Система утилизации тепла
Полезная модель относится к области энергетики, а именно к системам утилизации тепла с холодильных машин. В системе утилизации тепла на входе линии нагнетания 1 установлен обратный клапан линии нагнетания 2, выход которого соединен с входом соленоидного вентиля 3, установленного на линии утилизации тепла 4, и входом регулятора давления конденсации утилизации 5. Выход регулятора давления конденсации утилизации 5 соединен с выходом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4, входом регулятора давления 7 в ресивере 8, установленном на линии байпас 9, и входом регулятора давления конденсации 10. Выход регулятора давления 10 соединен с входом выносного конденсатора 11, выход которого соединен с входом реле давления 12 и входом обратного клапана 13 жидкостной линии 14, выход которого соединен с выходом обратного клапана 15 линии байпас Рис входом в ресивер 8. Выход соленоидного вентиля 3 соединен с теплообменником 16, выход которого соединен с входом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4. Полезная модель позволяет производить 100% возврат тепла для различных нужд. 3 ил.
Полезная модель относится к области энергетики, а именно к системам утилизации тепла с холодильных машин.
Известна система регулирования давления конденсации (http://www.danfoss.com/NR/rdonlyres/135C14CF-3B0B-4FD1-9CAD-03879ED1В3Е6/0/Povyshenieeffektivnosti_part3.pdf стр.16), в которой выход линии нагнетания компрессора соединен с входом регулятора давления в ресивере, расположенном на линии байпас, и входом регулятора давления конденсации, выход которого соединен с входом выносного конденсатора, выход которого соединен с входом обратного клапана жидкостной линии, выход которого соединен с ресивером, выход регулятора давления в ресивере, расположенного на линии байпас, соединен с выходом обратного клапана жидкостной линии и входом в ресивер.
Недостатком этой системы является то, что все тепло, отнимаемое конденсатором от газа, утилизируется на улицу.
Основной технической задачей является создание системы утилизации тепла, позволяющей обеспечить возврат тепла от перегретого газа в помещение без нарушения режимов работы холодильного оборудования.
Основная техническая задача достигается тем, что в системе утилизации тепла, включающей линию нагнетания компрессора, регулятор давления конденсации, выносной конденсатор, выход которого соединен с входом обратного клапана жидкостной линии, выход которого соединен с ресивером, согласно предложенному решению, на входе линии нагнетания компрессора установлен обратный клапан линии нагнетания, выход которого соединен с входом соленоидного вентиля, установленного на линии утилизации тепла и входом регулятора давления конденсации утилизации, выход которого соединен с выходом обратного клапана линии утилизации тепла, входом регулятора давления в ресивере, расположенном на линии байпас, и входом регулятора давления конденсации, выход соленоидного вентиля соединен с теплообменником, выход которого соединен с входом обратного клапана линии утилизации тепла, выход регулятора давления в ресивере соединен с входом обратного клапана линии байпас, выход которого соединен с выходом обратного клапана жидкостной линии и входом в ресивер, выход выносного конденсатора соединен с входом реле давления и входом обратного клапана жидкостной линии.
Полезная модель поясняется рисунками, где на фиг.1 представлена принципиальная схема системы утилизации, на фиг.2 представлена принципиальная схема, в которой в качестве теплообменника используются фанкойлы, на фиг.3 представлена принципиальная схема, в которой в качестве теплообменника используется пластинчатый теплообменник.
В системе утилизации тепла на входе линии нагнетания 1 установлен обратный клапан линии нагнетания 2, выход которого соединен с входом соленоидного вентиля 3, установленного на линии утилизации тепла 4, и входом регулятора давления конденсации утилизации 5. Выход регулятора давления конденсации утилизации 5 соединен с выходом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4, входом регулятора давления 7 в ресивере 8, установленном на линии байпас 9, и входом регулятора давления конденсации 10. Выход регулятора давления 10 соединен с входом выносного конденсатора 11, выход которого соединен с входом реле давления 12 и входом обратного клапана 13 жидкостной линии 14, выход которого соединен с выходом обратного клапана 15 линии байпас 9 и с входом в ресивер 8. Выход, соленоидного вентиля 3 соединен с теплообменником 16, выход которого соединен с входом обратного клапана 6 линии утилизации тепла 4.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Регулятор давления конденсации утилизации 5 настраивается по паспорту холодильной машины, например 42°С или 17,5 bar. Регулятор давления конденсации 10 настраивается на максимальную температуру окружающей среды, например 30°С или 13 bar. Регулятор давления 7 в ресивере 8 настраивается ниже настройки регулятора давления конденсации 10 на 1-2 bar - 10 bar. Реле давления 12, установленное на жидкостной линии, настраивается на минимальную температуру конденсатора 10°С - 7,2 bar с дифференциалом - 1,5 bar. В систему заправляется газ - R404a.
