RS60768B1 - Uređaj i postupak za uticanje na temperaturu u objektu - Google Patents

Description

Opis

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na uređaj pomoću kojeg se može uticati na temperaturu u objektu i postupak za upravljanje uređajem pomoću kojeg se može uticati na temperaturu u objektu koja sadrži jedinicu centralne toplotne pumpe sa kondenzatorom, isparivačem, kompresorom, izmenjivačem toplote i elektronskom kontrolnom jedinicom koja upravlja protokom rashladnog sredstva unutar sistema cevi za rashladno sredstvo unutar jedinice centralne toplotne pumpe, pri čemu je jedinica centralne toplotne pumpe povezana sa cevima za distribuciju tečnosti kroz zgradu od jedinice centralne toplotne pumpe do, najmanje, jedna unutrašnje jedinice i nazad.

[0002] Iz dokumenta EP 1347 253 A1 poznati su uređaj i postupak pomoću kojih se može uticati na temperaturu u objektima. Prednost ovog uređaja i postupka je u tome što je rashladno sredstvo zamenjeno vodom u jednostrukom dvocevnom prstenu. Ova zamena je ekološki prihvatljiva jer su rashladna sredstva uzrok znatnih problema atmosfere. Takođe, sigurno tehničko rukovanje rashladnim sredstvima u objektima zahteva ulaganje znatnih napora tokom ugradnje i korišćenja. Voda u prstenastoj cevi je u stanju da najmanje delimično uravnoteži različite potrebe za grejanjem i hlađenjem između različitih prostorija u objektu tako da se potrošnja energije koja odlazi na rad klima uređaja u objektu smanjuje. Dodavanjem jedinice centralne toplotne pumpe u sistem, temperatura vode u prstenastoj cevi se po potrebi može povisiti ili sniziti delovanjem ove toplotne pumpe. Dakle, ukoliko postoji opšta potreba za energijom zagrevanja, ona se najmanje delimično može dodati u prstenastu cev od strane jedinice centralne toplotne pumpe, i ovo funkcioniše u skladu sa opštim zahtevima za hlađenjem.

[0003] Pomoću poznatog sistema pojedinačno podešavanje temperature u prostoriji postiže se pomoću pojedinačnih unutrašnjih jedinica toplotne pumpe koje su instalirane u svakoj od respektivnih soba, i koje su povezane sa prstenastom cevi radi ekstrahovanja vode iz prstenaste cevi, dodajući energiju u, ili oduzimajući energiju iz vode, i vraćajući vodu nazad u prstenastu cev čime se zagreva i/ili hladi pojedinačna prostorija. Međutim, unutrašnja jedinica toplotne pumpe ipak zahteva najmanje neku količinu energije za rad što umanjuje energetsku efikasnost čitavog sistema, toplotna pumpa unutrašnje jedinice tokom rada proizvodi zvuk poreklom od kompresora toplotne pumpe, a i toplotne pumpe svake unutrašnje jedinice su prilično teške i skupe tako da su u većim objektima težina sistema i troškovi vezani za njega prilično veliki. Takođe dodatno postoji i rashladno sredstvo koje se koristi u toplotnim pumpama svake unutrašnje jedinice, što povećava tehničku složenost pojedinačne toplotne pumpe i njene potrebe za servisiranjem.

[0004] Trenutno na tržištu takođe postoje direktno proširivi fan-coil sistemi (sistemi sa ventilatorom i konvektorom) sa dvostrukim i, uglavnom, trostrukim cevima. Ovi sistemi, ipak, rade sa rashladnim sredstvom u cevima postavljenim u objektu. To znači da u jednoj cevi postoji rashladno sredstvo u obliku vrelog gasa pod visokim pritiskom direktno iz kompresora, u drugoj cevi kondenzovan tečni rashladni fluid, a u trećoj cevi hladni gas niskog pritiska koji dolazi iz isparivača. Rashladno sredstvo koje se koristi u objektu postaje sve kritičnije po pitanju ekologije. Cevi za rad pri visokom pritisku je teško montirati, postoje rizici od curenja rashladnog sredstva u objekat, a popravke su skupe. Unutrašnje jedinice se mogu koristiti i za grejanje i za hlađenje.

[0005] Na tržištu postoje i sistemi sa dve cevi i, uglavnom, četiri cevi koji isporučuju toplu vodu temperature 40°C do 55°C i/ili hladnu vodu temperature 5°C do 10°C, i povratkom tople vode na temperaturi od 30°C do 50°C i povratkom hladne vode od 10°C do 20°C. Ovi sistemi su takođe energetski neefikasni, jer je temperaturna razlika između temperatura tečnosti u cevima i prosečne temperature u objektu prilično velika, a gubici energije su znatni. Unutrašnje jedinice se mogu koristiti i za grejanje i za hlađenje.

[0006] Dokument WO 86/00976 A1 opisuje jedinicu toplotne pumpe namenjenu za uticanje na temperaturu u objektu sa smenjujućim režimima grejanja/hlađenja i dodatnim obezbeđivanjem tople vode.

[0007] Predmet ovog pronalaska je da se prethodno navedeni nedostaci najmanje donekle umanje, a prednosti su najmanje povećaju i integrišu u uređaj toplotne pumpe i postupak sa poboljšanom efikasnošću, nižim troškovima ugradnje i sistemom cevi. Ovaj problem se rešava pomoću uređaja koji sadrži:

- jedinicu centralne toplotne pumpe sa odvodom tople tečnosti ka sistemu cevi za toplu tečnost, sa odvodom hladne tečnosti ka sistemu cevi za hladnu tečnost i sa dovodom tečnosti povezanim na sistem cevi (42) za povratak tečnosti,

- kondenzator, kao deo jedinice centralne toplotne pumpe, povezan sa odvodom tople tečnosti i dovodom tečnosti,

- isparivač, kao deo jedinice centralne toplotne pumpe, povezan sa odvodom hladne tečnosti i dovodom tečnosti,

- kompresor, kao deo jedinice centralne toplotne pumpe, namenjen za povećanje pritiska rashladnog sredstva,

- izmenjivač toplote, kao deo jedinice centralne toplotne pumpe, namenjen za isparavanje i zagrevanje ili kondenzovanje i hlađenje rashladnog sredstva, - sistem cevi za rashladno sredstvo, kao deo jedinice centralne toplotne pumpe, koji je povezan sa kondenzatorom, isparivačem, kompresorom i izmenjivačem toplote, i koji vrši distribuciju rashladnog sredstva u jedinici centralne toplotne pumpe, i

- najmanje jedna unutrašnja jedinica koja je povezana sa odvodom tople tečnosti preko sistema cevi za toplu tečnost, sa odvodom hladne tečnosti preko sistema cevi za hladnu tečnosti i sa dovodom tečnosti preko sistema cevi za povratak tečnosti.

Pomoću ovog uređaja se ostvaruju brojne prednosti, posebno kada izmenjivač toplote ima visok koeficijent prenosa toplote. Svakom unutrašnjom jedinicom može se upravljati kao jednostavnom ventilacionom jedinicom sa jednostavnim izmenjivačem toplote. Više nije neophodno postavljati toplotnu pumpu u svaku pojedinačnu prostoriju. Na taj način unutrašnje jedinice rade koristeći samo vodu kao ekološki prihvatljiv i poželjan primer tečnosti, bez korišćenja rashladnog sredstva u sobama ili sistemima cevi postavljenim u objektu. Unutrašnje jedinice su manje složene, jednostavne za postavljanje i komforne su za upotrebu skoro bez proizvođenja zvukova pri radu. Zbog smanjene složenosti unutrašnje jedinice su znatno jeftinije za proizvodnju i servis, što donosi značajne uštede sa povećanjem broja unutrašnjih jedinica koje se ugrađuju u objekat.

