Установка для полезного использования сбросной теплоты центров протонной терапии

Авторы патента:

F25B29/00 - Комбинированные нагревательные и охладительные системы, например работающие одновременно или попеременно

Владельцы патента RU 2762203:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области обеспечения микроклимата в помещениях. Установка содержит чиллер с охлаждающим контуром, связанный с циклотроном, охлаждающий контур циклотрона соединен с баками-аккумуляторами, снабженными регуляторами расхода. Баки-аккумуляторы связаны через теплообменник с теплообменником чиллера, имеющим линию с этиленгликолем и водяную линию. Водяная линия связана через регулирующий клапан с системой отопления и горячего водоснабжения, а к линии с этиленгликолем подключены чиллер и воздухоподогреватель приточной установки через регулирующий клапан. В свою очередь регулирующие клапаны связаны через блок управления с датчиком температуры наружного воздуха. Технический результат - повышение экономичности системы охлаждения циклотрона путем использования выделенной циклотроном теплоты на нужды отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. 1 ил.

Изобретение относится к области энергосбережения в системах обеспечения микроклимата помещений.

Известен аналог - устройство для вентиляции помещений протонной терапии, содержащее чиллер с охлаждающим контуром, связанным с позитронно-эмиссионным томографом - циклотроном (Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук А04,16 (автор Геворг Суренович Арутюнян) 2016 г.: «Ускорительные методы получения технеция 99 м технологии подготовки и обработки мишени и контроля пучка». URL: https://isotope.yerphi.am/articles/main.docx.pdf). Данный аналог принят в качестве прототипа.

Недостатком аналога и прототипа является повышенное потребление электроэнергии холодильной машиной и сброс значительного количества теплоты в атмосферу.

Задача, решаемая изобретением, - создание установки для полезного использования сбросной теплоты центров протонной терапии.

Технический результат - повышение экономичности системы охлаждения циклотрона путем использования выделенной в ходе работы этого аппарата теплоты на нужды отопления, вентиляции или горячего водоснабжения.

Для достижения указанного технического результата предложена установка для полезного использования сбросной теплоты центров протонной терапии, содержащая чиллер с охлаждающим контуром, связанным с циклотроном.

Особенность заключается в том, что охлаждающий контур циклотрона соединен с баками - аккумуляторами, снабженными регуляторами расхода, которые связаны через теплообменник с теплообменником чиллера, имеющим линию с этиленгликолем и водяную линию, которая через регулирующий клапан связана с системой отопления и горячего водоснабжения, а к линии с этиленгликолем подключены чиллер и воздухоподогреватель системы вентиляции через регулирующий клапан, в свою очередь регулирующие клапаны связаны через блок управления режимами работы с датчиком температуры наружного воздуха.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена установка для полезного использования сбросной теплоты центров протонной терапии.

Устройство содержит чиллер (1) с охлаждающим контуром, связанным с циклотроном (2), охлаждающий контур циклотрона (2) соединен с баками - аккумуляторами (3, 4). Баки - аккумуляторы (3, 4) снабжены регуляторами расхода (5), которые связаны через теплообменник (6) с теплообменником (7) чиллера (1), имеющим линию с этиленгликолем и водяную линию. Водяная линия теплообменника (7) чиллера (1) связана с системой (8) отопления и (9) горячего водоснабжения через регулирующий клапан (10). К линии с этиленгликолем подключены чиллер (1) и воздухоподогреватель (11) приточной установки через регулирующий клапан (10), в свою очередь регулирующие клапаны (10) связаны через блок (12) управления с датчиком (13) температуры наружного воздуха.

