą wodę do centrali nawiewnej 1 zamontowany jest zawór regulacyjny z siłownikiem 11, filtr siatkowy 7, zawory odcinające 8 i zawory równoważące 9, a na przewodzie rurowym 4 odprowadzającym ogrzaną lub schłodzoną wodę zainstalowana jest pompa obiegowa 6, zawory odcinające 8 i zawory równoważące 9, zawór trójdrogowy 10 z siłownikiem oraz posiada regulator pogodowy 5 podłączony jest przewodami instalacyjnymi do przewodu rurowego 3 doprowadzającego ciepłą lub zimną wodę, przewodu rurowego 4 odprowadzającego wodę z centrali nawiewnej 1 oraz bezpośrednio do centrali nawiewnej 1. Instalacja według wynalazku posiada studzienkę pompowni cyrkualcyjnej 13, odpowietrznik 14, nanometry 15, zawór bezpieczeństwa 16, naczynie wzbiorcze 17 oraz przewód rurowy poziomy zimnej lub ciepłej wody o zwiększonej mocy 19.

Claims (2)

1. Układ urządzeń do pozyskiwania ciepłej lub zimnej wody z instalacji poziomej w wodzie gruntowej dla urządzeń klimatyzacyjnych, chłodniczych, znamienny tym, że posiada wymiennik perforowany 2 usytuowany na poziomych przewodach rurowych 18, który jest połączony z centralą nawiewną 1 przewodami rurowymi 3 i 4 w obiegu zamkniętym, które są mocowane w studzience zewnętrznej 12 do instalacji, przy czym na przewodzie rurowym 3 doprowadzającym zimną lub ciepłą wodę do centrali nawiewnej 1 zamontowany jest zawór regulacyjny z siłownikiem 11, filtr siatkowy 7, zawory odcinające 8 i zawory równoważące 9, a na przewodzie rurowym 4 odprowadzającym ogrzaną lub schłodzoną wodę zainstalowana

4 PL 238 276 B1 jest pompa obiegowa 6, zawory odcinające 8 i zawory równoważące 9, zawór trójdrogowy 10 z siłownikiem oraz posiada regulator pogodowy 5.

2. Układ urządzeń według zastrz. 1, znamienny tym, że regulator pogodowy 5 podłączony jest przewodami instalacyjnymi do przewodu rurowego 3 doprowadzającego ciepłą lub zimną wodę, przewodu rurowego 4 odprowadzającego wodę z centrali nawiewnej 1 oraz bezpośrednio do centrali nawiewnej 1.