RU2636018C2 - Система отопления и горячего водоснабжения помещений - Google Patents
Система отопления и горячего водоснабжения помещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2636018C2 RU2636018C2 RU2016104802A RU2016104802A RU2636018C2 RU 2636018 C2 RU2636018 C2 RU 2636018C2 RU 2016104802 A RU2016104802 A RU 2016104802A RU 2016104802 A RU2016104802 A RU 2016104802A RU 2636018 C2 RU2636018 C2 RU 2636018C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hot water
- heat
- heating
- water supply
- external circuit
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 28
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 5
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009510 drug design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005457 ice water Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 210000004243 sweat Anatomy 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Изобретение относится к системам отопления с тепловыми насосами, использующими тепло низкотемпературных источников для получения воды, пригодной для автономного отопления и горячего водоснабжения. Задачей предложенного изобретения является повышение эффективности автономной системы отопления и горячего водоснабжения помещений с тепловым насосом компрессионного типа, работающим по схеме грунт-вода, за счет более полного восстановления теплового потенциала грунта в зоне расположения наружного контура теплового насоса. Система отопления и горячего водоснабжения помещений, включающая компрессионный тепловой насос типа грунт-вода, внутренний контур теплового насоса с высокотемпературным теплоносителем, внешний контур теплового насоса с теплообменником с низкотемпературным теплоносителем, а также солнечный коллектор, емкость для горячего водоснабжения, блок управления тепловыми потоками системы, жидкостные насосы для перекачивания теплоносителей и воды горячего водоснабжения, при этом в грунте в непосредственной близости от теплообменника внешнего контура расположен постоянно действующий аккумулятор тепловой энергии, связанный трубопроводами с внешним контуром теплового насоса и с солнечным коллектором. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к системам отопления с тепловыми насосами, использующими тепло низкотемпературных источников естественного или искусственного происхождения для получения воды, пригодной для автономного отопления и горячего водоснабжения в жилых домах, промышленных зданиях, а также предприятиях ЖКХ и быта.
Как известно, в средней полосе грунт на глубинах 5-30 м имеет температуру порядка +5°С, которая очень мало меняется в течение всего года. В более южных районах эта температура может достигать +10°С и выше. Однако постоянный отбор тепла из грунта первичным контуром теплового насоса значительно снижает температуру грунта вокруг теплообменника первичного контура. Это приводит к ухудшению рабочих характеристик теплового насоса при его длительной эксплуатации, причем период стабилизации температуры грунта на необходимом уровне может занять несколько лет, в течение которых условия извлечения тепла будут ухудшаться, и, следовательно, будет снижаться энергоэффективность теплового насоса и системы отопления и горячего водоснабжения в целом.
В связи с этим непрерывно ведутся работы по повышению энергоэффективности системы отопления и горячего водоснабжения, например, за счет рациональной конструкции первичного контура теплового насоса и условий его размещения в грунте, или за счет совершенствования системы управления насосом, или поиском путей восстановления теплового баланса в зоне размещения первичного контура теплового насоса.
Известна система отопления помещений (патент RU №2121114) [1]. Система отопления помещений включает магистральные трубопроводы централизованного обогрева, дополнительно содержит тепловой насос, причем он установлен с возможностью подключения как к магистральному трубопроводу с подогретой водой, так и к магистральному трубопроводу с холодной водой, в зависимости от времени года. В замкнутой цепи теплового насоса установлены два воздушных теплообменника с вентиляторами как для охлаждения воздуха в помещении в летнее время, так и для отбора тепла от наружного воздуха в демисезонный период. Данная система отопления не может быть использована для автономного отопления большей части домов частного сектора и дачного строительства, т.к. эффективность системы достигается путем частичного использования тепловой энергии магистрального трубопровода.
Известна также система отопления жилого дома (патент RU №2412401) [2]. Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для автономного отопления зданий индивидуального пользования - коттеджей, отдельно стоящих жилых домов. Система содержит расположенный в подвале дома бассейн, в котором находится система вода-лед-вода, тепловой насос, расположенный с возможностью охлаждения воздуха в воздушном слое, расположенном над верхним слоем воды, и нагревом воздуха в отапливаемом помещении. Кроме того, система содержит водяной насос, установленный с возможностью перекачивания воды из нижнего слоя в верхний слой, и вентилятор, установленный с возможностью откачивания воздуха через вытяжную трубу из указанного воздушного слоя в атмосферу вне дома, при этом указанный воздушный слой дополнительно сообщен с атмосферой. Возможная эффективность отопительной системы перечеркивается тем, что под жилым домом располагается водный бассейн, что неприемлемо с точки зрения комфорта и санитарных норм.