[0008] Sve navedene prednosti se posebno postižu prebacivanjem sa poznatog sistema prstenaste cevi na sistem sa tri cevi. Razdvajanjem dovoda tečnosti do unutrašnjih jedinica na toplu i hladnu tečnost, oba sistema cevi su fokusirana na svoju pojedinačnu funkciju, odnosno na dovođenje energije za grejanje pomoću tople tečnosti, ili na odvođenje energije iz respektivne prostorije pomoću hladne tečnosti. Šta god da korisnik u prostoriji zahteva, korišćenjem unutrašnje jedinice za zagrevanje ili hlađenje vazduha u prostoriji, tečnost - bilo topla ili hladna – ulazi u unutrašnju jedinicu. U izmenjivaču toplote se toplota ili uzima iz tople tečnosti, ili se toplota dodaje tečnosti u izmenjivaču toplote, a tečnost napušta unutrašnju jedinicu sa različitom temperaturom od one koju je unela pre, u blizini ili čak na nivou lokalne sobne temperature.

[0009] Povratna tečnost se sakuplja iz svih pojedinačnih unutrašnjih jedinica koje rade u objektu kroz sistem cevi za povratak tečnosti. Na ovaj način sistem cevi za povratak tečnosti sakuplja sve zahteve za grejanjem i hlađenjem u objektu tako što završavaju na određenoj temperaturi povratne tečnosti na dovodu za povratak tečnosti. Pošto se pojedinačni zahtevi za hlađenjem i grejanjem u svakoj pojedinačnoj prostoriji objekta sumiraju u temperaturi povratne tečnosti, ova temperatura je veoma blizu prosečne temperature u zgradi, čime se izbegava potreba za izolacijom sistema cevi. Količina energije koja je potrebna za hlađenje i/ili zagrevanje te povratne tečnosti do potrebnog nivoa je znatno manja od energije koja bi bila potrebna kada bi se svaka prostorija pojedinačno hladila ili zagrevala, i ti pojedinačni energetski zahtevi su zajedno sumirani.

[0010] Uštede energije se mogu postići pogodnim povezivanjem tri cevi sa kondenzatorom i isparivačem na tečnoj strani, i povezivanjem sistema cevi za rashladno sredstvo sa kondenzatorom i isparivačem. Višak energije ili potreba za energijom kompletnog sistema može biti sravnjena kroz rad toplotne pumpe jedinice centralnog izmenjivača toplote. Ukoliko se izmenjivač toplote hladi i kondenzuje rashladno sredstvo koje protiče kroz njega, višak energije se gubi, dok ukoliko izmenjivač toplote isparava i greje rashladno sredstvo, u sistem se dodaje energija preko rashladnog sredstva. Na taj način izmenjivač toplote jedinice centralne toplotne pumpe može da sravni opšti višak energije ili opšte potrebe za energijom celog sistema.

[0011] Dodatna prednost se postiže pojednostavljivanjem unutrašnjih jedinica na jednostavne tri cevi, pasivne izmenjivače toplote. Za rad unutrašnjih jedinica dovoljno je otvoriti i modulisati bilo ventil na cevi za toplu tečnost, ili na cevi za hladnu tečnost, tako da respektivna tečnost po potrebi može dospeti u izmenjivač toplote. Uključivanjem ventilatora, koji je takođe deo unutrašnje jedinice, vazduh u prostoriji se izduvava kroz izmenjivač toplote i na taj način se hladi ili greje. Ova funkcija unutrašnje jedinice se može automatizovati i lako daljinski upravljati korišćenjem odgovarajućih komandi, ako je to potrebno. Unutrašnja jedinica je takođe u mogućnosti da zadrži izabranu temperaturu u prostoriji.

[0012] Unutrašnja jedinica se može koristiti kao podna, zidna i/ili plafonska, ili kao viseća jedinica za grejanje ili hlađenje. Zbog relativno niskih uobičajenih povoljnih temperatura u sistemu sa tri cevi, tečnost se takođe može koristiti i kao medijum za grejanje ili hlađenje podova, zidova i/ili plafona objekta. Grejanje ili hlađenje podova, zidova i/ili plafona bi moglo reagovati sporije od grejanja ili hlađenja od strane unutrašnjih jedinica sa ventilatorima koji greju ili hlade vazduh u sobi, međutim ono je vrlo ugodno i konstantno tako da se, čak, i funkcija grejanja ili hlađenja na taj način može postići iz istog izvora.

[0013] Potrošnja energije čitavog sistema je smanjena kako se COP i EER vrednosti povećavaju do dvostruko većih u odnosu na standardne konstrukcije toplotnih pumpi. Toplota i hladnoća koje su sakupljene u povratnoj tečnosti se ne gube u jedinici centralne toplotne pumpe, već se primarno razmenjuju između kondenzatora i isparivača, tako da se toplota generisana u ciklusu hlađenja prenosi u sistem cevi za toplu tečnost, dok se hladnoća koja se stvara u ciklusu grejanja prenosi na sistem cevi za hladnu tečnost. Odgovarajuća energija potrebna za hlađenje i zagrevanje zadržava se u sistemu. Pošto se temperature tečnosti u sistemu cevi sa toplom tečnošću i sistemu cevi sa hladnom tečnošću razlikuju samo za nekoliko stepeni od prosečne temperature u objektu i sistemu cevi za povratak tečnosti, gubici toplote i hladnoće u sistemu su vrlo niski, dok Karnoov faktor ostaje visok, što dodatno povećava energetsku efikasnost sistema. Unutrašnje jedinice zahtevaju samo električnu energiju za rad ventilatora, više nema kompresora koji bi se mogli pokretati. Tako se smanjuje i potrošnja energije od strane svake unutrašnje jedinice.

[0014] Prema poželjnom izvođenju pronalaska, izmenjivač toplote je postavljen paralelno sa kondenzatorom ili isparivačem. Drugim rečima izmenjivač toplote je, zavisno od protoka tečnosti u uređaju, postavljen paralelno sa kondenzatorom u određenom trenutku ili tokom određenog vremenskog perioda, dok je u drugom trenutku ili periodu vremena, izmenjivač toplote postavljen paralelno sa isparivačem. Na taj način se optimizuje (minimizira) ukupan pad pritiska u sistemu u dualnom režimu rada, a ne u kondenzatoru i isparivaču, uključujući i kompresor, koji su termički u ravnoteži. Kao rezultat manjeg pada pritiska, efikasnost sistema se povećava. U situaciji kada je kompresor isključen, izmenjivač toplote može biti paralelno sa isparivačem kao i kondenzatorom.

[0015] Prema jednom izvođenju pronalaska, jedinica centralne toplotne pumpe sadrži elektronsku kontrolnu jedinicu koja je povezana sa najmanje jednim senzorom pritiska koji se nalazi u uređaju, a koji tokom rada meri pritisak u cevima za rashladno sredstvo, najmanje jedan senzor temperature koji se nalazi u uređaju, a koji tokom rada meri temperaturu u cevima za rashladno sredstvo i određeni broj ventila koji su smešteni unutar sistema cevi za rashladno sredstvo, a čiji prekidački/ograničavajući položaji tokom rada utiču na protok rashladnog sredstva u sistemu cevi za rashladno sredstvo, pri čemu položaje ventila podešava elektronska upravljačka jedinica. Pomoću elektronskog upravljačkog uređaja, njegovih senzora i ventila, omogućen je automatizovan rad kompletnog sistema. Radne postavke se mogu programirati u odgovarajućem računarskom softveru. Elektronski upravljački sistem sadrži relevantna znanja potrebna za rad jedinice centralne toplotne pumpe, a pored toga, ukoliko je potrebno, i za kompletan sistem, uključujući i unutrašnje jedinice koje su povezane sa jedinicom centralne toplotne pumpe. Tok energije između kondenzatora, isparivača, izmenjivača toplote i kompresora unutar jedinice centralne toplotne pumpe može da kontroliše elektronska upravljačka jedinica. Funkcija elektronske upravljačke jedinice se može proširiti korišćenjem trenutno izmerenih i/ili sačuvanih vremenskih informacija, sezonskih informacija i/ili vremenskih prognoza radi utvrđivanja odgovarajućih strategija za uticanje i skladištenje hladnih i toplih tečnosti i određivanje njihovih temperaturnih pragova tokom jednog dana.

[0016] Prema jednom izvođenju pronalaska jedan skup ventila je izveden najmanje na svakoj od cevi za rashladno sredstvo iz kondenzatora i isparivača, pre isparivača, pre i nakon kondenzatora, i u povratnoj cevi kompresora, sve posmatrano u smeru dovoda rashladnog sredstva, dok dodatni ventili mogu biti izvedeni pre i iza izmenjivača toplote. Ovi preporučeni položaji ventila su povoljni jer omogućavaju efikasnu kontrolu protoka rashladnog sredstva unutar jedinice centralne toplotne pumpe. U ovom dokumentu se pojmovi pre i nakon, ukoliko se odnose na protok tečnosti, respektivno odnose na uzvodni i nizvodni smer.

