Установка солнечного теплохладоснабжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1)5 Р 1 Й КОМИТЕТЯМ И ОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕН ПО ИЗОБРЕТЕН ПРИ ГКНТ СССР ОПИС К АВГОРСК ЗОБР У СВИДЕТЕЛ ератур АН СССРой, В.Э,КузьмиМ,А. Ширинян,вский а зоаг Ьеа 1 пц Яоппвагу герог 1 патопа епегцу беп: Яаебз 1 , 1986, р, 48. ЕПЛ 1 )ХЛАДО (57) Изо и може доснаб ния в юподземющих н тения -иотехнике теплохлао назначеи наличии ов, залегаль изобрескважин и 5(53) 697.992(088.8)56) Воузеп А, С 1 ас Ч.О. Сепраптз аЮ зеазоЬа з 1 огацео 1 р 1 азезапб . о Фе п 1 еадепсу, - 31 осЮоп, ЗаСоцпс аког Ввбпц Везеагс АНОВКА СОЛНЕЧНОГОНАБЖЕНИЯбретение относится к гелбыть использовано приении объектов различногжных районах страны прых водоносных горизонтнебольших глубинах, Цесокращение количества повышение эффективности использования теплового насоса, Установка солнечного теплохладоснабжения содержит аккумулятор 3 теплоты в подземном водоносном горизонте, подключенный через подъемные 4 и нагнетательные 5 скважины к испарителю теплового насоса (ТН) 2 и солнечным коллекторам СК) 1, систему 6 отопления, связанную с конденсатором ТН 2, систему 7 охлаждения, подключенную через скважины 4 и 5 к аккумулятору 3, причем установка оборудована основным 8 и вспомогательным 9 баками-аккумуляторами (Б - А), в которые встроены теплообменники 10 и 11, подключенные к СК 1. Кроме того, Б - А 8 и 9 соединены с ТН 2 и между собой, а также связаны с аккумулятором 3. Наличие Б-А 8 и 9, связанных определенным образом с ТН 2, СК 1 и аккумулятором 3, позволяет использовать ТН 2 в часы провалов графиков электрической нагрузки, например в ночные часы как в режиме отопления, так и в режиме охлаждения. 1 ил.Изобретение относится к использованию солнечной энергии и тепла подземныхаккумуляторов в системах теплохладаснабжения зданий,Цель изобретения - сокращение количества скважин и повышение эффективности использования теплового насоса.На чертеже показана установка солнечного теплохладоснабжения.Установка содержит связанные междусобой солнечные коллекторы 1, тепловойнасос 2, аккумулятор 3 тепла в подземномводоносном горизонте с подъемными 4 инагнетательными 5 скважинами и системы6 и 7 отопления и охлаждения. Установкадополнительно содержит основной 8 ивспомогательный 9 баки-аккумуляторы свстроенными теплообменниками 10 и 11,подключенными к солнечным коллекторам1. При этом основной бак-аккумулятор 8первым входом и выходом соединен с системой 6 отопления и первым выходом дополнительно - с нагнетательнымискважинами 5, а вторыми входом и выходом -с конденсатором теплового насоса 2, испаритель которого соединен с первыми входом и выходом вспомогательногобака-аккумулятора 9, Вторые вход и выходпоследнего подключены к системе 7 охлаждения, При этом первый выход и второй входвспомогательного бака-аккумулятора 9 до.полнительно соединены с вторым входомосновного бака-аккумулятора 8. Подъемныескважины 4 подключены к первому выходувспомогательного бака-аккумулятора 9, киспарителю и конденсатору теплового насоса 2 и второму выходу основного бака-аккумулятора, а последний подключен кнагнетательным скважинам,На линиях соединения установлены насосы 12 - 17 и регулирующие задвижки 18 -32,Установка работает следующим образом,При достаточной интенсивности солнечной радиации нагретый теплоносительсолнечного контура из коллектора 1 череззадвижку 18 поступает в теплообменник 10,где отдает теплоту воде в баке-аккумуляторе 8, после чего насосом 16 возвращается вколлектор 1. Нагретая до 35-40 С вода изпервого выхода бака-аккумулятора 8 череззадвижку 22 поступает в систему 6 отопления, после которой насосом 15 возвращается в бак-аккумулятор 8 через первыйвход. В этом режиме насосы 12, 13, 14 и 17не работают, а