Известна также система отопления (патент RU №2382281) [3], где используется комбинация системы теплоносителей типа вода-вода; грунт-вода; воздух-воздух и солнечная энергия для восстановления теплового баланса грунта в зоне теплообменника. Комбинированное использование различных теплоносителей расширяет возможности системы отопления, однако объем теплоносителя в системе грунт-вода весьма ограничен, что не позволит восстановить тепловой потенциал грунта за летний период.
Известна также комбинированная система теплоснабжения (патент RU №85989)[4], содержащая солнечную и теплонасосную водонагревательные установки с циркуляционными контурами теплоносителя, оборудованными средствами автоматического управления и замкнутыми на общий бак-аккумулятор тепла, который совмещен с подогревателем и подключен к контуру системы отопления и горячего водоснабжения, при этом контур одной из водонагревательных установок соединен с баком-аккумулятором тепла, а контур теплонасосной установки соединен с контуром источника тепловой энергии Земли. Кроме того, контур солнечной водонагревательной установки соединен через теплообменник с контуром теплонасосной установки и контуром источника тепловой энергии Земли, причем контур теплонасосной установки дополнительно оборудован гидробуферной емкостью для смешивания низкотемпературного теплоносителя, поступающего из контура солнечной водонагревательной установки и/или контура источника тепловой энергии Земли. Недостатком системы является то, что малый объем низкотемпературного теплоносителя теплообменников в скважинах и низкая теплопроводность грунта не позволяет восстановить тепловой потенциал окружающего грунта за летний период.
Известна также система отопления, включающая два теплообменника в грунте с возможностью раздельного подключения их к тепловому насосу (патент RU №140455) [5]. Наличие двух теплообменников в грунте повышает отдачу тепловой энергии на вход теплового насоса, но при поочередной работе теплообменников тепловой энергии будет не хватать для нормальной работы системы отопления. Со временем надо будет восстанавливать тепловой потенциал грунта, что не предусмотрено в предложенной системе.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному техническому решению является система автономного теплоснабжения потребителей на основе установок с использованием низкопотенциальных геотермальных источников (патент RU №2350847)[6]. Система включает компрессионный тепловой насос типа грунт-вода, внутренний контур теплового насоса с высокотемпературным теплоносителем, внешний контур теплового насоса с теплообменником с низкотемпературным теплоносителем, а также солнечный коллектор, емкость для горячего водоснабжения, блок управления тепловыми потоками системы, жидкостные насосы для перекачивания теплоносителей и воды горячего водоснабжения.
Повышение эффективности системы теплоснабжения здесь достигается за счет использования солнечной энергии для догрева теплоносителя в контуре циркуляции низкопотенциального теплоносителя в отопительный период, при низкой интенсивности солнечной радиации, и восстановления температурного режима скважин в межотопительный период с одновременной выработкой тепла на горячее водоснабжение с помощью солнечных коллекторов и использованием потенциала охлажденных скважин на охлаждение помещений, а также обеспечение независимости системы отопления от централизованной системы электроснабжения.
Недостатком данной системы является невозможность полного восстановления теплового потенциала окружающего грунта за летний период вследствие малого объема низкотемпературного теплоносителя теплообменников в скважинах.
Задачей предложенного изобретения является повышение эффективности автономной системы отопления и горячего водоснабжения помещений с тепловым насосом компрессионного типа, работающим по схеме грунт-вода, за счет более полного восстановления теплового потенциала грунта в зоне расположения наружного контура теплового насоса.
Поставленная задача решается за счет того, что система отопления и горячего водоснабжения включает компрессионный тепловой насос типа грунт-вода, внутренний контур теплового насоса с высокотемпературным теплоносителем, внешний контур теплового насоса с теплообменником с низкотемпературным теплоносителем, а также солнечный коллектор, емкость для горячего водоснабжения, блок управления тепловыми потоками системы, жидкостные насосы для перекачивания теплоносителей и воды горячего водоснабжения, а в грунте в непосредственной близости от теплообменника внешнего контура расположен постоянно действующий аккумулятор тепловой энергии, связанный трубопроводами с внешним контуром теплового насоса и с солнечным коллектором.