Установка работает следующим образом: при работе циклотрона (2) выделяется значительное количество тепловой энергии, которая отводится с помощью холодильной машины - чиллера (1). Предлагаемое устройство предполагает три режима работы:

1) режим летний: в летний период года, когда отопление не функционирует, по показаниям датчика (13) температуры наружного воздуха, блок (12) управления режимами работы переводит регулирующий клапан (10) в такое положение, чтобы нагретый теплоноситель водяной линии от циклотрона (2) направлялся на нужды системы (9) горячего водоснабжения;

2) режим переходный период: в переходный период года, когда отопление еще не функционирует, а температура в здании уже снижается, по показаниям датчика (13) температуры наружного воздуха, блок (12) управления режимами работы переводит регулирующий клапан (10) в такое положение, чтобы нагретый теплоноситель водяной линии от циклотрона (2) направлялся на нужды системы (8) отопления;

3) режим зимний: в холодный период года, когда в воздухоподогревателе (11) системы вентиляции требуется нагрев приточного воздуха, по показаниям датчика (13) температуры наружного воздуха, блок (12) управления режимами работы переводит регулирующие клапаны (10) в такое положение, чтобы теплоноситель водяной линии перестал циркулировать в системе (8) отопления и направился в теплообменник (7) чиллера (1), где отдает теплоту линии с этиленгликолем, который поступает в воздухоподогреватель (11) системы вентиляции и нагревает приточный воздух.

Циклотрон (2) работает периодически, поэтому выделение теплоты происходит скачками, для снижения колебаний тепловой мощности предусмотрены баки аккумуляторы (3, 4). Если циклотрон (2) работает, то теплоноситель водяной линии накапливается в баке (3), из бака (4) теплоноситель водяной линии расходуется на охлаждение циклотрона (1). При остановке циклотрона (1) теплоноситель водяной линии движется из бака (3) в бак (4) через теплообменник (6), отдавая теплоту промежуточному теплоносителю - водяной линии между теплообменником (6) и теплообменником (7) чиллера (1). Так обеспечивается постоянный теплосъем с теплообменника (6).

Таким образом, в результате работы представленной установки повышается экономичность работы системы охлаждения циклотрона, отопления и вентиляции за счет снижения затрат электрической и тепловой энергии для работы холодильной машины - чиллера, систем отопления и вентиляции в переходный и холодный периоды года.

Установка для полезного использования сбросной теплоты центров протонной терапии, содержащая чиллер с охлаждающим контуром, связанным с циклотроном, отличающаяся тем, что охлаждающий контур циклотрона соединен с баками-аккумуляторами, снабженными регуляторами расхода, которые связаны через теплообменник с теплообменником чиллера, имеющим линию с этиленгликолем и водяную линию, которая через регулирующий клапан связана с системой отопления, а к линии с этиленгликолем подключены чиллер и воздухоподогреватель приточной установки через регулирующий клапан, в свою очередь регулирующие клапаны связаны через блок управления с датчиком температуры наружного воздуха.

Изобретение относится к химической установке, содержащей паровой цикл и систему охлаждения. Система охлаждения содержит абсорбционный холодильный агрегат.

Способ теплохладоснабжения с применением абсорбционного термотрансформатора с двухступенчатой абсорбцией // 2755501

Изобретение относится к энергетике, жилищно-коммунальному хозяйству. Изобретение может быть использовано для круглогодичной работы с выработкой тепла в отопительный сезон путем глубокой утилизации низкопотенциального тепла уходящих продуктов сгорания в теплоэнергетических установках, работающих на газовом топливе, с получением температуры нагретой воды до 95÷130°С и тепловой мощности не ниже холодильной мощности для отопления и горячего водоснабжения и с выработкой холода до 5÷7°С в период отсутствия отопления для систем кондиционирования воздуха либо для технологического охлаждения оборудования.

Способ работы тригенерационной установки // 2748628

Изобретение относится к промышленной теплоэнергетике. Способ работы тригенерационной установки осуществляют путем нагрева низкокипящего теплоносителя за счет солнечного излучения, отделения капель жидкости и получения насыщенного пара низкокипящего теплоносителя, который направляют в турбодетандер, частичного вскипания образовавшегося после турбодетандера конденсата низкокипящего теплоносителя в испарителе, получения направляемого в производственное помещение охлажденного воздуха за счет испарения паров хладагента, нагрева воды электронагревателем.