задвижки 19 - 21 и 23 - 32закрыты. Этот режим приходится в основном на начало и конец отопительного периода, 20 45 50 55 5 10 15 30 35 40 При недостаточной интенсивности солнечной радиации, когда не обеспечивается необходимая температура воды в баке-аккумуляторе 8, теплоноситель из коллекторов 1 подается в теплообменник 11, где отдает теплоту воде в баке-аккумуляторе 9 и затем через задвижку 26 насосом 16 подается в коллекторы 1,Нагретая до 23-28 С вода из первого выхода бака-аккумулятора 9 подается в испаритель теплового насоса 2, где охлаждается и насосом 12 через задвижку 23 подается в бак-аккумулятор 9 через первый вход,Нагретая в конденсаторе до 40 - 45 С вода подается во второй вход бака-аккумулятора 8 и затем охлажденная из второго выхода бака-аккумулятора 8 через задвижки 24 и 25 насосом 13 возвращается в конденсатор теплового насоса 2, В этом режиме насосы 14 и 17 не работают, а задвижки 18-21 и 27 - 32 закрыты, Система 6 отопления функционирует так же, как и в прежнем режиме.В отсутствие солнечной радиации отопление осуществляется от аккумулятора 3 теплоты в подземном водоносном горизонте, Из заряженного аккумулятора 3 вода с температурой 35 - 40 С через скважины 4,насосом 17, задвижки 27 и 20 подается через второй вход в бак-аккумулятора 8. Охлажденная до 25-30 С вода из второго выхода бака-аккумулятора 8 через задвижки 25, 29 и 31 подается в аккумулятор 3 через нагнетательные скважины 5. В этом режиме аккумулятор 3 разряжается, а насосы 12, 13, 14, 16 не работают и задвикки 18, 19, 21, 23, 24, 26, 28, 30, 32 закрыты. Система 6 отопления функционирует аналогично прежним режимам,При отсутствии солнечной радиации и недостаточной температуре воды из аккумулятора 3 для обеспечения отопления установка функционирует следующим образом.Вода температурой 10 - 28 С из аккумулятора 3 через скважины 4, насосом 17, через задвижку 27 подается в испаритель теплового насоса 2, после которого через задвижки 28 и 31 и скважину 5 направляется в аккумуляторе 3, Нагретая в конденсаторе теплового насоса 2 до 40 - 45 С вода подается во второй вход бака-аккумулятора 8, посла которого охлажденная через задвикки 24 и 25 насосом 13 подается из второго выхода бака-аккумулятора 8 на конденсатор теплового насоса 2, Б этом режиме насосы 12, 14, 16 не работают, задвижки 18 - 21 и 23,26, 30, 32 закрыты, а отопление осуществляется так же, как и в прежних режимах, Кконцу отопительного периода аккумупя;ср3 полностью разрякается и его температур.становится порядка 10 -12 С,В летний период времени установка работает на охлаждение и сдновре;леннс назарядку аккумулятора 3, В начале летнегапериода охлаждение происходит непосредственно от аккумулятора 3, Холодная водатемпературой 10-12 С из скважины 4 насосам 17 через задвижку 27 подается черезпервый выход в бак-аккумулятор 9, откудачерез второй выход насосом 14 - в систему7 охлаждения,В системе 7 вода нагревается да20 - 22 С и затем через задвижку 21 подается во второй вход бака-аккумулятора Р, гдесна догревается за счет солнечной энергиидо 40 - 50 С, Догретая вода из второго вьхода бака-аккумулятора 8 через задвижки 25,29, 31 и скважину 5 подается в эккумулятса3, В этом режиме нагретый теплонссигельиз коллекторов 1 подается через задвижку18 в теплообменник 10, из которого насосом1 б возвращается в коллекторы .В этом режиме аккумулятор 3 заряжается эа счет теплоты, отобаанной у охлаждаемых помещений и от солнечныхколлекторов 1. Насоссы 12, 13, 15 не рабатаат, а задвижки 19 и 20, 22-28, 30 и 32закрыты.