Причем аккумулятор тепловой энергии может быть выполнен, в одном случае, в виде единой или составной полимерной плоской емкости высотой 50-100 мм и расположен в грунте поверх теплообменника внешнего контура на расстоянии 100-150 мм, а сам теплообменник представляет собой систему горизонтально расположенных соединенных трубопроводов, а размеры аккумулятора тепловой энергии в поперечном и продольном направлениях равны соответствующим размерам теплообменника внешнего контура.
Во втором же случае, аккумулятор тепловой энергии может быть выполнен в виде составной полимерной цилиндрической емкости диаметром 750-800 мм и общей высотой не менее 9500 мм и расположен в центральной части находящегося в грунте вертикального колодца диаметром 900-1000 мм и глубиной не менее 10000 мм, а в зазоре между стенками колодца и аккумулятора тепловой энергии расположен теплообменник внешнего контура, представляющий собой соприкасающуюся с внутренней стенкой колодца полимерную трубу диаметром 50-75 мм, свернутую по винтовой линии на всю глубину колодца. Причем вертикальный колодец может быть выполнен из составных бетонных колец, а аккумулятор тепловой энергии в виде полимерной составной цилиндрической емкости может монтироваться на жестком металлическом каркасе для снятия давления на нижние части составной емкости от выше расположенных частей.
Для улучшения теплообмена с грунтом и для предотвращения повреждений теплообменника внешнего контура и аккумулятора тепловой энергии, в первом случае, между трубами теплообменника и аккумулятором тепловой энергии может размещаться слой грунта толщиной не менее 100 мм, а аккумулятор тепловой энергии сверху может быть защищен бетонными плитами и присыпан грунтом до уровня окружающей земли, а во втором случае, для предотвращения утечки тепловой энергии из зоны внешнего теплообменника, бетонный колодец сверху может быть закрыт крышкой и присыпан грунтом до уровня окружающей земли.
Система отопления и горячего водоснабжения имеет также жидкостные насосы для перекачивания теплоносителей и воды горячего водоснабжения, компрессор теплового насоса и блок управления тепловыми потоками, которые могут работать как от центральной электросети, так и от электрического аккумулятора, а зарядка электрического аккумулятора может производиться от альтернативных источников электроэнергии через адаптер.
В качестве альтернативных источников электроэнергии в системе могут использоваться солнечные батареи, ветрогенератор и многослойные пленочные термопары. В системе может использоваться солнечный коллектор с плоским абсорбером, причем с обратной его стороны в зоне утеплителя размещаются многослойные пленочные термопары.
Блок управления тепловыми потоками системы может включать в себя программируемые логические контроллеры.
Техническим результатом, обеспечиваемым совокупностью приведенных признаков, является повышение эффективности автономной системы отопления и горячего водоснабжения.
Содержание заявленного изобретения иллюстрируется нижеприведенными фигурами: фиг. 1 - принципиальная схема общего вида системы отопления и горячего водоснабжения с горизонтальным теплообменником внешнего контура; фиг. 2 - принципиальная схема общего вида системы отопления и горячего водоснабжения с вертикальным теплообменником внешнего контура; фиг. 3 - фрагмент вида горизонтального теплообменника внешнего контура с аккумулятором тепловой энергии; фиг. 4 - фрагмент вида вертикального (в колодце) теплообменника внешнего контура с аккумулятором тепловой энергии.
Система отопления и горячего водоснабжения включает (фиг. 1 и 2) тепловой насос 1 компрессионного типа, работающий по схеме грунт-вода; теплообменник 2 внешнего контура теплового насоса с низкотемпературным теплоносителем; теплообменник 3 или 22 контура отопления и горячего водоснабжения с высокотемпературным теплоносителем, емкость 4 для горячего водоснабжения; солнечный коллектор 5; блок управления 6 тепловыми потоками системы; аккумулятор тепловой энергии 7 или 23, помещенный в грунт в зоне расположения теплообменника 2 внешнего контура теплового насоса и связанный с внешним контуром теплового насоса 1 и с солнечным коллектором 5 трубопроводами 8 и 27; жидкостные насосы 9, 10, 11 и 12 системы отопления и горячего водоснабжения; электрический аккумулятор 13; адаптер 14; пленочные термопары 15; солнечные батареи 16; ветрогенератор 17. Электрический аккумулятор 13 соединен электропроводами 18 с пленочными термопарами 15, солнечными батареями 16 и ветрогенератором 17, а также с центральной электросетью.