В линию нагнетания 1 компрессором или группой компрессоров нагнетается перегретый газ. Если производительности теплообменника 16 достаточно, чтобы сконденсировать газ, не достигая уставки давления 17,5 bar, то регулятор давления конденсации утилизации 5 останется закрытым, и весь объем перегретого газа будет проходить через теплообменник 16. При этом утилизируется 100% тепла от нагнетания. Если давление нагнетания перед регулятором давления конденсации утилизации 5 тепла начинает расти (например: нагреваемая среда достигла высокой температуры и теплосъема недостаточно для поддержания необходимого давления конденсации), то регулятор давления конденсации утилизации 5 откроется настолько, насколько необходимо, чтобы давление конденсации упало до уставки 17,5 bar. При этом часть перегретого газа утилизируется выносным конденсатором 11. Если проток горячего газа на линии утилизации тепла 4 закрыт с помощью соленоидного вентиля 3, то обратный клапан линии 6 утилизации тепла не даст газу залечь в теплообменнике. Если теплообменник 16 производит переохлаждение газа (например: нагреваемая среда очень низкой температуры), и давления газа на выходе линии утилизации тепла 4 недостаточно для поддержания заданной температуры выносного конденсатора 11, то реле давления 12 с помощью соленоидного вентиля 3 тепла закрывает проток через линию утилизации тепла 4 до тех пор, пока температура выносного конденсатора 11 не достигнет заданной температуры.
В условиях холодного климата, для избегания залегания газа в теплообменнике выносного конденсатора 11 поддерживается давление в выносном конденсаторе 11 и ресивере 8, то есть выносной конденсатор 11 должен быть теплым и в ресивере 8 должно быть достаточное давление для проталкивания сжиженного хладона на потребителей холода. Регулятор давления конденсации 5 поддерживает давление до себя 13 bar и открывается с ростом давления на входном патрубке. Регулятор давления 7 в ресивере 8 поддерживает давление после себя и открывается с падением давления на выходном патрубке. Когда значение давления на входе в регулятор давления конденсации 5 превышает значение уставки, регулятор давления конденсации 5 начинает открываться и газ попадает в выносной конденсатор 11, а затем в ресивер 8. Регулятор давления 7 в ресивере 8 открывается с падением давления на выходной стороне клапана, т.е. когда давление в ресивере 8 падает ниже уставки регулятора давления 7, составляющее 11 bar, тем самым происходит прямой перепуск газа с нагнетания, что обеспечивает необходимое давление жидкости в ресивер 8.
Примеры конкретного выполнения
Для отопления помещения прямым съемом тепла с перегретого газа (фиг.2) в качестве теплообменника 16 применяли фанкойлы, которые представляли собой меднопаяный теплообменник и вентиляторы в одном корпусе. Фанкойлы, снабженные пультом управления 17, устанавливали вместо радиатора центрального отопления или добавляли к ним. Производили регулирование протока горячего газа через фанкойл исходя из показаний датчика 18 с помощью соленоидного вентиля 3 и задавали скорость вращения вентилятора. На выходе каждого фанкойла установлен обратный клапан 6. При установке нескольких фанкойлов для распределения горячего газа по всем фанкойлам использовали обратный клапан с усиленной пружиной. На входе и выходе каждого фанкойла установлены запорные вентили 19.
В качестве теплообменника 16 также устанавливали пластинчатый теплообменник (фиг.3). Жидкость (вода или антифриз) с потребителей проходила через фильтр механической очистки 20, выход которого соединен с входом в пластинчатый теплообменник 16, выход которого соединен с входом циркуляционного насоса 21, выход которого соединен с потребителями тепла (радиаторы отопления, бак гидроаккумулятор и т.д.).
Применение предложенного решения в помещении с маленькой холодильной централью на двух компрессорах BITZER 4DC-7.2Y R404a при работе одного компрессора позволяет получить до 19,16 кВт/час тепловой энергии, что за сутки эквивалентно выделяемой энергии при сжигании 41 килограмма сжиженного газа. Такой объем выделяемого тепла позволит системе утилизации взять на себя основную часть отопления магазина.
Полезную модель можно использовать для любых холодильных машин (низкотемпературные, среднетемпературные, кондиционеры, чиллеры и т.д.) и она позволяет производить 100% возврат тепла для различных нужд. Также преимуществом является доступность и эффективность.
Система утилизации тепла, включающая линию нагнетания компрессора, регулятор давления конденсации, выносной конденсатор, выход которого соединен с входом обратного клапана жидкостной линии, выход которого соединен с ресивером, отличающаяся тем, что на входе линии нагнетания компрессора установлен обратный клапан линии нагнетания, выход которого соединен с входом соленоидного вентиля, установленного на линии утилизации тепла, и входом регулятора давления конденсации утилизации, выход которого соединен с выходом обратного клапана линии утилизации тепла, входом регулятора давления в ресивере, расположенном на линии байпас, и входом регулятора давления конденсации, выход соленоидного вентиля соединен с теплообменником, выход которого соединен с входом обратного клапана линии утилизации тепла, выход регулятора давления в ресивере соединен с входом обратного клапана линии байпас, выход которого соединен с выходом обратного клапана жидкостной линии и входом в ресивер, выход выносного конденсатора соединен с входом реле давления и входом обратного клапана жидкостной линии.