Способ и устройство для производства электрической энергии и холода с использованием низкопотенциальных тепловых источников // 2747815

Изобретение относится к производству электрической энергии и холода. Способ включает выпаривание раствора высокой концентрации при его нагревании с образованием потоков пара хладагента и слабого раствора повышенной температуры и давления, использование потока пара хладагента в турбине с электрогенератором с образованием на выходе из турбины отработанного пара пониженной температуры и давления, снижение температуры и давления слабого раствора, абсорбцию отработанного пара охлаждаемым слабым раствором с образованием крепкого раствора, повышение давления крепкого раствора и подачу раствора для выпаривания.

Теплонасосная установка для отопления и охлаждения помещений // 2738527

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к установкам отопления и охлаждения малоэтажных зданий с использованием низкопотенциальных источников тепла. В теплонасосной установке имеется наружный и внутренний теплообменники с воздухом, компрессор с электроприводом, четырехходовой клапан, капилляр-дроссель и трубопроводы, связывающие названные элементы в единую установку, заполненную рабочим телом – фреоном.

Термоэлектротрансформатор // 2692615

Изобретение относится к области энергетики, в частности теплоэлектрогенерации. Сущность изобретения заключается в том, что устройство предусматривает когенерацию тепловой и электрической мощности за счет низкотемпературных источников - вода, воздух, грунт, солнечное излучение, для чего в теплонасосе дополнительно предусмотрены регулятор подачи тепловой энергии, контроллер и электромотор-генератор, вход которого подключен к источнику электрической энергии, а выход подключен к потребителю электрической энергии, управляющий канал мотор-генератора подключен к контроллеру, второй управляющий канал которого подключен к регулятору подачи тепловой энергии, вход которого подключен к конденсатору, а выход подключен к потребителю тепловой энергии, при этом дроссель выполнен в виде сопла турбины, вал которой соединен с валом компрессора, вал которого соединен с валом электромотор-генератора.

Способ комбинированной выработки механической, тепловой энергии и получения твердого диоксида углерода // 2691869

Изобретение относится к области стационарной и транспортной теплоэнергетики, а именно к поршневым, газо- и паротурбинным установкам, работающим на криогенных углеводородных топливах, и может быть использовано при получении диоксида углерода в стационарных и транспортных энергетических установках с двигателями внутреннего сгорания, газовыми или паровыми турбинами.

Устройство термостатирования для холодильно-нагревательной установки // 2682467

Изобретение относится к устройствам термостатирования для холодильно-нагревательной установки. Устройство термостатирования для холодильно-нагревательной установки содержит датчик 1 внешней температуры, который установлен снаружи холодильно-нагревательной установки 2, триггер Шмитта 3, вход которого подключен к выходу датчика 1 внешней температуры, коммутатор 4, второй вход которого подключен к выходу термостата 5 холодильно-нагревательной установки 2, установленному в камере 6 для хранения продукта, и первый выход которого подключен к входу компрессора 7 холодильно-нагревательной установки 2, и инвертор 8, вход которого подключен к второму выходу коммутатора 4 и выход которого подключен к входу нагревателя 9, который установлен в камере 6 для хранения продукта холодильно-нагревательной установки 2.

Устройство для очистки воды замораживанием // 2672442

Изобретение относится к устройствам для очистки воды замораживанием и может быть использовано в промышленных и бытовых условиях. Устройство для очистки воды замораживанием содержит камеру холода 1, в которой расположены резервуары 2 со съемными крышками 4, выполненные в виде усеченного конуса.

Бестопливная тригенерационная установка // 2671074

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Бестопливная тригенерационная установка включена между газопроводом высокого давления и газопроводом низкого давления, разделенными первым дросселем.