В системе отопления и горячего водоснабжения может быть использован грунтовый теплообменник внешнего контура горизонтального типа (фиг. 1 и 3). Горизонтальный теплообменник 2 (фиг. 3) внешнего контура представляет собой полимерную трубу 19, образующую петли, уложенные в грунт и присыпанные слоем грунта толщиной 100-150 мм. Сверху над горизонтальным теплообменником 2 расположен аккумулятор тепловой энергии 7, представляющий собой единую или составную плоскую полимерную емкость высотой 50-100 мм. Для предотвращения механических повреждений и утечки тепловой энергии аккумулятор тепловой энергии 7 сверху накрыт бетонными плитами 20 и присыпан грунтом до уровня окружающей земли. Бетонные плиты 20 опираются на бетонные опоры 21, закрепленные в грунте.
В системе отопления и горячего водоснабжения может быть также использован грунтовый теплообменник внешнего контура вертикального типа (фиг. 2 и 4). Вертикальный теплообменник 22 внешнего контура (фиг. 4) располагается в вертикальном колодце 24 и представляет собой полимерную трубу 25 диаметром 50-75 мм, прилегающую к внутренней стенке колодца и свернутую по винтовой линии на всю глубину колодца. Вертикальный колодец 24 погружен в грунт и устраивается из составных бетонных колец диаметром 900-1000 мм и общей высотой не менее 10000 мм. В центральной части колодца устанавливается аккумулятор тепловой энергии 23 в виде полимерной составной цилиндрической емкости диаметром 750-800 мм и общей высотой не менее 9500 мм. Аккумулятор тепловой энергии 23 смонтирован на жестком металлическом каркасе в виде кронштейнов 26 под каждую емкость, кроме нижней, для снятия давления на нижние части составной емкости от выше расположенных частей. Для предотвращения утечки тепловой энергии из зоны внешнего теплообменника, бетонный колодец 24 сверху закрыт крышкой и присыпан грунтом до уровня окружающей земли.
В качестве солнечного коллектора 5 (фиг. 1 и 2) может быть использован плоский солнечный коллектор типа ЯSolar, наиболее подходящий по параметрам к данной системе. Для преобразования тепловой энергии солнечного коллектора 5 в электрическую могут использоваться многослойные пленочные термопары, например, выполненные по патенту RU №2131156 [7]. Многослойные пленочные термопары (на фигуре не показано) могут крепиться к поверхности плоского абсорбера солнечного коллектора 5 с помощью фольговой пластины, или же фольговая пластина может являться подложкой, на которой изготовлены многослойные пленочные термопары методом напыления тонких термопарных пленок [8].
Система отопления и горячего водоснабжения работает следующим образом. Теплообменник 2 внешнего контура теплового насоса 1, аккумулятор тепловой энергии и солнечный коллектор 5 связаны в единый контур, по которому, с помощью жидкостных насосов 9 и 12, осуществляется циркуляция низкотемпературного теплоносителя (антифриза). Низкотемпературный теплоноситель передает энергию во внутренний контур теплового насоса (не показано), хладагенту (фреону), который через конденсатор (не показано) нагревает до требуемой температуры (50-70°С) высокотемпературный теплоноситель (воду), который подается в теплообменник 3 (батареи отопления) с помощью жидкостного насоса 10 и в емкость 4 для горячего водоснабжения с помощью жидкостного насоса 11.
Управление работой жидкостных насосов 10 и 11 производится с помощью программируемых логических контроллеров (не показано), входящих в состав блока управления 6 (фиг. 1 и 2) тепловыми потоками системы по сигналам от датчиков (не показано), установленных в контуре отопления и горячего водоснабжения. Программируемый логический контроллер также управляет работой теплового насоса 9 для подачи низкотемпературного теплоносителя от теплообменника внешнего контура к тепловому насосу 1. Использование программируемых логических контроллеров позволяет более точно регулировать значения температур теплоносителя в элементах системы, обеспечивая комфортность в помещениях потребителя тепла.