[0017] Prema jednom izvođenju pronalaska senzori pritiska su najmanje pričvršćeni na dovodne i odvodne cevi za rashladno sredstvo kompresora i na povratne cevi za tečnost pre cirkulacione pumpe, sve posmatrano u smeru dovoda povratne tečnosti. Informacije o stanju pritiska na predloženim lokacijama su korisne za donošenje ispravnih odluka o kontroli i upravljanju funkcijom jedinice centralne toplotne pumpe.

[0018] Prema jednom izvođenju pronalaska temperaturni senzori su izvedeni najmanje pre odvoda za toplu tečnost i odvoda za hladnu tečnost i nakon dovoda za povratnu tečnost. Dodatni temperaturni senzori mogu biti izvedeni u cevima za rashladno sredstvo pre i nakon kompresora, u izmenjivaču toplote i u isparivaču, sve posmatrano u smeru dovoda tečnosti ili rashladnog sredstva. Poznavanje temperatura tečnosti i rashladnog sredstva na predloženim lokacijama pomaže u donošenju ispravnih odluka o podešavanju ventila unutar jedinice centralne toplotne pumpe.

[0019] Prema jednom izvođenju pronalaska, tokom primene elektronska upravljačka jedinica kontroliše dovodni kapacitet kompresora i/ili dovodni kapacitet najmanje jedne cirkulacione pumpe koja je povezana sa dovodom tečnosti. Kontrolom dovodnog kapaciteta kompresora može se aktivirati ciklus rashladnog sredstva u sistemu cevi za rashladno sredstvo, kontrolisati kapacitet ili zaustaviti, šta god je potrebno u određenoj situaciji. Kontrolom dovodnog kapaciteta cirkulacione pumpe može se uticati na brzinu protoka tečnosti kroz sistem cevi i pritisak tečnosti, što je relevantno za ispravnu funkciju celog sistema.

[0020] Prema jednom izvođenju pronalaska odvod za toplu tečnost je povezan sa rezervoarom za toplo termalno skladištenje koji tokom upotrebe obezbeđuje toplu tečnost za sistem cevi za toplu tečnost i/ili je odvod za hladnu tečnost povezan sa rezervoarom za hladno termalno skladištenje koji tokom upotrebe obezbeđuje hladnu tečnost za sistem cevi za hladnu tečnost. Integrisanjem rezervoara za termičko skladištenje u sistem moguće je skladištiti nešto tople i hladne termalne energiju koja se može ponovo koristiti u vidu bafera tokom npr. dnevnog ciklusa od 24 sata.

[0021] Prema jednom izvođenju pronalaska rezervoar za toplo termalno skladištenje i/ili rezervoar za hladno termalno skladištenje sadrže najmanje jedan element sa fazno promenljivim materijalom. Upotrebom fazno promenljivog materijala može se poboljšati kapacitet skladištenja energije u odgovarajućem rezervoaru za termalno skladištenje, dok temperatura ostaje konstantna.

[0022] Prema jednom izvođenju pronalaska postoji prečica između rezervoara za toplo termalno skladištenje i/ili sistema cevi za toplu tečnost do sistema cevi za povratnu tečnost i prečica između rezervoara za hladno termalno skladištenje i/ili sistema cevi za hladnu tečnost do sistema cevi za povratnu tečnost, pri čemu se obe prečice upravljive pomoću ventila koji se mogu podešavati bilo usled diferencijalnog pritiska između pritiska u rezervoaru za toplo hladno termalno skladištenje ili rezervoaru za hladno termalno skladištenje i/ili sistema cevi za toplu ili hladnu tečnost sa jedne strane, i pritiska u sistemu cevi za povratnu tečnost sa druge strane ili se mogu podešavati pomoću kontrolisanog pogona. Uobičajeno se protok tečnosti kroz sistem cevi za toplu tečnost, uključujući i rezervoar za toplo termalno skladištenje, aktivira ako topla tečnost teče u jednu ili više unutrašnjih jedinica. Sve dok je otvoren jedan ili više unutrašnjih ventila, postoji protok sveže tople tečnosti u sistem cevi za toplu tečnost i rezervoar za toplo termalno skladištenje. Međutim, čim se svi ventili unutrašnjih jedinica zatvore, protok u sistemu cevi sa toplom tečnošću se zaustavlja. Ukoliko temperatura tople tečnosti u rezervoaru za toplo termalno skladištenje i/ili sistemu cevi za toplu tečnosti padne ispod unapred određene vrednosti praga, jer nema dalje tople tečnosti koja bi se dopremala iz kondenzatora, temperatura se može ponovo povisiti samo ako postoji prečica za toplu tečnost pomoću koje se ventili unutrašnjih jedinica mogu izmeniti, tako da je moguć svež protok tople tečnosti iz kondenzatora, čak i ukoliko su svi ventili unutrašnjih jedinica zatvoreni. Ovaj problem se rešava prečicom. Ovo važi i za hladnu tečnost, respektivno kako je objašnjeno za toplu tečnost. Korišćenjem ventila kao što je predloženo, rad je lak i otporan na otkaze.

[0023] Prečica sa rezervoarom za hladno termalno skladištenje i/ili sistema cevi za hladnu tečnost ka sistemu cevi za povratnu tečnost može se takođe upotrebiti za izvlačenje energije iz rezervoara za hladno termalno skladištenje i/ili sistema cevi za hladnu tečnost kada je izmenjivaču toplote potrebno privremeno odmrzavanje usled nakupljenog leda pri vlažnim vremenskim uslovima. Dok je uključen režim odmrzavanja, kondenzator se ne koristi jer je pritisak rashladnog sredstva u zamrznutom izmenjivaču toplote mnogo niži nego u kondenzatoru, usled ventila regulatora pritiska na izlazu kondenzatora. Pošto je verovatno da nijedna unutrašnja jedinica ne zahteva hlađenje, protok u sistemu cevi za hladnu tečnost može izostati, što bi sprečavalo isparivač da ispravno radi. Tada se u ovom režimu aktiviraju ventil za premošćavanje i rezervoar za hladno termalno skladištenje i/ili sistem cevi za hladnu tečnost.

[0024] Prema jednom izvođenju pronalaska veza unutrašnje jedinice sa sistemom cevi za toplu tečnost je regulisana pomoću prvog ventila, dok je veza unutrašnje jedinice sa sistemom cevi sa hladnom tečnošću regulisana pomoću drugog ventila, gde se oba ventila mogu podešavati ili modulisati zbog rada u režimu grejanja ili hlađenja unutrašnje jedinice, i gde se veza unutrašnje jedinice sa sistemom cevi za povratnu tečnost može regulisati ili modulisati pomoću podesivog ventila za ograničavanje maksimalnog protoka. Prvim i drugim ventilima se precizno može podešavati temperatura tečnosti koja protiče kroz unutrašnju jedinicu putem regulisanja delova hladne i tople tečnosti koje ulaze u unutrašnju jedinicu pomoću ventila. Ukoliko se zahteva potpuno grejanje, otvoren je samo ventil sistema cevi sa toplom tečnošću, dok ukoliko se zahteva potpuno hlađenje, otvoren je samo ventil sistema cevi sa hladnom tečnošću. Ukoliko nije potrebno podešavanje temperature u odgovarajućoj prostoriji, oba ventila su zatvorena. Ukoliko je potrebno manje prilagođavanje temperature u prostoriji, tada se svaka odgovarajuća mešavina tople i hladne tečnosti može odabrati odgovarajućim radnim podešavanjima odgovarajućih ventila. Opcijom regulisanja protoka tečnosti kroz unutrašnju jedinicu se uopšteno može bolje kontrolisati funkcija unutrašnje jedinice, a eliminiše se protok povezan sa aktivnostima koje su posledica upravljanja na licu mesta.

