система теплохладоснабжения стационарного объекта

Формула изобретения

Система теплохладоснабжения стационарного объекта, включающая тепловой насос - холодильную машину, состоящую из компрессора, конденсатора, терморегулирующего вентиля и испарителя, соединенных последовательно, причем к конденсатору через насос, задвижки и трубопроводы подсоединен теплообменник тепловлажностной обработки приточного воздуха, который также соединен с помощью трубопроводов и задвижек с испарителем холодильной машины - теплового насоса, к испарителю с помощью насоса, задвижек и трубопроводов подсоединен теплообменник, расположенный на линии удаления воздуха из объекта, отличающаяся тем, что она снабжена емкостью сжиженного природного газа, подсоединенной к теплообменнику, расположенному на линии удаления воздуха из объекта, и дополнительными теплообменником и трубопроводом, причем дополнительный теплообменник расположен параллельно теплообменнику тепловлажностной обработки приточного воздуха, входной патрубок которого соединен с емкостью со сжиженным природным газом, выходной - с трубопроводом, а дополнительный трубопровод выполнен соединяющим емкость со сжиженным природным газом с теплообменником тепловлажностной обработки приточного воздуха.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для систем поддержания необходимого температурного режима внутри стационарных объектов.

Известна система теплохладоснабжения, содержащая холодильные машины с конденсаторами и испарителями, первые из которых подключены к вентиляторной градирне, а вторые через рассольные магистрали подсоединены к охлаждающим приборам объекта и кондиционеру, система предназначена для термостатирования воздуха (авторское свидетельство СССР N 996808, кл. F 25 B 29/00, F 25 C 3/02, 1983 г.) [1].

Недостатками данной схемы являются невозможность переключения системы в режиме работы при использовании холодильной машины в качестве теплового насоса и низкое значение вероятности безотказной работы системы.

Известна система теплохладоснабжения, содержащая тепловой насос - холодильную машину, кондиционер с теплообменником подогрева и камерой орошения, теплообменник, расположенный на линии удаления воздуха из объекта и используемый в зимний период эксплуатации, градирню, связанную с конденсатором холодильной машины, теплообменником подогрева воздуха и камерой орошения центрального кондиционера (решение о выдаче патента на изобретение по заявке N 96120037/06, кл. F 25 B 30/00, 25.09.96) [2].

Недостатками данной схемы являются недостаточный диапазон температур, который может поддерживаться в стационарном объекте, а также низкий уровень вероятности безотказной работы системы.

Технический результат, который получается при осуществлении изобретения, заключается в увеличении холодильного коэффициента холодильной машины за счет более эффективного отвода теплоты конденсации хладагента и в повышении значения вероятности безотказной работы системы за счет возможности поступления сжиженного природного газа в теплообменник для охлаждения приточного воздуха.

Для достижения этого технического результата система теплохладоснабжения стационарного объекта содержит тепловой насос - холодильную машину, состоящую из компрессора, конденсатора, испарителя и терморегулирующего вентиля, соединенных последовательно, причем к конденсатору через насос, задвижки и трубопроводы параллельно подсоединены теплообменник, входной патрубок которого соединен с емкостью со сжиженным природным газом, а выходной с трубопроводом. По трубопроводу сжиженный природный газ подается к дизель-генератору, на газификацию и другим объектам. К испарителю холодильной машины - теплового насоса с помощью трубопроводов и задвижек присоединен теплообменник тепловлажностной обработки приточного воздуха, к испарителю же с помощью насоса, задвижек и трубопроводов подсоединен теплообменник, расположенный на линии удаления воздуха из объекта; к нему же подсоединены емкость сжиженного природного газа и трубопровод, соединяющий емкость со сжиженным природным газом с теплообменником тепловлажностной обработки приточного воздуха.

Новым в заявке на изобретение являются теплообменник, расположенный параллельно теплообменнику тепловлажностной обработки приточного воздуха, входной патрубок которого соединен с емкостью со сжиженным природным газом, а выходной - с трубопроводом, по которому сжиженный природный газ подается к дизель-генератору, на газификацию и другим объектам, а также трубопровод, соединяющий емкость со сжиженным природным газом с теплообменником тепловлажностной обработки приточного воздуха, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "новизна".

Использование теплоты конденсации холодильного агента для регазификации сжиженного природного газа посредством введения дополнительного теплообменника на линии отвода теплоты конденсации не выявлено из существующего уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "изобретательский уровень".

Введение в состав системы теплохладоснабжения стационарного объекта теплообменника, соединенного с емкостью сжиженного природного газа, на линии отвода теплоты конденсации хладагента, и трубопровода, соединяющего комплекс со сжиженным природным газом с теплообменником, расположенным на линии поступления приточного воздуха, позволяет получить новое свойство, заключающееся в повышении холодильного коэффициента холодильной машины за счет повышения ее холодопроизводительности при более эффективном отводе теплоты конденсации за счет регазификации сжиженного природного газа и повышении вероятности безотказной работы системы теплохладоснабжения за счет возможности подачи сжиженного природного газа в теплообменник для охлаждения приточного воздуха.