Горячее водоснабжение обеспечивается круглогодично за счет постоянной работы теплового насоса. Контроль за подачей, расходом и температурой горячей воды в емкости 4 (фиг. 1 и 2) горячего водоснабжения производится с помощью соответствующих датчиков (не показано), установленных в емкости 4 и на связанных с ней трубопроводах (не показано).
Отопление включается в холодную погоду путем подачи горячего теплоносителя в теплообменник 3 с требуемым расходом по сигналу от датчиков температуры воздуха (не показано) в отапливаемых помещениях. Для повышения комфортности в местах установки датчиков температуры могут устанавливаться также датчики изменения скорости температуры теплоносителя и окружающего воздуха в помещении (не показано). Логические контроллеры (не показано) блока управления 6 позволяют учитывать инерционность изменения параметров тепловых потоков в системе, обеспечивая необходимую комфортность и экономию энергии на отопление и горячее водоснабжение.
В солнечную погоду, когда температура теплоносителя в солнечном коллекторе 5 становится выше, чем температура теплоносителя в аккумуляторе тепловой энергии, включается жидкостной насос 12, и большая часть нагретого в солнечном коллекторе 5 теплоносителя поступает в аккумулятор тепловой энергии. Включение жидкостного насоса 12 производится с помощью программируемого логического контроллера (не показано), входящего в состав блока управления 6 (фиг. 1), по сигналу от датчиков температуры теплоносителя (не показано), расположенных на трубопроводах, идущих от солнечного коллектора 5 и от аккумулятора тепловой энергии 7 или 23. Благодаря значительному объему горячего теплоносителя, находящегося в аккумуляторе тепловой энергии, происходит разогрев грунта за счет теплообмена через стенки аккумулятора и восстановление энергетического потенциал грунта в зоне расположения теплообменника внешнего контура.
В случае, когда теплообменник внешнего контура 19 (фиг. 1 и 3) выполнен в виде системы горизонтально расположенных соединенных между собой трубопроводов, плоский аккумулятор тепловой энергии 7 размещается в грунте на расстоянии 100-150 мм поверх теплообменника внешнего контура 19, и прогрев грунта происходит во всей области вблизи теплообменника внешнего контура благодаря тому, что размеры аккумулятора тепловой энергии в поперечном и продольном направлениях равны соответствующим размерам теплообменника внешнего контура.
Если для размещения внешнего контура теплового насоса используется вертикальный колодец 24 (фиг. 2 и 4), то теплообменник внешнего контура 22 представляет собой прилегающую к внутренней стенке колодца свернутую по винтовой линии на всю глубину колодца полимерную трубу, а в центральной части колодца размещается аккумулятор тепловой энергии 23 в виде полимерной цилиндрической емкости. Происходит передача тепла по всей высоте колодца от аккумулятора тепловой энергии через стенки колодца грунту вокруг колодца и восстановление энергетического потенциала грунта.
Жидкостные насосы 9, 10, 11 и 12, компрессор теплового насоса 1 (не показано) и блок управления 6 тепловыми потоками могут работать как от центральной электросети, так и от электрического аккумулятора 13 (фиг. 1 и 2), заряжаемого через адаптер 14 от альтернативных источников электроэнергии, например от пленочных термопар 15, солнечных батарей 16 и ветрогенератора 17. Использование в качестве альтернативных источников электроэнергии постоянно работающих солнечных батарей, ветрогенератора и многослойных пленочных термопар повышает автономность системы.
Таким образом, обеспечивается повышение энергоэффективности системы отопления и горячего водоснабжения при различных вариантах конструктивного исполнения внешнего контура теплового насоса - как с вертикальным, так и горизонтальным грунтовыми теплообменниками. По сравнению с аналогами предлагаемая система также положительно отличается удобством доступа к элементам системы при техническом обслуживании и ремонте.
Источники информации
1. Патент RU №2121114 на изобретение «Система отопления помещений» от 27.10.1998 г.
2. Патент RU №2412401 на изобретение «Система отопления жилого дома» от 20.02.2011 г.
3. Патент RU №2382281 на изобретение «Система автономного теплоснабжения и холодоснабжения зданий и сооружений» от 20.02.2010 г.
4. Патент RU №85989 на полезную модель «Комбинированная система теплоснабжения» от 20.08.2009 г.