[0025] Unutrašnja jedinica može da sadrži elektronsku kontrolnu jedinicu unutrašnje jedinice koja je povezana sa najmanje jednim temperaturnim senzorom koji meri temperaturu tečnosti koja ulazi u unutrašnju jedinicu, sa najmanje jednim

1

temperaturnim senzorom koji meri temperaturu u prostoriji u kojoj je postavljena unutrašnja jedinica, i pogoni za podešavanje prvog i drugog ventila i opciono podesivog ventila za ograničavanje maksimalnog protoka, pri čemu se položaj svakog ventila može postaviti od strane elektronske upravljačke jedinice unutrašnje jedinice. Pomoću elektronske upravljačke jedinice unutrašnje jedinice može se automatizovati rad unutrašnje jedinice. Takođe se podešavanja mogu daljinski odabirati. Korisnik može da odabere određenu temperaturu u sobi, a elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice zatim upravlja ventilima prema odgovarajućem softveru kako je potrebno da se postigne i zadrži podešena temperatura u odgovarajućoj prostoriji.

[0026] Prema jednom izvođenju pronalaska elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice povezana je sa elektronskom upravljačkom jedinicom centralne toplotne pumpe. Povezivanjem i komunikacijom između odgovarajućih upravljačkih jedinica može se optimizovati rad obe upravljačke jedinice.

[0027] Prema jednom izvođenju pronalaska sistem cevi za toplu tečnost i/ili sistem cevi za hladnu tečnost povezan je sa spoljašnjim izmenjivačem toplote radi ubacivanja eksterne toplote ili hladnoće u tečnost. Spoljašnji izmenjivač toplote može biti povezan sa barom, jezerom ili rekom, rezervoarom prskalice, bazenom ili određenim rezervoarom vode ili bilo kojim izvorom toplote pomoću kotla, kolektora, otpadne toplote ili drugih izvora termalne energije, kako bi se koristila energija ili hladnoća iz tamo dostupne vode, ili se može prilagoditi korišćenju geotermalne energije za skladištenje i vađenje energije iz zemlje.

[0028] Prema jednom izvođenju pronalaska jedinica centralne toplotne pumpe je konstruisana kao spoljašnja jedinica koja se nalazi izvan objekta. Ovim dizajnom se ne gubi prostor unutar objekta koji se može upotrebiti u druge svrhe, izmenjivač toplote može direktno da izduvava zagrejani ili hladni vazduh u okolinu, zvuk koji tokom rada proizvodi centralna toplotna pumpa ostaje izvan objekta, a i servisiranje jedinice je lakše usled bolje dostupnosti. Čak je i zamena kompletne jedinice moguća vrlo brzo, ukoliko to bude potrebno. Dizajniranjem jedinice centralne toplotne pumpe kao spoljašnje jedinice, u objektu nema rashladnog sredstva.

[0029] Prema jednom izvođenju pronalaska topla, hladna i povratna tečnost je voda. Voda je ekološka tečnost, pa čak i ukoliko neka cev procuri, ona ne predstavlja opasnost za ljude u objektu. Ima visok energetski kapacitet i idealna je za korišćenje kao nosioca energije.

[0030] Prema jednom poželjnom izvođenju pronalaska, kondenzator, isparivač i/ili izmenjivač toplote u jedinici centralne toplotne pumpe povezani su sa sistemima cevi za rashladno sredstvo sa dvosmernim ventilima, a naročito izmenjivač toplote sa dva dvosmerna regulaciona ventila. Inventivna centralna toplotna pumpa sadrži tri izmenjivača toplote: isparivač, kondenzator i izmenjivač toplote između vazduha i rashladnog sredstva i rashladnog sredstva i vazduha. Izmenjivač toplote - vazduh i rashladno sredstvo ili rashladno sredstvo i vazduh - nije povezan sa četvoro-smernim ventilom, iako može raditi u dva režima. Pomoću predloženih veza odgovarajućih jedinica moguće je upravljati jedinicom centralne toplotne pumpe u režimu grejanja i u režimu hlađenja sa dvosmernim ventilima, a naročito izmenjivač toplote sa samo dva dvosmerna kontrolna ventila. Ovo je velika prednost, jer se kondenzator i isparivač mogu optimizovati za samo jedan smer protoka svake tečnosti i rashladnog sredstva. Izmenjivači toplote postižu najbolju funkciju i brzinu razmene toplote ako su protoci tečnosti s jedne strane i rashladnog sredstva sa druge strane u izmenjivaču toplote raspoređeni u suprotnom toku.

[0031] Problem definisan u uvodu ovog dokumenta se takođe rešava pomoću postupka koji je karakterisan sledećim elementima:

- tečnost koja napušta jedinicu centralne toplotne pumpe distribuira se na najmanje jednu unutrašnju jedinicu kroz sistem cevi za toplu tečnost i sistem cevi za hladnu tečnost, a tečnost koja se vraća u jedinicu centralne toplotne pumpe iz najmanje jedne unutrašnje jedinice, distribuira se kroz sistem cevi za povratnu tečnost,

- elektronska upravljačka jedinica upravlja kontrolnim ventilima sistema cevi za rashladno sredstvo koji su upravljivi od strane elektronske kontrolne jedinice i koji su raspoređeni u jedinici centralne toplotne pumpe na sledeći način, ukoliko je temperatura povratne tečnosti ili iznad unapred određene vrednosti praga, a povratna tečnost se dovodi kroz isparivač i odvodi iz isparivača u sistem cevi za hladnu tečnost: rashladno sredstvo se dovodi kroz isparivač i nakon toga do kompresora, izmenjivača toplote i kondenzatora i/ili prijemnik za tečnost,

ili ispod unapred određene vrednosti praga, a povratna tečnost se dovodi kroz kondenzator i odvodi iz kondenzatora u sistem cevi za toplu tečnost: rashladno sredstvo se dovodi kroz kondenzator i nakon toga u prijemnik za tečnost, u isparivač i/ili izmenjivač toplote.

[0032] Prednosti sistema sa tri cevi su već objašnjene iznad, gde se sve opisane prednosti takođe odnose i na postupak koji se štiti.

[0033] Navedenim radom elektronske upravljačke jedinice u vezi sa sistemom sa tri cevi za tečnost moguće je pokrenuti jedinicu centralne toplotne pumpe sa vrlo malim/minimalnim gubicima energije i veoma visokom do dvostrukom energetskom efikasnošću. Sa svim mogućnostima punjenja rashladnog sredstva nakon što se ono dovede kroz kondenzator ili isparivač, elektronska upravljačka jedinica može odabrati energetski najefikasniju opciju ili izabrati rešenje u kojem se rashladno sredstvo dovodi do dve ili svih mogućnosti, ako se čini da je to pogodno.

[0034] Prema jednom izvođenju postupka po pronalasku, temperatura povratne tečnosti održava se u opsegu plus/minus 8 K oko 22°C od strane elektronske upravljačke jedinice pomoću kontrole kompresora i/ili cirkulacione pumpe dodatno u odnosu na upravljanje regulacionim ventilima. Ukoliko se temperatura povratne tečnosti održava u navedenom temperaturnom opsegu čitav sistem može da deluje veoma efikasno. Ako temperatura povratne tečnosti postane previsoka ili preniska, elektronska upravljačka jedinica može podesiti cirkulacionu pumpu i/ili kompresor tako da se zbog protoka tečnosti kroz sistem, tečnost može ili ohladiti ili zagrejati, kako je kada potrebno. Međutim, na glavnu kontrolu jedinice centralne toplotne pumpe ne mora nužno u potpunosti ili pretežno uticati prosečna temperatura u povratnoj cevi, već se takođe i stvarne temperature hladne i tople tečnosti mogu integrisati u strategiju upravljanja, kao i atmosferske prilike, vreme, prognoze ili sačuvani istorijski podaci i postavljene tačke koji se mogu takođe uzeti u obzir prilikom kontrole.

1

[0035] Prema jednom izvođenju postupka prema pronalasku, elektronska upravljačka jedinica reguliše temperaturu tople tečnosti na odvodu za toplu tečnost oko vrednosti od 30°C plus/minus 8 K i temperaturu hladne tečnosti na odvodu za hladnu tečnost oko vrednosti od 15°C plus/minus 8 K kontrolom ventila i kompresora i/ili cirkulacione pumpe. Ovi temperaturni opsezi su se pokazali kao vrlo energetski efikasni, i na tim temperaturama je moguće obezbediti razumna vremena reakcije unutrašnjih jedinica da bi se temperatura u sobi prilagodila i podešavala prema odabranoj temperaturi. Toplotni gubici su niski do zanemarljivi usled minimalnih razlika u odnosu na temperaturu objekta.

