Система теплохолодоснабжения здания
Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к теплохолодоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений. Технический результат - повышение эффективности системы. Система теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта, включающая систему электроснабжения здания, систему холодоснабжения здания или другого здания или объекта, прямой и обратный трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с контурами локальных систем теплопотребления здания, использующих как высокотемпературный, так и низкотемпературный теплоносители, систему циркуляции сетевого теплоносителя, а также узел предварительного нагрева воды для системы горячего водоснабжения, содержащую, по меньшей мере, одну емкость, аккумулирующую горячую воду, система циркуляции сетевого теплоносителя после контуров локальных систем теплопотребления здания и после узла предварительного нагрева воды содержит тепловой насос возвратного сетевого теплоносителя, который используется в качестве первой ступени нагрева воды и в качестве основного агрегата нагрева воды до требуемой температуры в системе горячего водоснабжения за счет тепловой энергии фазового перехода циркулирующего через упомянутый тепловой насос рабочего тела, при этом контур циркуляции рабочего тела теплового насоса возвратного сетевого теплоносителя выполнен с возможностью использовать через теплообменник остаточную тепловую энергию низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя напрямую или на выходе из упомянутой системы циркуляции, и тепловой насос обратного трубопровода холодоснабжения, который используется в качестве основного агрегата нагрева воды до требуемой температуры в системе горячего водоснабжения за счет тепловой энергии фазового перехода циркулирующего через тепловой насос обратного трубопровода холодоснабжения рабочего тела, при этом контур циркуляции рабочего тела теплового насоса обратного трубопровода холодоснабжения выполнен с возможностью использовать через теплообменник остаточную тепловую энергию отепленного хладоносителя обратного трубопровода холодоснабжения здания или другого здания или объекта. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Область техники
Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к области теплохолодоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий и сооружений, имеющих тепловые пункты, соединенные с прямым и обратным магистральными трубопроводами централизованной системы циркуляции теплоносителя от центральной котельной или теплоцентрали, и имеющих внутреннюю или наружную систему централизованного холодоснабжения.
Уровень техники
Аналогом данной системы теплохолодоснабжения можно считать систему централизованного теплоснабжения здания, патент РФ №2200906 МПК F24D 3/08, опубл. 20.03.2003 г., включающую прямой и обратный трубопроводы тепловой сети, создающие систему циркуляции сетевого теплоносителя совместно с последовательно подключенными по температурному разбору контурами локальных систем теплоснабжения здания: контурами, использующими высокотемпературный теплоноситель, контурами, использующими низкотемпературный теплоноситель, и контуром узла предварительного нагрева воды системы холодного водоснабжения с дальнейшим догревом ее до температуры, требуемой в системе горячего водоснабжения.
Недостатком аналога является недостаточная эффективность работы системы.
Наиболее близким аналогом для предлагаемой системы теплохолодоснабжения является система централизованного теплоэлектроснабжения здания, евразийский патент №012899, МПК F24D3/08, опубл. 30.12.2009 г., включающая систему электроснабжения здания, прямой и обратный трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с контурами локальных систем теплоснабжения здания, использующих как высокотемпературный, так и низкотемпературный теплоносители, систему циркуляции сетевого теплоносителя, а также узел предварительного нагрева воды для системы горячего водоснабжения, при этом система циркуляции сетевого теплоносителя после контуров локальных систем теплоснабжения здания и после узла предварительного нагрева воды содержит тепловой насос, который используется в качестве первой ступени нагрева воды и в качестве основного агрегата нагрева воды до требуемой температуры в системе горячего водоснабжения за счет тепловой энергии фазового перехода циркулирующего через тепловой насос рабочего тела, при этом контур циркуляции рабочего тела выполнен с возможностью использовать через теплообменник остаточную тепловую энергию низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя напрямую или на выходе из упомянутой системы циркуляции.
Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточная эффективность работы системы.
Раскрытие изобретения
Повышение эффективности системы теплохолодоснабжения можно достигнуть совместным уменьшением температуры обратного теплоносителя сети и использования тепла из централизованной системы холодоснабжения здания или сооружения.
Задача изобретения - повысить эффективность использования системы теплохолодоснабжения здания.
Технический результат изобретения - повышение эффективности системы.