5. Патент RU №140455 на полезную модель «Система автономного обогрева помещений» от 22.10.2013 г.
6. Патент RU №2350847 на изобретение «Система автономного теплоснабжения потребителей на основе установок с использованием низкопотенциальных геотермальных источников и возобновляемых источников энергии» от 27.03.2009 г.
7. Патент RU №2131156 на изобретение "Термоэлектрический преобразователь" от 27.05.1999 г.
8. Жерихин А.Н. Лазерное напыление тонких пленок. Итоги науки и техники. Серия: Современные проблемы лазерной физики. М.: ВИНИТИ, 1990, 107 с.
Claims (11)
1. Система отопления и горячего водоснабжения помещений, включающая компрессионный тепловой насос типа грунт-вода, внутренний контур теплового насоса с высокотемпературным теплоносителем, внешний контур теплового насоса с теплообменником с низкотемпературным теплоносителем, а также солнечный коллектор, емкость для горячего водоснабжения, блок управления тепловыми потоками системы, жидкостные насосы для перекачивания теплоносителей и воды горячего водоснабжения, отличающаяся тем, что в грунте в непосредственной близости от теплообменника внешнего контура расположен постоянно действующий аккумулятор тепловой энергии, связанный трубопроводами с внешним контуром теплового насоса и с солнечным коллектором.
2. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что аккумулятор тепловой энергии выполнен в виде единой или составной полимерной плоской емкости высотой 50-100 мм и расположен в грунте поверх теплообменника внешнего контура на расстоянии от него 100-150 мм, а теплообменник внешнего контура представляет собой систему расположенных в грунте горизонтальных трубопроводов, причем размеры аккумулятора тепловой энергии в поперечном и продольном направлениях равны соответствующим размерам теплообменника внешнего контура.
3. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что аккумулятор тепловой энергии выполнен в виде составной полимерной цилиндрической емкости диаметром 750-800 мм и общей высотой не менее 9500 мм и расположен в центральной части находящегося в грунте вертикального колодца диаметром 900-1000 мм и глубиной не менее 10000 мм, а в зазоре между стенками колодца и аккумулятора тепловой энергии расположен теплообменник внешнего контура, представляющий собой соприкасающуюся с внутренней стенкой колодца полимерную трубу диаметром 50-75 мм, свернутую по винтовой линии на всю глубину колодца.
4. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 3, отличающаяся тем, что вертикальный колодец выполнен из составных бетонных колец, а аккумулятор тепловой энергии в виде полимерной составной цилиндрической емкости смонтирован на жестком металлическом каркасе для снятия давления на нижние части составной емкости от выше расположенных частей.
5. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 2, отличающаяся тем, что, для улучшения теплообмена с грунтом и для предотвращения повреждений теплообменника внешнего контура и аккумулятора тепловой энергии, между трубами теплообменника и аккумулятором тепловой энергии размещен слой грунта толщиной не менее 100 мм, а аккумулятор тепловой энергии сверху защищен бетонными плитами и присыпан грунтом до уровня окружающей земли.
6. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 4, отличающаяся тем, что, для предотвращения утечки тепловой энергии из зоны внешнего теплообменника, бетонный колодец сверху закрыт крышкой и присыпан грунтом до уровня окружающей земли.
7. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что жидкостные насосы для перекачивания теплоносителей и воды горячего водоснабжения, а также компрессор теплового насоса и блок управления тепловыми потоками работают как от центральной электросети, так и от электрического аккумулятора.
8. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 7, отличающаяся тем, что зарядка электрического аккумулятора производится от альтернативных источников электроэнергии через адаптер.
9. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 8, отличающаяся тем, что в качестве альтернативных источников электроэнергии используются солнечные батареи, ветрогенератор и многослойные пленочные термопары.
10. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что используется солнечный коллектор с плоским абсорбером, причем с обратной его стороны в зоне утеплителя размещаются многослойные пленочные термопары.