[0036] U skladu sa jednim izvođenjem postupka prema pronalasku, elektronska upravljačka jedinica aktivira cirkulacionu pumpu i/ili kompresor ukoliko temperatura u rezervoaru za toplo termalno skladištenje i/ili sistemu cevi za toplu tečnost padne ispod unapred određene vrednosti praga i/ili ukoliko temperatura u rezervoaru za hladno termalno skladištenje i/ili sistemu cevi za hladnu tečnost poraste iznad unapred određene vrednosti praga. Aktiviranjem kompresora i/ili cirkulacione pumpe temperature i pritisci u ovim elementima se mogu održavati na željenim nivoima.

[0037] Prema jednom aspektu postupka prema pronalasku, hladna termalna energija sadržana u rezervoaru za hladno termalno skladištenje ili topla termalna energija sadržana u rezervoaru za toplo termalno skladištenje dodaje se protoku tečnosti u uslovima vršnog opterećenja jedinice centralne toplotne pumpe. Zahvaljujući termalnom skladištu, sistem može da čuva hladnu i/ili toplu energiju u periodima kada u uslovima vršnog opterećenja jedinica centralne toplotne pumpe ne hladi ili ne greje. Ukoliko dođe do pojave uslova vršnog opterećenja za hlađenje ili grejanje, sačuvani toplotni kapaciteti mogu se zatim aktivirati omogućavanjem dodavanja hladne ili tople tečnosti kroz sistem iz rezervoara za hladno ili toplo termalno skladištenje, tako da se pojača tehničko vršno opterećenje jedinice centralne toplotne pumpe pod postojećim uslovima kroz dodatnu toplotnu energiju preuzetu iz odgovarajućeg rezervoara za termalno skladištenje. Uslovi vršnog opterećenja u smislu ove tvrdnje takođe se primenjuju kada se rad u teorijskom trenutnom vršnom opterećenju jedinice centralne toplotne pumpe premešta u drugo doba dana a teorijsko vršno opterećenje se ipak dostiže kroz zamenu nedostajućih toplotnih kapaciteta na teorijskom vrhuncu opterećenje jedinice centralne toplotne pumpe u njenom trenutnom režimu rada aktiviranjem toplotnih kapaciteta iz termalnih rezervoara. Ovo bi moglo biti korisno za umanjenje opterećenja električne mreže u određeno vreme ili za povećanje efikasnosti rada u pogledu troškova. Takođe, termalni rezervoari su korisni ako je u određenom trenutku ili vremenu potrebno samo hlađenje ili samo grejanje, dok je u nekom drugom određenom trenutku potrebno samo grejanje ili samo hlađenje. Transport toplotne energije od strane centralne toplotne pumpe može se preneti u vremenu što rezultuje pasivnim hlađenjem i/ili zagrevanjem u nekom kasnijem određenom trenutku ili periodu vremena. Ova opcija još više poboljšava održivost sistema.

[0038] Izričito se naglašava da se svako prethodno pomenuto izvođenje može kombinovati sa elementima nezavisnih Zahteva i drugih zavisnih Zahteva sve dok god to ima tehnički smisao.

[0039] Dalji detalji pronalaska opisani su u sledećem primeru pronalaska koji je takođe detaljnije predstavljen na priloženim crtežima. Na slikama:

Slika 1: prikazuje osnovni nacrt jedinice centralne toplotne pumpe, Slika 2: prikazuje osnovni nacrt unutrašnje jedinice,

Slika 3: prikazuje osnovni nacrt kompletnog sistema.

[0040] Na Slici 1 je prikazan osnovni nacrt jedinice 2 centralne toplotne pumpe. Jedinica 2 centralne toplotne pumpe sadrži kondenzator 4, isparivač 6, kompresor 8 i izmenjivač 10 toplote. U primeru prikazanom na Slici 1 može postojati i više od jednog kompresora 8. Tečnost koja protiče kroz jedinicu 2 centralne toplotne pumpe usmerava se u objekat u kojem će uticati na temperaturu kroz odvod 21 za toplu tečnost i odvod 14 za hladnu tečnost. Tečnost koja se iskorišćena u unutrašnjim jedinicama objekta u svrhu grejanja i/ili hlađenja, vraća se u jedinicu centralne toplotne pumpe kroz dovod 16 za tečnost.

[0041] Kondenzator 4, isparivač 6, kompresor 8 i izmenjivač 10 toplote povezani su cevima 18 za rashladno sredstvo kroz koje se dovodi rashladno sredstvo. Smer kretanja rashladnog sredstva označen je malim strelicama postavljenim duž odgovarajućih cevi. Takođe postoji cev 22 koja se može koristiti za pomeranje protoka rashladnog sredstva na željeni način. Rashladno sredstvo se pumpa do gasovite faze visokog pritiska u kompresoru 8. Odatle se vodi u kondenzator 4. U kondenzatoru 4 se rashladno sredstvo kondenzuje čime rashladno sredstvo gubi

1

energiju koja se prenosi u toplu tečnost koja protiče kroz kondenzator 4 i koja se zagreva energijom koja joj se dodaje. Tečno rashladno sredstvo se zatim distribuira kroz cevi 18 za rashladno sredstvo prema isparivaču 6. Pre nego što dođe do isparivača 6, tečno rashladno sredstvo se vodi kroz izmenjivač 10 toplote, odakle se podhlađuje, nakon što je napustilo izmenjivač 10 toplote, i dovodi se u prijemnik 56 za tečno rashladno sredstvo.

[0042] Postoje dve dodatne cevi 24 za kontrolu temperature/pritiska koje povezuju dve sijalice senzora obe na izlazu iz izmenjivača 10 toplote i na izlazu iz isparivača 6, radi upravljanja procesom isparavanja u isparivaču 6 pomoću uređaja za ekspanziju na ulazu u isparivač 6 i, slično, radi upravljanja procesom isparavanja u izmenjivaču 10 toplote u slučaju da se izmenjivač 10 toplote aktivira kao isparivač pomoću kontrolnih ventila 20e. Njihova se potreba je data činjenicom da se oba procesa isparavanja ne izvode u sličnim uslovima, temperaturama i pritiscima povlačenja.

[0043] U isparivaču 6 rashladno sredstvo isparava i zagreva se od strane povratne tečnosti koja se cirkulacionom pumpom dovodi u jedinicu 2 centralne toplotne pumpe. Povratna cev za povratnu tečnost se deli u jedinici 2 centralne toplotne pumpe tako da povratna tečnost može teći do kondenzatora 4 i/ili do isparivača 6. Sa tom količinom energije sa kojom rashladno sredstvo isparava i zagreva se u isparivaču 6, hladna tečnost koja protiče kroz isparivač 6 se istovremeno hladi.

[0044] Na Slici 1 su prikazane dve cirkulacione pumpe 26 samo kao primer. Iz isparivača 6 rashladno sredstvo se vraća kroz akumulator 58 do kompresora 8. Odatle ciklus dopremanja može započeti iznova.

[0045] Topla tečnost koja je zagrejana u kondenzatoru 4 vodi se odgovarajućom cevi 38 prema odvodu 12 za toplu tečnost. Cev dovodi toplu tečnost u rezervoar 28 za toplo termalno skladištenje, koji se opciono može integrisati u jedinicu 2 centralne toplotne pumpe. Iz rezervoara 28 za toplo termalno skladištenje ona dospeva do odvoda 18 za toplu tečnost. Hladna tečnost koja se ohladila u isparivaču 6 vodi se kroz odgovarajuću cev 40 prema odvodu 14 za hladnu tečnost. Cev dovodi hladnu tečnost u rezervoar 30 za hladno termalno skladištenje koji se takođe može integrisati u jedinicu 2 centralne toplotne pumpe. Odatle ona dospeva do odvoda 14 za hladnu tečnost.