При повышении температуры в аккумуляторе 3 охлаждение осушествпяется с помощью теплового насоса 2 в следующемрежиме, Вода температурой 20 - 30 С из аккумулятора 3 через скважины 4 насосом 17и 13 через задвижки 30, 29, 24 подается вконде сатор теплового насоса 2, где ее температ 1 эа повышается на 5 - 10 С, Из конденсатора теплового насоса 2 водаподае; ся ва второй вход бака-аккумулятора8, где нэ догревается за счет солнечнойэнергии да 40 - 50 С. Догретая вода из первого входа бака-аккумулятора 8 через задвижку 32 и скважины 5 подается ваккум, пятор 3. Бак-аккумулятор 9 в это время слу;кит накопителем холодной воды, Вода из первого выхода бака-аккумулятора 9подается в испаритель теплового насоса 2,Охлакденная в испарителе до 10 - 12 С воданаправляется насосом 12 через задвижку 23в первый вход бака-аккумулятора 9,Из бака-аккумулятора 9 холодная водачерез второй выход насосом 14 подается всистему 7 охлажде;ия, по.ле которой отепленная поступает через задвижку 19 ва второй вход бака-аккумулятора 9. В этомрежиме насос 15 не работает, а задвижки20 - 22, 25 - 28, 31 закрыты. Солнечные кол лекторы 1 как и в предыдущем рех;имеработают натеплообменник 10 бака-акку10 теплообменник 10, после которого насосом20 16 возвращается в коллектор 1. В этом режиме тепловой насос 2, насосы 12 - 15 не работают и задвижки 19-24, 2 б, 31 закрыть,В предлагаемой установке для обеспечения режима охлаждения нет необходимости в дополнительном нижнем подземном водоносном горизонте, в сьязи с чем сокращается ксличество скважин, Наличие баксв-аккумуляторов 8 и 9 позволяет испольэовать тепловой насос 2 в часы провалов графи,ов электрической нагрузки ,например, в ночные часы) как в режиме отопления, так л в режиме охлаждения, что повьшает эффективность использсвания 2530 5 40 теплового насоса,Формула изобретения Установка солнечного теплохладоснабжения, содержащая связанные между собой солнечные коллекторы, тепловой насос, аккумулятор тепла в подземном водоносном горизонте с подьемными и нагнетательными скважинами и системы отопления и охлаждения, э также насосы и регулирующую арматуру, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью сокращения количества скважин и повышения эффективности использования теплового насоса, установка дополнительно содержит основной и вспомогательный баки-аккумуляторы с встроенными теплообменниками, подключенньли к солнечным коллекторам, при этом основной бак-аккумулятор первыми входом и выходом соединен с системой отопления и первым выходом дополнительно - с нагнетательными скважинами, а вторыми входом и вьхог дом ссединен с конденсатором теплового насоса, испаритель которого соединен с первьми входом и выходом вспомогательного бака-аккумулятора, вторые вход и выход которога п-.дкпючены к системе 4550 55 мупятара 9, Б этом рекиме аккумулятор 3 заряжается за счет теплоты, отобранной у конденсатора теплового насоса 2 и ст солнечных коллекторов 1 При этом вся тепловая энергия, полученная ат теплового насоса , полезно используется.В отсутствие нагрузки на отопление и охлаждение установка функционирует следующим образом,Вода из аккумулятора 3 через скважины4 насосом 17 подается через задвикки 30, 29 и 25 во второй выход бэкэ-аккумулятора 8, где догревается за счет солне ной энергии до 40-50 ОС, Наретая вода из первого выхода бдкэ-аккумулятсгэа 8 через зад Гижку 32 и скважины 5 напаавляется,в а;кумулягор 3, Нагретый теплоноситель из коллекторов 1 пгдается через зэдвижк8 в1638487 Составитель А. СмирноваТехред М.Моргентал Корректор С. Шекмар Редактор И. Касарда Заказ 917 Тираж 399 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 охлаждения, при этом первый выход и второй вход вспомогательного бака-аккумулятора дополнигельно соединены. с вторым входом основного, подъемные скважины подключены к первому выходу вспомогательного бака-аккумулятора, к испарителю и конденсатору теплового насоса и второму выходу основного бака-аккумулятора, а последний подключен к нагнетательным сква жи нам.