RO126435A0 - Pompă de căldură mixtă apă-aer - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la o pompă de căldură mixtă apă-aer, destinată încălzirii locuinţelor sau spaţiilor comerciale. Pompa conform invenţiei acţionează ca un sistem geotermic de încălzire, care cuprinde un puţ (5) de apă în care este introdusă o pompă (4) submersibilă, care pompează apa din pânza freatică printr-o ţeavă (6), către un schimbător (1) de căldură (1) apă-aer, situat între două unităţi (2 şi 3) exterioare de aer condiţionat, de tip inverter, apa mai rece, care iese din schimbător (1), fiind returnată printr-o ţeavă (7), către un al doilea puţ (8), reîntorcându-se apoi spre pânza freatică, iar căldura din apa relativ mai caldă decât aerul atmosferic din schimbător (1) este transmisă către aerul vehiculat de către ventilatorul acestuia către spatele unităţilor (2 şi 3) exterioare de aer condiţionat de tip inverter, între peretele locuinţei şi admisia de aer a unităţilor (2 şi 3) exterioare, aerul relativ încălzit, care iese din schimbătorul (1) de căldură, fiind preluat de unitatea (2 şi 3) exterioară a aerului condiţionat, încălzind agentul frigorific care circulă în mod normal şi care este compresat către unitatea internă a aerului condiţionat care se află în interiorul locuinţei, încălzind aerul acesteia, iar în funcţie de temperatura aerului atmosferic, pompa (4) submersibilă şi ventilatorul schimbătorului (1) de căldură pot fi pornite sau nu, acestea putând porni termostatat, dacă temperatura aerului atmosferic ar fi prea mică, iar coeficientul de performanţă al unităţilor inverter ar fi prea slab, astfel, prin încălzirea relativă a aerului la intrarea în unităţile (2 şi 3) exterioare, acestea vor funcţ

Description

DESCRIERE

Invenția se refera la un sistem de încălzire geotermic destinat încălzirii locuințelor sau spatiilor comerciale .

Sistemul se comporta ca o pompa de căldură de tip apa-aer sau aer-aer., extragand căldură din sol sau din aer si cedand-o către aerul din interiorul locuinței. Principiul de funcționare al sistemelor cu pompa de căldură este binecunoscut, constând in existenta unui circuit închis ce conține un vaporizator (unitate externa), un compressor , un condensator (unitate interna) si un ventil de expansiune. In circuitul descris mai sus circula freon sau orice agent frogorificc cu temperatura mica de fierbere In vaporizator (unitatea externa) are loc transferul termic intre sursa rece si agentul frigorific, in timp ce in condensator ( unitatea interna) are loc transferul termic de la agentul frigorific spre mediul intern de încălzit.

Sunt cunoscute diferite tipuri constructive de sisteme de încălzire avand la baza pompa de căldură., aceasta putând fi de tip aer - aer , aer - apa sau apa -apa . Toate aceste sisteme sunt caracterizate de coeficientul de performanta COP , egal cu raportul intre căldură produsa si energia consumata . COP depinde foarte mult de temperatura sursei reci. Cu cat aceasta temperatura este mai mare cu atat COP este mai bun.

Pompa de tip aer-aer este reprezentata de orice tip de aparat de aer condiționat dotat si cu funcția de încălzire . Acest tip constructiv ușor de instalat, simplu si ieftin are dezavantajul scăderii coeficientului de performanta pe perioada de iama caracterizata de temperaturi ale mediului ambient sub zero grade Celsius. In plus , funcționarea la temperatura mica a mediului ambiant a unitatii exterioare duce la fenomenul de givrare (inghet) al unitatii exterioare , funcționarea continua fiind imposibila la temperaturi de mai puțin de minus IOC.

Se mai cunoaște un sistem de încălzire dotat cu pompa de căldură foarte performant de tip apa- apa , caracterizata de un foarte bun coeficient de performanta generat practic de temperatura relativ mare a apei încălzită de sol si de coeficienții buni de transfer termic de la mediul lichid (apa) către vaporizator, respectiv de la agentul frogorific din unitatea interna către apa circuitului de încălzire al casei. Sursa externa de căldură a acestui sistem este reprezentata de apa ce extrage căldură fie dintr-un sistem deschis (put de alimentare - pompa căldură - put deversare ) fie dintr-un sistem închis, reprezentat de ansambluri de țevi tur retur îngropate in pamand pe verticala au pe orizontala . Acest sistem este insa foarte costisitor, necesitând lucrări de amenajare a câmpului de țevi externe sau a cate doua puțuri de capacitate mare, pompa de căldură in sine fiind foarte scumpa iar sistemul de încălzire intern al locuinței necesitând rețea clasica de calorifere sau radiatoare apa - aer..

Sistemul de încălzire geotermic , conform invenției, înlătură neajunsurile soluțiilor cunoscute prin aceea ca este alcătuit dintr-o combinație intre un sistem de aer condiționat tip inverter si o sursa simpla de căldură geotermica , legătură dintre acestea fiind făcută de un încălzitor simplu (radiator schimbător de căldură) de tip apa aer . Unitățile exterioare de aer condiționai se afla montate in aerul liber atmosferic si au intercalate un schimbător de căldură (incalzitor-radiator) apa -aer. Sursa de căldură primara este alcatuita dintr-un put care conține apa aflata in circuit deschis format dintr-o pompa submersibila, țeava de tur care duce apa către c\- 2 O 1 1 - 0 O O 5 9 - 3 1 -01- 2011 schimbătorul apa aer si țeava retur care duce apa relativ mai rece de la încălzitor pana către al doilea put.. Căldură este obtinuta din panza freatica ce actioneaza ca o sursa inepuizabila de.energie. Apa este extrasa prin intermediul pompei submersibile si transportata către radiatorul schimbător de căldură Acest schimbător sufla aer relativ mai cald fata de aerul atmosferic , intre peretele locuinței si spatele (admisia de aer) a unitatii exterioare a aparatului de aer condiționat de tip inverter.. Astfel aparatul de aer condiționat funcționează la un coeficent de performanta bun ,net superior in comparație cu coeficientul de performanta caracteristic temperaturii aerului ambient ,in caz ca acesta nu ar fi fost încălzit de radiator... Căldură trece deci, de la apa din încălzitor către aerul dintre perete si unitatea exteriaora a aerului condiționat de tip inverter.. Mai departe , aerul condiționai funcționează normal transferând căldură din agentul frigorific către aerul din interiorul locuinței.