1

[0046] Ako voda ne protiče kroz odvod 12 za toplu tečnost, ali sadržaj u rezervoaru 28 za toplo termalno skladištenje i/ili cevima 38 za toplu tečnost treba povećati i razmeniti, topla tečnost može teći kroz prečicu 32 ka cevima 42 za povratnu tečnost. Ukoliko voda ne protiče kroz odvod 14 za hladnu tečnosti, ali sadržaj u rezervoaru 30 za hladno termalno skladištenje i/ili cevima 40 za hladnu tečnost treba smanjiti i razmeniti, hladna tečnost može teći kroz prečicu 34 ka cevima 42 za povratnu tečnost. Prečice se mogu aktivirati razvodnim ventilima 20f i ventilima 20d za premošćavanje. Prečice 32, 34 se mogu izvesti u jedinici 2 centralne toplotne pumpe, ali i bilo gde drugde unutar objekta tako da se nivoi temperature tople i hladne tečnosti u zgradi mogu bolje održavati i da se vreme reakcije unutrašnjih jedinica 36 može skratiti ako se prethodno izabrana temperatura u sobi promeni.

[0047] Jedinica centralne toplotne pumpe sadrži elektronsku upravljačku jedinicu (nije prikazana) koja je povezana sa senzorima PT pritiska prikazanim na Slici 1. Senzori PT pritiska mere pritisak u cevima 18 za rashladno sredstvo na odgovarajućem mestu. Postoje takođe i senzori TT temperature koji su pričvršćeni na cev 18 za rashladno sredstvo, a koji mere temperaturu rashladnog sredstva na odgovarajućem mestu u cevima 18 za rashladno sredstvo. Protok rashladnog sredstva unutar cevi 18 za rashladno sredstvo se kontroliše pomoću jednog broja ventila 20. Položaj prebacivanja ventila 20 utiče na protok rashladnog sredstva u cevima 18 za rashladno sredstvo. Položaji prebacivanja ventila 20 se mogu podesiti od strane elektronske upravljačke jedinice tako što se kontrolišu pogonski regulatori ventila 20, tako da se cevi za rashladno sredstvo mogu otvoriti ili zatvoriti na odgovarajućim mestima, ili se protok rashladnog sredstva može ograničiti na željeni nivo, što je sve što je potrebno za ispravnu funkciju jedinice 2 centralne toplotne pumpe. Očitavanjem senzora PT pritiska i senzora TT temperature elektronska upravljačka jedinica može da prepozna pomoću odgovarajućeg softvera kada je potrebno da se kontrolni ventili 20e i ventili 20 za regulisanje protoka rashladnog sredstva prebace i ograničiti tako da mogu biti zadovoljeni zahtevi za grejanjem i hlađenjem korisnika u objektu, a da se temperature toplih i hladnih tečnosti koje protiču kroz odvode 12, 14 za toplu i hladnu tečnost održe na odgovarajućim nivoima. Na protok rashladnog sredstva u cevima za rashladno sredstvo takođe utiče režim rada kompresora, koji se može modulisati, uključiti ili isključiti od strane elektronske upravljačke jedinice. Ukoliko se višak energije u jedinici 2 centralne

1

toplotne pumpe mora odbaciti, onda se rashladno sredstvo može voditi kroz izmenjivač 10 toplote pomoću odgovarajućih položaja prebacivanja kontrolnih ventila 20e. Ovo se takođe može izvesti i za ubrizgavanje energije, ukoliko je potrebno, pomoću izmenjivača 10 toplote i u obrnutom radu.

[0048] Kontrolom temperature tečnosti koja prolazi kroz odvod za toplu tečnost 12, hladnu tečnost 14 i dovod za tečnost 16, elektronska upravljačka jedinica je svesna nivoa temperature tečnosti u odgovarajućim cevima. Upoređivanjem temperaturnih promena respektivnih tečnosti tokom određenog perioda, elektronska upravljačka jedinica može da utvrdi da li postoji uopštena potreba za grejanjem i/ili hlađenjem objekta. Porast temperature povratne tečnosti ukazuje na potrebu za hlađenjem, a pad temperature povratne tečnosti ukazuje na potrebu za grejanjem. Podaci o temperaturi se mogu uporediti sa temperaturama vazduha izvan zgrade, za doba dana, za sezonu godine, sa vremenskim prognozama i slično. Ukoliko se može očekivati veća potreba za hlađenjem, temperatura i nivo energije u rezervoaru za hladno termalno skladištenje i/ili u cevima sa hladnom tečnošću mogu se sniziti u odnosu na prosečnu vrednost, dok ukoliko se očekuje potreba za grejanjem, temperatura i nivo energije u rezervoaru za toplo termalno skladištenje i/ili u cevima sa toplom tečnošću. Usled energetske veze između kondenzatora 4 i isparivača 6 preko cevi za rashladno sredstvo, energija koja je potrošena ili prikupljena primenom odgovarajućeg postupka zagrevanja ili hlađenja tečnosti u cevima ili termoakumulacionim rezervoarima može biti preneta sa jednog na drugo tako da smanjenje nivoa energije i temperature u rezervoaru za hladno termalno skladištenje i/ili u cevima sa hladnom tečnošću dovede do povećanja nivoa energije i temperature u rezervoaru za toplo termalno skladištenje i/ili u cevima za toplu vodu i obrnuto, bez potrebe za obezbeđivanjem dodatne energije iz drugih resursa. Dakle, istovremeno termičko zagrevanje ili hlađenje ili prethodno punjenje za ove funkcije stvara energetske resurse za izvođenje suprotnog procesa. Ako se u različito doba dana opšti zahtev za grejanjem pomera prema zahtevu za hlađenjem, tada se prethodno napunjene odgovarajuće energije mogu ponovo razmeniti između hladnih i toplih tečnih sistema, tako da opet nije potrebno obezbeđivanje drugih energetskih resursa koji bi pokrili te potrebe za klimatizacijom u objektu sve dok se mogu koristiti sačuvane energetske rezerve. Ukoliko je izvan ove razmene energije između sistema toplih i hladnih tečnosti od strane jedinice centralne toplotne pumpe potrebna

1

dodatna energija ili je potrebno odložiti prekomernu energiju, to može da se u nekoj meri izvede pomoću izmenjivača 10 toplote i/ili rezervoara 28, 30 termalnog skladišta, tako da su redovni energetski resursi poput električne energije, gasa, nafte ili slično potrebni samo u veoma ograničenoj meri ili se izbegavaju.

[0049] Na Slici 2 je prikazana pojedinačna unutrašnja jedinica 36. Prikazana unutrašnja jedinica 36 je povezana sa odvodom 12 za toplu tečnost centralnog bloka toplotne pumpe 2 pomoću cevi 38 za toplu tečnost i sa odvodom 14 za hladnu tečnost jedinice 2 centralne toplotne pumpe pomoću cevi 40 za hladnu tečnost. Unutrašnja jedinica 36 je takođe povezana sa dovodom 16 za tečnost pomoću cevi 42 za povratnu tečnost. Unutrašnja jedinica 36 sadrži izmenjivač 56 toplote. Zavisno od podesivog položaja ventila 20a, 20b na cevima 38, 40 za toplu i hladnu tečnost, tečnost sa određenom temperaturom se doprema u dovodnu cev 44 do izmenjivača 54 toplote. Jedinica 46 ventilatora usisava vazduh iz prostorije kroz izmenjivač 54 toplote. Ako je tečnost koja prolazi kroz dovodnu cev 44 toplija od vazduha koji protiče kroz izmenjivač 54 toplote, vazduh se zagreva, a ako je tečnost hladnija, onda se vazduh hladi. Protok tečnosti kroz unutrašnju jedinicu se može dalje regulisati pomoću podesivog ventila 20c za ograničavanje protoka, koji je postavljen u cev 42 za povratnu tečnost.