Технический результат достигается тем, что система теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта, включающая систему электроснабжения здания, систему холодоснабжения здания или другого здания или объекта, прямой и обратный трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с контурами локальных систем теплопотребления здания, использующих как высокотемпературный, так и низкотемпературный теплоносители, систему циркуляции сетевого теплоносителя, а также узел предварительного нагрева воды для системы горячего водоснабжения, содержащую, по меньшей мере, одну емкость, аккумулирующую горячую воду, система циркуляции сетевого теплоносителя после контуров локальных систем теплопотребления здания и после узла предварительного нагрева воды содержит тепловой насос возвратного сетевого теплоносителя, который используется в качестве первой ступени нагрева воды и в качестве основного агрегата нагрева воды до требуемой температуры в системе горячего водоснабжения за счет тепловой энергии фазового перехода циркулирующего через упомянутый тепловой насос рабочего тела, при этом контур циркуляции рабочего тела теплового насоса возвратного сетевого теплоносителя выполнен с возможностью использовать через теплообменник остаточную тепловую энергию низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя напрямую или на выходе из упомянутой системы циркуляции, и тепловой насос обратного трубопровода холодоснабжения, который используется в качестве основного агрегата нагрева воды до требуемой температуры в системе горячего водоснабжения за счет тепловой энергии фазового перехода циркулирующего через тепловой насос обратного трубопровода холодоснабжения рабочего тела, при этом контур циркуляции рабочего тела теплового насоса обратного трубопровода холодоснабжения выполнен с возможностью использовать через теплообменник остаточную тепловую энергию отепленного хладоносителя обратного трубопровода холодоснабжения здания или другого здания или объекта.
Технический результат достигается также тем, что емкость, аккумулирующая горячую воду, теплоизолирована.
Технический результат достигается также тем, что емкость, аккумулирующая горячую воду, выполнена в виде сосуда Дьюара.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема системы теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта с использованием остаточной тепловой энергии низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя на выходе из системы циркуляции и остаточной тепловой энергии отепленного хладоносителя обратного трубопровода холодоснабжения.
На фиг. 2 представлена схема системы теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта с использованием остаточной тепловой энергии низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя напрямую из обратного магистрального трубопровода и остаточной тепловой энергии отепленного хладоносителя обратного трубопровода холодоснабжения.
Осуществление изобретения
Система теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта включает систему электроснабжения здания 1, систему холодоснабжения здания или другого здания или объекта, прямой 2 и обратный 3 трубопроводы тепловой сети, создающие систему циркуляции сетевого теплоносителя совместно с последовательно подключенными по температурному разбору контурами локальных систем теплоснабжения здания, а именно контурами локальных систем 4, 5, использующих прямой высокотемпературный теплоноситель, например, систему теплоснабжения вентиляционных камер и высокотемпературного радиаторного отопления; контурами, использующими низкотемпературный теплоноситель, а именно контуром системы отопления 6, например, систему отопления с нагревательными элементами, встроенными в полы 7; контуром узла предварительного нагрева воды 8 системы холодного водоснабжения 9, являющимся первой ступенью нагрева воды для системы горячего водоснабжения 10 с емкостью 11, аккумулирующей горячую воду, а также контур циркуляции 12 рабочего тела теплового насоса 13 возвратного сетевого теплоносителя, поглощающего через теплообменник 14 остаточную тепловую энергию низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя, контур циркуляции 15 рабочего тела теплового насоса 16 обратного трубопровода холодоснабжения, поглощающего через теплообменник 17 остаточную тепловую энергию отепленного хладоносителя обратного трубопровода холодоснабжения 18 здания или другого здания или объекта.
Тепловой насос 13 возвратного сетевого теплоносителя осуществляет совместно с системой электроснабжения 1 цикличные фазовые переходы рабочего тела:
- прямого с выделением тепловой энергии, необходимой для увеличения температуры воды после контура узла предварительного нагрева 8, до температуры, требуемой в системе горячего водоснабжения 10, с одной стороны;
- и обратного с выделением энергии холода, сбрасываемой через теплообменник 14, поглощающий остаточную тепловую энергию низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя.
Тепловой насос 16 обратного трубопровода холодоснабжения осуществляет совместно с системой электроснабжения 1 цикличные фазовые переходы рабочего тела:
- прямого с выделением тепловой энергии, необходимой для увеличения температуры воды после контура узла предварительного нагрева 8, до температуры, требуемой в системе горячего водоснабжения 10, с одной стороны;
- и обратного с выделением энергии холода, сбрасываемой через теплообменник 17, поглощающий остаточную тепловую энергию отепленного хладоносителя с другой стороны.
Емкость 11, аккумулирующая горячую воду, может быть теплоизолирована.
Емкость 11, аккумулирующая горячую воду, может быть выполнена в виде сосуда Дьюара.