На чертеже изображена система теплохладоснабжения стационарного объекта.

Система теплохладоснабжения стационарного объекта состоит из холодильной машины - теплового насоса 1, включающей в себя терморегулирующий вентиль 2, конденсатор 3, испаритель 4, компрессор 5. К испарителю 4 подсоединен с помощью насоса 6, задвижек 7 и 8 теплообменник 9. К конденсатору 3 через насос 10 параллельно подсоединены через задвижки 11, 12 теплообменник отвода теплоты конденсации 13, через задвижки 14, 15 теплообменник тепловлажностной обработки приточного воздуха 16. Теплообменник 13 также подсоединен через вентиль 17 к емкости со сжиженным природным газом 18. Теплообменник 16 также подсоединен через задвижки 19 и 20 к испарителю, через вентиль 21 - к емкости со сжиженным природным газом 18. Воздух через теплообменник 16 приточным вентилятором 22 подается в термостатируемый объект 23, а удаляется с помощью вытяжного вентилятора 24. Наддув емкости со сжиженным природным газом 18 осуществляется с помощью блока наддува 25. Регазифицируемый природный газ через вентили 26 и 27 может подаваться к дизель-генератору, на газификацию и другим объектам.

Система теплохладоснабжения стационарного объекта с резервным источником холодоснабжения на основе комплекса сжиженного природного газа работает следующим образом.

В летний период холодильная машина 1 вырабатывает холод в испарителе 4, который отводится промежуточным хладоносителем, подаваемым насосом 6 через испаритель 4 и задвижку 20 в теплообменник 16 (при этом задвижки 7, 8, 14, 15, 28, вентили 26 и 27 закрыты), где происходит охлаждение (и осушение) приточного воздуха, подаваемого вентилятором 22 в термостатируемый объект 23. Нагретый хладоноситель из теплообменника 16 поступает с помощью насоса 6 через задвижку 19 в испаритель 4. Промежуточный теплоноситель из конденсатора 3 с помощью насоса 10 через задвижку 12 подается в теплообменник 13, где происходит отвод теплоты конденсации и регазификация сжиженного природного газа, поступающего из емкости со сжиженным природным газом 18, при этом задвижки 14 и 15 закрыты. Охлажденный теплоноситель через задвижку 11 поступает в конденсатор 3, где отбирает теплоту конденсации хладагента. Жидкий хладагент дросселируется в терморегулирующем вентиле 2 и поступает в испаритель 4, где забирает теплоту от промежуточного хладоносителя и испаряется. Из испарителя 4 хладагент забирается компрессором 5 и подается в конденсатор 3. В случае выхода из строя холодильной машины 1 жидкий хладоноситель из системы сливается и сжиженный природный газ подается через вентиль 21 в теплообменник 16, при этом вентиль 17, задвижки 14, 15, 19, 20 закрыты. Регазифицируемый природный газ через вентили 26 и 27 (при необходимости пройдя дополнительную регазификацию) поступает к дизель-генератору, на газификацию и другим объектам.

В зимний период теплота из конденсатора 3 теплового насоса 1 отводится промежуточным теплоносителем, который с помощью насоса 10 через задвижку 15 подается в теплообменник 16, где происходит подогрев приточного воздуха. При этом задвижки 11, 12, 19, 20, 28, вентили 21, 27 закрыты. Охлажденный теплоноситель через задвижку 14 поступает в конденсатор. Нагретый в теплообменнике 16 воздух приточным вентилятором 22 подается в термостатируемый объект 23, где происходит ассимиляция теплоизбытков. Нагретый воздух из термостатируемого объекта 23 забирается вытяжным вентилятором 24 и через теплообменник 9 выбрасывается наружу, отдавая теплоту промежуточному хладоносителю. Промежуточный хладоноситель с помощью насоса 6 прокачивается через испаритель 4 и задвижку 7, при этом задвижка 20 закрыта, и поступает в теплообменник 9, где происходит нагрев промежуточного теплоносителя. Нагретый теплоноситель через задвижку 8, при этом задвижка 19 закрыта, подается насосом 6 в испаритель 4, где происходит его охлаждение. Испарившийся хладагент засасывается из испарителя 4 компрессором 5, сжимается и подается в конденсатор 3, где отдает теплоту конденсации промежуточному теплоносителю. Из конденсатора 3, дросселируясь в терморегулирующем вентиле 2, хладагент поступает в испаритель 4.

Вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии критерию "промышленная применимость".

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР N 996808, кл. F 25 B 29/00, F 25 C 3/02, 1983 г.

2. Решение о выдаче патента на изобретение по заявке N 96120037/06, кл. F 25 B 30/00, 25.09.96 г.