[0050] Unutrašnja jedinica 36 može sadržati elektronsku upravljačku jedinicu unutrašnje jedinice (nije prikazana) koja je povezana sa senzorom TT temperature koji meri temperaturu tečnosti koja ulazi u unutrašnju jedinicu 36 kroz dovodnu cev 44, kao i senzorom TT temperature koji meri temperaturu u prostoriji u kojoj je unutrašnja jedinica 36 postavljena. Elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice se takođe može povezati i sa podešavanjem pogona prvog i drugog ventila 20a, 20b na cevima za toplu i hladnu tečnost i opciono sa pogonom podesivog ventila 20c za ograničavanje protoka. Dakle, radni položaj svakog od ventila 20a, 20b, 20c kontroliše i podešava od strane elektronske upravljačke jedinice unutrašnje jedinice. Ukoliko korisnik unapred odabere željenu temperaturu u sobi, a prethodno odabrana temperatura se razlikuje od temperature izmerene pomoću senzora TT temperature u sobi, tada elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice prepoznaje da li je potrebno da se prostorija zagreje ili ohladi. Zatim će elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice otvoriti ili ventil 20a na cevi 38 za toplu tečnost, ili ventil 20b na cevi 30 za hladnu tečnost, tako da respektivna tečnost

1

protiče u izmenjivač 54 toplote. Po aktiviranju jedinice 46 ventilatora vazduh u sobi se zatim hladi ili zagreva. Odgovarajući ventil će se držati otvoren ili moduliran sve dok elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice prepoznaje potrebu za grejanjem ili hlađenjem. Elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice takođe može u potpunosti ili delimično otvoriti svaki od dva ventila na cevima 38, 40 za toplu i hladnu tečnost istovremeno, tako da se obe tečnosti pomešaju u dovodnoj cevi 44 i da se postigne temperatura tečnosti koja je između temperatura tople i hladne tečnosti. Elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice se može opciono povezati sa elektronskom upravljačkom jedinicom jedinice 2 centralne toplotne pumpe. Tada će elektronska upravljačka jedinica dobiti informacije o potrebama za hlađenjem ili grejanjem u toj prostoriji pre nego što se temperatura povratne tečnosti promeni. Ukoliko elektronska upravljačka jedinica poznaje temperaturnu razliku između prethodno odabrane temperature i trenutne temperature, elektronska upravljačka jedinica takođe može izvršiti procenu potrebne količine grejanja ili hlađenja i za period vremena u kome se zahteva ta odgovarajuća funkcija. Ukoliko elektronska upravljačka jedinica dobije ove informacije od većine, ili svih unutrašnjih jedinica 36 instaliranih u objektu, elektronski upravljački uređaj može da optimizuje rad jedinice 2 centralne toplotne pumpe i da maksimizuje termički pogodan rad, skladištenje i održiv rad, uz minimiziranje bilo kakve potrošnje eksterne energije.

[0051] Na Slici 3 je prikazan kompletan sistem za objekat. Topla tečnost protiče kroz cevi 38 za toplu tečnost i odvod 12 za toplu tečnost u objekat. Hladna tečnost protiče kroz cevi 40 za hladnu tečnost i odvod 14 za hladnu tečnost u objekat. Opciono može postojati dodatni rezervoar 28 za toplo termalno skladištenje i/ili rezervoar 30 za hladno termalno skladištenje koji je povezan sa cevima 38, 40 za toplu i hladnu tečnost. Kao dodatna opcija, prikazani su spoljašnji izmenjivač 48 toplote koji je spojen na cevi 38 za toplu tečnost i eksterni izmenjivač 50 toplote koji spojen na cevi za hladnu tečnost. Takvi eksterni izmenjivači 48, 50 toplote mogu biti povezani sa zemljom, to mogu biti zemljani rezervoari, rezervoari za vodu, (otpadni) izvori toplote ili slično. Topla i hladna tečnost može da se uliva u četiri unutrašnje jedinice 36, 36a. Unutrašnja jedinica 36a je prikazana kao ugrađeni sistem podnog grejanja i/ili hlađenja, koji razmenjuje energiju kroz bočne zidove cevi, a ne preko posebnog izmenjivača 54 toplote i jedinice 46 ventilatora. Tečnost koja protiče u unutrašnje jedinice 36 teče i u cev 42 za povratnu tečnost, koja se montira na dovodu za tečnost

2

16 centralne toplotne pumpe 2. Cev za povratnu tečnost 42 je spojena sa opcionim pasivnim sredstvom 52 za termalno skladištenje, koje mogu biti na primer plafoni, zidovi ili poput zgrade koja koristi unutrašnju toplotnu masu objekta.

[0052] Pronalazak je opisan pomoću prethodno pomenutog primera. Pronalazak nije ograničen isključivo na ovaj primer, stručnjak iz predmetne oblasti bi mogao da izmeni primer na način za koji smatra da je odgovarajući za njega, bez da se udalji od obima pronalaska kako je definisano su priloženim patentnim zahtevima.

Claims (15)

PATENTNI ZAHTEVI

1. Uređaj za uticanje na temperaturu u objektu, koji sadrži:

- jedinicu (2) centralne toplotne pumpe sa odvodom (12) za toplu tečnost povezanim sa cevima (38) za toplu tečnost, odvodom (14) za hladnu tečnost povezanim sa cevima (40) za hladnu tečnost i dovodom (16) za tečnost povezanim sa cevima (42) za povratnu tečnost,

- kondenzator (4) kao deo jedinice (2) centralne toplotne pumpe, koji je povezan sa odvodom (12) za toplu tečnost i dovodom (16) za tečnost; - isparivač (6) kao deo jedinice (2) centralne toplotne pumpe, koji je povezan sa odvodom (14) za hladnu tečnost i dovodom (16) za tečnost; - kompresor (8) kao deo jedinice (2) centralne toplotne pumpe, radi kompresovanja rashladnog sredstva,

- izmenjivač (10) toplote kao deo jedinice (2) centralne toplotne pumpe, radi isparavanja i zagrevanja ili kondenzovanja i hlađenja rashladnog sredstva,

- cevi (18) za rashladno sredstvo kao deo jedinice (2) centralne toplotne pumpe koje su povezane sa kondenzatorom (4), isparivačem (6), kompresorom (8) i izmenjivačem (10) toplote, i koje distribuiraju rashladno sredstvo u jedinici (2) centralne toplotne pumpe, i - najmanje jednu unutrašnju jedinicu (36) koja je povezana sa odvodom (12) za toplu tečnost pomoću cevi (38) za toplu tečnost, odvodom (14) za hladnu tečnost pomoću cevi (40) za hladnu tečnosti i dovodom (16) za tečnost pomoću cevi (42) za povratnu tečnost.

2. Uređaj prema Zahtevu 1, naznačen time, što je izmenjivač (10) toplote postavljen u paralelu sa kondenzatorom (4) ili isparivačem (6).

3. Uređaj prema Zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što jedinica (2) centralne toplotne pumpe sadrži elektronsku upravljačku jedinicu koja je povezana sa najmanje jednim senzorom (PT) pritiska postavljenim u uređaju, koji tokom korišćenja meri pritisak u cevima (18) za rashladno sredstvo, i sa određenim brojem ventila (20) koji su izvedeni na cevima (18) za rashladno sredstvo, čiji položaji prebacivanja/ograničavanja tokom upotrebe utiču na tok rashladnog sredstva unutar cevi (18) za rashladno sredstvo, pri čemu se položaji ventila (20) mogu podešavati od strane elektronske upravljačke jedinice.

4. Uređaj prema Zahtevu 3, naznačen time, što su ventili (20) postavljeni najmanje na svakoj od cevi (18) za rashladno sredstvo od kondenzatora (4) i isparivača (6), uzvodno i nizvodno od isparivača (6), uzvodno i nizvodno od kondenzatora (4), i u povratnoj cevi (18) ka kompresoru (8), sve posmatrano u smeru dopremanja rashladnog sredstva, i što dodatni kontrolni ventili (20e) mogu biti izvedeni uzvodno i nizvodno od izmenjivača (10) toplote, i/ili time što su senzori (PT) pritiska najmanje pričvršćeni na dovodnu i odvodnu cev (18) za rashladno sredstvo kompresora (8), i što cevi (42) za povratnu tečnost imaju najmanje senzor (PT) pritiska koji je pričvršćen za njih uzvodno od cirkulacione pumpe (26), sve posmatrano u smeru dopremanja povratne tečnosti.

5. Uređaj prema bilo kojem od prethodnih Zahteva 2 do 4, naznačen time, što su senzori (TT) temperature izvedeni najmanje uzvodno od odvoda (12) za toplu tečnost i odvoda (14) za hladnu tečnost i nizvodno od dovoda (16) za povratnu tečnost, i time što dodatni senzori (TT) temperature mogu biti izvedeni u cevima (18) za rashladno sredstvo uzvodno i nizvodno od kompresora (8), u izmenjivaču (10) toplote i isparivaču (6), sve posmatrano u smeru dopremanja tečnosti ili rashladnog sredstva.