При работе системы теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта сетевой теплоноситель, транспортируемый по прямому магистральному трубопроводу 2, имеет температуру до 150°С и поступает через тепловой пункт здания в параллельно подключенные контура локальных систем 4 и 5, а далее в соответствии с принципом (технологией) последовательного подключения по температурному разбору контуров локальных систем теплоснабжения здания, поступает в контур систем отопления 6, использующий низкотемпературный теплоноситель с температурой до 75°С, например, систему отопления с нагревательными элементами, встроенными в полы 7. Затем теплоноситель с температурой до 50-40°С поступает в узел 8 предварительного нагрева воды до температуры 15-25°С системы холодного водоснабжения 9, являющийся первой ступенью нагрева воды для системы горячего водоснабжения 10 с емкостью 11, аккумулирующей горячую воду. При этом предварительно нагретая до температуры 15-25°С вода поступает в тепловой насос 13, где происходит ее нагрев до требуемой СНиП температуры горячего водоснабжения не ниже 50°С и не выше 75°С. При этом система электроснабжения 1 приводит в действие тепловой насос 13, который совместно с теплообменником 14 из узла предварительного нагрева 8 подает в систему горячего водоснабжения 10 нагретую до требуемой температуры воду. Сброс сетевого теплоносителя в обратный магистральный трубопровод тепловой сети 3 производится из теплообменника 14 через тепловой пункт здания при использовании остаточной тепловой энергии низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя на выходе из системы циркуляции. Сброс сетевого теплоносителя в обратный магистральный трубопровод тепловой сети 3 производится из узла предварительного нагрева воды 8 через тепловой пункт здания при использовании остаточной тепловой энергии низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя напрямую из обратного магистрального трубопровода. Также вода поступает в тепловой насос 16, где происходит ее нагрев до требуемой СНиП температуры горячего водоснабжения не ниже 50°С и не выше 75°С. При этом система электроснабжения 1 приводит в действие тепловой насос 16, который совместно с теплообменником 17 из узла предварительного нагрева 8 подает в систему горячего водоснабжения 10 нагретую до требуемой температуры воду.
Изготовление элементов системы теплохолодоснабжения может быть осуществлено из известных комплектующих и материалов.
Соединение гидравлических элементов системы может быть осуществлено известными способами как неразъемными, например, сварными соединениями, так и разъемными, например, фланцевыми. Соединение электрических элементов системы может быть осуществлено известными способами.
1. Система теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта, включающая систему электроснабжения здания, систему холодоснабжения здания или другого здания или объекта, прямой и обратный трубопроводы тепловой сети, создающие совместно с контурами локальных систем теплопотребления здания, использующих как высокотемпературный, так и низкотемпературный теплоносители, систему циркуляции сетевого теплоносителя, а также узел предварительного нагрева воды для системы горячего водоснабжения, содержащую, по меньшей мере, одну емкость, аккумулирующую горячую воду, система циркуляции сетевого теплоносителя после контуров локальных систем теплопотребления здания и после узла предварительного нагрева воды содержит тепловой насос возвратного сетевого теплоносителя, который используется в качестве первой ступени нагрева воды и в качестве основного агрегата нагрева воды до требуемой температуры в системе горячего водоснабжения за счет тепловой энергии фазового перехода циркулирующего через упомянутый тепловой насос рабочего тела, при этом контур циркуляции рабочего тела теплового насоса возвратного сетевого теплоносителя выполнен с возможностью использовать через теплообменник остаточную тепловую энергию низкотемпературного возвратного сетевого теплоносителя напрямую или на выходе из упомянутой системы циркуляции, и тепловой насос обратного трубопровода холодоснабжения, который используется в качестве основного агрегата нагрева воды до требуемой температуры в системе горячего водоснабжения за счет тепловой энергии фазового перехода циркулирующего через тепловой насос обратного трубопровода холодоснабжения рабочего тела, при этом контур циркуляции рабочего тела теплового насоса обратного трубопровода холодоснабжения выполнен с возможностью использовать через теплообменник остаточную тепловую энергию отепленного хладоносителя обратного трубопровода холодоснабжения здания или другого здания или объекта.
2. Система теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта по п. 1, отличающаяся тем, что емкость, аккумулирующая горячую воду, теплоизолирована.
3. Система теплохолодоснабжения здания с системой холодоснабжения здания или другого здания или объекта по п. 1, отличающаяся тем, что емкость, аккумулирующая горячую воду, выполнена в виде сосуда Дьюара.