11. Система отопления и горячего водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что блок управления тепловыми потоками системы включает в себя программируемые логические контроллеры.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104802A RU2636018C2 (ru) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | Система отопления и горячего водоснабжения помещений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016104802A RU2636018C2 (ru) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | Система отопления и горячего водоснабжения помещений |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016104802A RU2016104802A (ru) | 2017-08-17 |
| RU2636018C2 true RU2636018C2 (ru) | 2017-11-17 |
Family
ID=59633081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016104802A RU2636018C2 (ru) | 2016-02-12 | 2016-02-12 | Система отопления и горячего водоснабжения помещений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2636018C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679484C1 (ru) * | 2018-04-04 | 2019-02-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения |
| RU2683059C1 (ru) * | 2018-05-23 | 2019-03-26 | Глеб Иванович Ажнов | Способ извлечения и использования геотермального тепла для охлаждения грунтов вокруг тоннелей метрополитена |
| RU2686717C1 (ru) * | 2018-11-20 | 2019-04-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Система отопления жилого дома |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117962A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | Hitachi Ltd | 地中蓄熱装置 |
| JPS58120049A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-16 | Hitachi Ltd | 地中蓄熱装置 |
| SU1108303A1 (ru) * | 1983-04-18 | 1984-08-15 | Особое Конструкторское Бюро N1 Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Система солнечного теплоснабжени |
| SU1576804A1 (ru) * | 1988-05-12 | 1990-07-07 | Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Экспериментальный Институт Инженерного Оборудования Городов, Жилых И Общественных Зданий | Система солнечного теплоснабжени |
| JPH09196474A (ja) * | 1996-01-10 | 1997-07-31 | Keizo Sugiyama | 蓄熱槽利用の冷暖房装置 |
| KR20020076425A (ko) * | 2001-03-28 | 2002-10-11 | 주식회사 더 디앤에스 | 디워터링 배관을 이용하여 지하열원을 활용하는 건축물의냉난방 시스템 |
| RU35386U1 (ru) * | 2003-09-24 | 2004-01-10 | Царев Виктор Владимирович | Система автономного энергоснабжения жилых и производственных помещений |
| UA63454A (en) * | 2003-04-22 | 2004-01-15 | Prydniprovska State Acad Eng | Heating system for dwelling and municipal buildings |
| CN201145345Y (zh) * | 2007-12-26 | 2008-11-05 | 赵云峰 | 太阳能集热地下储存交换装置 |
| CN101358784A (zh) * | 2008-09-24 | 2009-02-04 | 天津大学 | 太阳能蓄热与地源热泵组合系统 |
| RU2350847C1 (ru) * | 2007-09-10 | 2009-03-27 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Система автономного теплоснабжения потребителей с использованием низкопотенциального источника тепла и электроснабжения от возобновляемых источников энергии |
| CN201281403Y (zh) * | 2008-01-21 | 2009-07-29 | 单炜 | 组合式蓄热可控多路循环太阳能供热系统 |
| RU95808U1 (ru) * | 2010-03-22 | 2010-07-10 | Виталий Никифорович Тимофеев | Устройство для отопления и горячего водоснабжения приусадебных участков солнечной энергией |
| RU2445554C1 (ru) * | 2010-08-20 | 2012-03-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем геотермии Дагестанского научного центра РАН | Система теплоснабжения и горячего водоснабжения на основе возобновляемых источников энергии |
| RU156857U1 (ru) * | 2015-04-09 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Установка теплоснабжения |
-
2016
- 2016-02-12 RU RU2016104802A patent/RU2636018C2/ru active
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58117962A (ja) * | 1982-01-06 | 1983-07-13 | Hitachi Ltd | 地中蓄熱装置 |
| JPS58120049A (ja) * | 1982-01-13 | 1983-07-16 | Hitachi Ltd | 地中蓄熱装置 |
| SU1108303A1 (ru) * | 1983-04-18 | 1984-08-15 | Особое Конструкторское Бюро N1 Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Система солнечного теплоснабжени |
| SU1576804A1 (ru) * | 1988-05-12 | 1990-07-07 | Центральный Научно-Исследовательский И Проектно-Экспериментальный Институт Инженерного Оборудования Городов, Жилых И Общественных Зданий | Система солнечного теплоснабжени |
