Способ управления геотермальной теплонасосной системой теплохладоснабжения здания

Изобретение относится к области энергосберегающего теплохладоснабжения с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии, в данном случае - теплоты грунтового массива. Предлагается способ управления геотермальной теплонасосной системой теплохладоснабжения, предусматривающий в холодный период использование всех зон грунтового теплообменника для извлечения низкопотенциальной теплоты грунта с помощью теплонасосного оборудования, а в жаркий период, при наличии нагрузки кондиционирования, как минимум одна зона переключается на хладоснабжение здания за счет накопленного за отопительный период хладоресурса грунта, причем напрямую, минуя теплонасосное оборудование, что позволяет экономить электрическую энергию. При этом остальные зоны грунтового теплообменника используются для сброса в грунт высокотемпературных избытков тепла с конденсаторов теплонасосного оборудования с целью сезонного аккумулирования для дальнейшего использования в холодный период. Предлагаемый способ позволяет адаптировать работу теплонасосной системы теплохладоснабжения к графикам тепловой и холодильной нагрузок здания. 2 з.п. ф-лы.

 

Геотермальная теплонасосная система относится к области энергосберегающего теплохладоснабжения с использованием нетрадиционных возобновляемых источников энергии, в данном случае - теплоты грунтового массива.

Известно техническое решение по заявке №2016115090 от 19.04.2016 «Способ регулирования геотермальной теплонасосной системы и устройство для его осуществления», касающееся геотермальной теплонасосной системы с грунтовым теплообменником, состоящим из нескольких зон, заключающееся в том, что все секции грунтового теплообменника работают параллельно, а режим работы каждой секции регулируется в зависимости от теплового состояния соответствующего участка грунтового массива с целью выравнивания температуры теплоносителя из каждой зоны.

Недостатком такого технического решения является то, что предложенный способ ориентирован только на рационализацию использования теплоты грунтового массива, но не учитывает специфику здания - объекта теплохладоснабжения, особенности и графики его тепловых и холодильных нагрузок.

Предлагается способ управления геотермальной теплонасосной системой теплохладоснабжения, предусматривающий в холодный период и, следовательно, при максимальной тепловой нагрузке здания использование всех зон грунтового теплообменника для извлечения низкопотенциальной теплоты грунта с помощью теплонасосного оборудования.

В жаркий период, при наличии нагрузки кондиционирования, как минимум одна зона переключается на хладоснабжение здания за счет накопленного за отопительный период хладоресурса грунта, причем в режиме пассивного использования холода, то есть напрямую, минуя теплонасосное оборудование, что позволяет экономить электрическую энергию.

При этом остальные зоны грунтового теплообменника используются для сброса в грунт высокотемпературных избытков тепла с конденсаторов теплонасосного оборудования с целью сезонного аккумулирования для дальнейшего использования в холодный период.

При недостатке хладоресурса грунта, в непиковый период электроснабжения здания, например, в ночной период, хладоресурс восстанавливается с помощью теплонасосного оборудования, реализуя, по сути, суточное аккумулирование холода в грунтовом массиве, что позволяет поддерживать комфортные условия в здании без увеличения электрической нагрузки в дневной период и при использовании дешевого ночного тарифа на электроэнергию.

С целью повышения эффективности работы теплонасосного оборудования в отопительный период потребление тепловой энергии из грунта начинают с наиболее теплой зоны грунтового теплообменника, а потребление холода в сезон кондиционирования начинают с наиболее холодной зоны.

Предлагаемый способ позволяет адаптировать работу теплонасосной системы теплохладоснабжения к графикам тепловой и холодильной нагрузкам здания.

1. Способ управления геотермальной теплонасосной системой теплохладоснабжения здания, содержащей грунтовый теплообменник, состоящий из двух и более зон, параллельно подключенных к теплонасосному оборудованию, каждая из которых, в свою очередь, включает грунтовые теплообменники-термоскважины, отличающийся тем, что зимой все зоны грунтового теплообменника работают на извлечение из грунта низкопотенциальной тепловой энергии для теплонасосной системы, а в жаркий период здание обеспечивается холодом с помощью теплонасосного оборудования и, как минимум, одной зоны грунтового теплообменника напрямую, минуя теплонасосное оборудование, при этом остальные зоны грунтового теплообменника используются для сброса в грунт высокотемпературных избытков тепла с конденсаторов теплонасосного оборудования.

2. Способ управления геотермальной теплонасосной системой теплохладоснабжения здания по п. 1, отличающийся тем, что во внепиковый период электроснабжения, например в ночной период, хладоресурс грунта восстанавливается охлаждением с помощью теплонасосного оборудования.

3. Способ управления геотермальной теплонасосной системой теплохладоснабжения здания по п. 1, отличающийся тем, что в отопительный сезон потребление тепловой энергии из грунта начинают с наиболее теплой зоны грунтового теплообменника, а потребление холода в сезон кондиционирования начинают с наиболее холодной зоны.