6. Uređaj prema bilo kojem od prethodnih Zahteva 2 do 5, naznačen time, što tokom rada elektronska upravljačka jedinica kontroliše kapacitet dovođenja kompresora (8) i/ili kapacitet dovođenja najmanje jedne cirkulacione pumpe (26) koja je povezana sa dovodom (16) za tečnost.

7. Uređaj prema jednom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što je odvod (12) za toplu tečnosti povezan sa rezervoarom (28) za toplo termalno skladištenje koji, tokom upotrebe, obezbeđuje toplu tečnost u cevima (38) za toplu tečnost, i/ili odvod (14) za hladnu tečnost povezan sa rezervoarom (30) za hladno termalno skladištenje koji, tokom upotrebe, obezbeđuje hladnu tečnost u cevima (40) za hladnu tečnost, i što rezervoar (28) za toplo termalno skladištenje i rezervoar (30) za hladno termalno skladištenje mogu sadržati najmanje jedan element sa fazno-promenljivim materijalom, gde poželjno postoji prečica (32) iz rezervoara (28) za toplo termalno skladištenje i/ili cevi (38) za toplu tečnost do cevi (42) za povratnu tečnost i prečica (34) iz rezervoara (30) za hladno termalno skladištenje i/ili cevi (40) za hladnu tečnost do cevi (42) za povratnu tečnost, gde se obe prečice (32, 34) mogu kontrolisati pomoću ventila (20d, 20f) koji se mogu bilo podešavati diferencijalnim pritiskom u rezervoaru (28, 30) za toplo ili hladno termalno skladištenje sa jedne strane i pritiskom u cevi (42) za povratnu tečnost sa druge strane, ili se mogu podešavati pomoću kontrolisanog pogona.

8. Uređaj prema jednom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što se veza unutrašnje jedinice (36) sa cevima (38) za toplu tečnost može regulisati pomoću prvog ventila (20a) i što se veza unutrašnje jedinice (36) sa cevima (40) za hladnu tečnost može regulisati pomoću drugog ventila (20b), gde se oba ventila (20a, 20b) mogu podešavati prema režimu rada grejanja ili hlađenja unutrašnje jedinice (36), i gde se veza unutrašnje jedinice (36) sa cevima (42) za povratnu tečnost može regulisati pomoću podesivog ventila (20c) za ograničavanje maksimalnog protoka povratne tečnosti.

9. Uređaj prema Zahtevu 8, naznačen time, što unutrašnja jedinica (36) sadrži elektronsku upravljačku jedinicu koja je povezana sa najmanje jednim senzorom (TT) za temperaturu koji, tokom rada, meri temperaturu tečnosti koja teče u unutrašnju jedinicu (36), najmanje jednim senzorom (TT) temperature koji, tokom rada, meri temperaturu u prostoriji u kojoj je unutrašnja jedinica (36) postavljena, i pogona za podešavanje prvog i drugog ventila (20a, 20b) i opciono podešavanje ventila (20c) za ograničavanje maksimalnog protoka, gde se položaj svakog od ventila (20a, 20b, 20c) može podešavati od strane elektronske upravljačke jedinice unutrašnje jedinice, gde je poželjno elektronska upravljačka jedinica unutrašnje jedinice povezana sa elektronskom kontrolnom jedinicom jedinice (2) centralne toplotne pumpe.

10. Uređaj prema jednom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što su cevi (38) za toplu tečnost i/ili cevi (40) za hladnu tečnost povezane sa spoljašnjim izmenjivačem (48, 50) toplote radi ubrizgavanja spoljašnje toplote ili hladnoće u tečnost i/ili time što je jedinica (2) centralne toplotne pumpe dizajnirana kao spoljašnja jedinica postavljena izvan objekta.

11. Uređaj prema jednom od prethodnih Zahteva, naznačen time, što su topla, hladna i povratna tečnost voda, i/ili time što su kondenzator (4), isparivač (6) i/ili izmenjivač (10) toplote u jedinici (2) centralne toplotne pumpe povezani sa cevima (18) za rashladno sredstvo pomoću dvosmernih ventila (20) a posebno treći izmenjivač (10) toplote pomoću dva dvosmerna kontrolna ventila (20e).

12. Postupak za upravljanje uređajem za uticanje na temperaturu u objektu koji sadrži jedinicu (2) centralne toplotne pumpe sa kondenzatorom (4), isparivačem (6), kompresorom (8), izmenjivačem (10) toplote i elektronskom upravljačkom jedinicom, koji upravlja tokom rashladnog sredstva unutar jedinice (2) centralne toplotne pumpe, gde je jedinica (2) centralne toplotne pumpe povezana sa cevima za distribuciju tečnosti kroz objekat od jedinice (2) centralne toplotne pumpe do najmanje jedne unutrašnje jedinice (36) i nazad, naznačen time, što

- u situaciji gde se zahteva grejanje ili hlađenje, tečnost koja napušta jedinicu (2) centralne toplotne pumpe distribuira se do najmanje jedne unutrašnje (36) jedinice kroz cevi (38) za toplu tečnost i/ili cevi (40) za hladnu tečnost, a tečnost koja se vraća u jedinicu (2) centralne toplotne pumpe se zatim distribuira kroz cevi (42) za povratnu tečnost,

- elektronska upravljačka jedinica kontroliše ventile (20, 20e) cevi za rashladno sredstvo koji su kontrolisani od strane elektronske upravljačke jedinice i postavljene u jedinicu (2) centralne toplotne jedinice kao što sledi, ukoliko je temperatura povratne tečnosti

bilo a) iznad vrednosti unapred definisanog praga i povratna tečnost se vodi kroz isparivač (6) i vodi od isparivača (6) do cevi (40) za hladnu tečnost: rashladno sredstvo se vodi kroz isparivač (6) i nakon toga u kompresor (8), izmenjivač (10) toplote i/ili kondenzator (4) i prihvatnik (56) za tečnost,

2

ili b) ispod vrednosti unapred definisanog praga i povratna tečnost se vodi kroz kondenzator (4) i vodi od kondenzatora (4) do cevi (38) za toplu vodu: rashladno sredstvo se vodi kroz kondenzator (4) i nakon toga do prihvatnika (56) za tečnost, isparivač (6) i/ili izmenjivač (10) toplote.

13. Postupak prema Zahtevu 12, naznačen time, što se upravlja uređajem prema jednom od Zahteva 1 do 11, i/ili gde je u situaciji a) izmenjivač (10) toplote u paraleli sa kondenzatorom (4), i gde je u situaciji b) izmenjivač (10) toplote u paraleli sa isparivačem (6).

14. Postupak prema Zahtevu 12 ili 13, naznačen time, što se temperatura povratne tečnosti drži u opsegu od plus/minus 8 K oko 22°C od strane elektronske upravljačke jedinice koja upravlja kompresorom (8) i/ili cirkulacionom pumpom (26) dodatno u odnosu na upravljanje kontrolnim ventilima (20), i/ili time što elektronska kontrolna jedinica reguliše temperaturu tople tečnosti na odvodu (12) za toplu tečnost na vrednost od 30°C plus/minus 8 K i temperaturu hladne tečnosti na odvodu (14) za hladnu tečnost na vrednost od 15°C plus/minus 8 K upravljanjem ventila (20) i kompresora (8) i/ili cirkulacione pumpe (26).

15. Postupak prema bilo kojem od prethodnih Zahteva 12 do 14, naznačen time, što elektronska upravljačka jedinica aktivira cirkulacionu pumpu (26) i/ili kompresor (8), ukoliko temperatura u rezervoaru (28) za toplo termalno skladištenje padne ispod vrednosti unapred određenog praga i/ili temperatura u rezervoaru (30) za hladno termalno skladištenje poraste iznad vrednosti unapred određenog praga, i/ili time što se hladna termalna energija koja se nalazi u rezervoaru (30) za hladno termalno skladištenje ili topla termalna energija koja se nalazi u rezervoaru (28) za toplo termalno skladištenje dodaje protoku tečnosti pri uslovima vršnog opterećenja jedinice (2) centralne toplotne pumpe.

2