| JPH09196474A (ja) * | 1996-01-10 | 1997-07-31 | Keizo Sugiyama | 蓄熱槽利用の冷暖房装置 |
| KR20020076425A (ko) * | 2001-03-28 | 2002-10-11 | 주식회사 더 디앤에스 | 디워터링 배관을 이용하여 지하열원을 활용하는 건축물의냉난방 시스템 |
| UA63454A (en) * | 2003-04-22 | 2004-01-15 | Prydniprovska State Acad Eng | Heating system for dwelling and municipal buildings |
| RU35386U1 (ru) * | 2003-09-24 | 2004-01-10 | Царев Виктор Владимирович | Система автономного энергоснабжения жилых и производственных помещений |
| RU2350847C1 (ru) * | 2007-09-10 | 2009-03-27 | Российская Академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства (ГНУ ВИЭСХ РОССЕЛЬХОЗАКАДЕМИИ) | Система автономного теплоснабжения потребителей с использованием низкопотенциального источника тепла и электроснабжения от возобновляемых источников энергии |
| CN201145345Y (zh) * | 2007-12-26 | 2008-11-05 | 赵云峰 | 太阳能集热地下储存交换装置 |
| CN201281403Y (zh) * | 2008-01-21 | 2009-07-29 | 单炜 | 组合式蓄热可控多路循环太阳能供热系统 |
| CN101358784A (zh) * | 2008-09-24 | 2009-02-04 | 天津大学 | 太阳能蓄热与地源热泵组合系统 |
| RU95808U1 (ru) * | 2010-03-22 | 2010-07-10 | Виталий Никифорович Тимофеев | Устройство для отопления и горячего водоснабжения приусадебных участков солнечной энергией |
| RU2445554C1 (ru) * | 2010-08-20 | 2012-03-20 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем геотермии Дагестанского научного центра РАН | Система теплоснабжения и горячего водоснабжения на основе возобновляемых источников энергии |
| RU156857U1 (ru) * | 2015-04-09 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Установка теплоснабжения |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2679484C1 (ru) * | 2018-04-04 | 2019-02-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Теплонасосная установка для отопления и горячего водоснабжения |
| RU2683059C1 (ru) * | 2018-05-23 | 2019-03-26 | Глеб Иванович Ажнов | Способ извлечения и использования геотермального тепла для охлаждения грунтов вокруг тоннелей метрополитена |
| RU2686717C1 (ru) * | 2018-11-20 | 2019-04-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет туризма и сервиса" (ФГБОУ ВО "РГУТИС") | Система отопления жилого дома |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016104802A (ru) | 2017-08-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101761176B1 (ko) | 에너지 저장 시스템 | |
| CA2890133C (en) | Method for operating an arrangement for storing thermal energy | |
| Tanha et al. | Performance of two domestic solar water heaters with drain water heat recovery units: Simulation and experimental investigation | |
| US6244062B1 (en) | Solar collector system | |
| US20130037236A1 (en) | Geothermal facility with thermal recharging of the subsoil | |
| JP2011140827A (ja) | 地中蓄熱住宅 | |
| JP2010038507A (ja) | 地下蓄熱利用のヒートポンプ | |
| RU2636018C2 (ru) | Система отопления и горячего водоснабжения помещений | |
| KR101829862B1 (ko) | 지열을 이용한 태양전지 냉각 및 시수 승온 시스템 | |
| CN105650781A (zh) | 利用季节转换的冷热蓄能空调系统 | |
| RU185808U1 (ru) | Тепличный комплекс с системой комбинированного теплоснабжения | |
| KR101587495B1 (ko) | 지열을 이용한 냉난방 시스템 | |
| Safarov et al. | Autonomous heat-cooling and power supply system based on renewable energy devices (trigeneration system) | |
| RU2645203C1 (ru) | Система автоматического управления микроклиматом в помещениях для размещения животных | |
| RU2675640C1 (ru) | Комбинированная гелиоколлекторная установка | |
| Hahne et al. | Experience with a solar heating ATES system for a university building | |
| EP4193094B1 (en) | System for emission-free year-round generation, storage and processing of thermal and electrical energy | |
| US20240388249A1 (en) | Solar system | |
| Shi et al. | Study on thermal behavior of an experimental low-energy building in the hot summer and cold winter zone of China | |
| JP4972431B2 (ja) | 給湯装置 | |
| KR20150029109A (ko) | 이중 저수지를 이용한 냉난방 시스템 | |
| RU27133U1 (ru) | Здание "экодом" | |
| NL2020743B1 (en) | Process to generate and store energy | |
| FI124800B (fi) | Rakennuksen aurinkolämmitysjärjestelmä | |
| KR101587494B1 (ko) | 지열을 이용한 냉난방 시스템 |