Invenția, înlătură neajunsurile sistemelor geotermice cunoscute , închise sau deschise.. Fata de un sistem închis caracterizat de sisteme tur retur de țevi dezvoltate orizontal sau vertical exista avantajul cert al costului si volumului de munca necesar amenajării, foarte mici, in condițiile obținerii acelorași performante tehnice..In acest sens, suprafața de preluare a căldurii de la sol către apa este data chiar de importanta pânzei freatice.. Chiar daca este un sistem deschis, apa preluata din panza freatica neavand o puritate deosebita, totuși nu se pun probleme de contaminare a schimbătoarelor de căldură, sistemul funcționând relativ puțin pe durata iernii, numai atunci când temperaturile aerului atmosferic ar scadea sub minus 10 C.. In plus, un schimbător de căldură tip radiator este foarte robust si nu pune probleme deosebite de fiabilitate, tocmai datorita simplității sale. .Acest sistem , practic, extinde domeniul de temperatura de funcționare al aparatelor de aer condiționat de tip inverter.

In caz ca temperatua mediului ambient ar scadea la valori extreme, funcționarea sistemului descris poate fi imbunatatita prin atașarea unei incinte din polistiren expandat aplicate ca o cuva clopot pe deasupra sistemului, avand ca baza de aplicare peretele locuinței pe care sunt aplicate unitățile exteriaore .de aer condiționat. In acest fel in interiorul incintei ar fi vehiculat un aer diferit si izolat termic fata de cel atmosferic. Acest aer este in continuare încălzit de schimbătorul de căldură si cedat către unitățile de aer condiționat exterire. Acestea răcesc aerul, preluând căldură din el dar acesta este preluat in continuare de către schimbător si reîncălzit. Apare astfel un circuit închis., temperatura de functinare a aparatelor de aer condiționat exteriare fiind considerabil mărită iar coeficientul lor de performanta, considerabil imbunatatit.

Se da in conțiunuare un exemplu de realizare a invenției, in legătură cu figurile 1-2 care reprezintă:

fig. 1 secțiune a sistemului de încălzire conform invenției - mod de funcționare cu utilizare a sursei de căldură geotermice fig 2. secțiune a sistemului de încălzire conform invenției - mod de funcționare cu utilizare a sursei de căldură geotermice,dar cu aplicarea incintei de tip cuva clopot ,in cazul temperaturilor ambiante extrem de scăzute.

Sistemul de încălzire geotermic , conform unui exemplu de realizare a invenției este alcătuit din unitățile exterioare de aer condiționat (2) si (3) si schimbătorul de căldură (1). Schimbătorul de căldură (1) este aflat intr-un circuit de apa format din pompa submersibila (4) aflata in primul putui (5), țeava de tur (6) si țeava de retur (7) care coboara in cel de-al doilea put (8). . Apa circula in circuit fiind preluata de către pompa submersibila (4) din putui (5), trecuta prin

<Λ--2 ο ν - Ο Ο Ο 5 9 - 3 1 -Οΐ- 2911 schimbătorul de căldură (1) din care iese răcită prin țeava de retur (7) fiind întoarsa putui (8).

Aerul circula dinspre schimbătorul de căldură (1), suflat de către ventilatorul acestuia, către unitățile exterioare de aer condiționat (2) si (3). Aerul atmosferic este încălzit relativ de schimbătorul de căldură (1) si adus la o temperatura mai mare la intrarea in unitatea exterioara (2) si (3), ducând la funcționarea aerului condiționat la un COP bun.

In cazul funcționarii in circuit de aer deschis (fig 1) ,1a temperaturi rezonabile ale aerului atmosferic (pana la minus IOC), pompa submersibila (4) si ventilatorul schimbătorului (1) pot fi oprite , coeficientul de performanta fiind destul de bun La scăderea temperaturii aerului sub minus 10 C , se poate porni pompa (4) si ventilatorul schimbătorului de căldură (1)

In cazul utilizării incintei tip cuva clopot aplicata (9) ( fig 2) aerul circula dinspre schimbătorul de căldură (1) către spatele aparatelor de aer condiționat intre perete si aparate, este preluat de aparatele (2) si (3) si este livrat relativ mai rece către ventilatorul schimbătorului de căldură (1) care il preia si il împinge reîncălzit prin radiator către unitățile exterioare (2) si (3), ciclul reluandu-se.

Claims (2)

1. Revendicări

   1) Sistem încălzire geotermic caracterizat prin aceea ca este alcătuit dintr-un schimbător de căldură - radiator apa aer (1) intercalat intre doua unitati exterioare de aer condiționai (2), schimbătorul (1), prin care circula apa din panza freatica, ridicând temperatura aerului ce intra in unitățile exterioare de aer condiționai tip inverter (2) si (3).
2. 2) Sistem de încălzire geotermic conform revendicării 1 peste care se aplica o incinta de tip cuva clopot ( 9)aerul din incinta,izolat termic fata de aerul atmosferic , fiind vehiculat in circuit închis.