CZ116598A3

CZ116598A3 - Způsob a zařízení pro výrobu chladu

Info

Publication number: CZ116598A3
Application number: CZ981165A
Authority: CZ
Inventors: Seppo Leskinen
Original assignee: Abb Installaatiot Oy
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 1998-08-12
Also published as: DK0856131T3; EP0856131B1; DE69618610T2; FI100269B; ES2170875T3; WO1997014917A1; PL181775B1; DE69618610D1; FI954949A0; FI954949A; PL326269A1; EP0856131A1; AU7299296A

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby energie pro chladicí chladu neboli chladicí kapaliny, vyráběna předávána klimatizační nebo více budov, do jednotlivých a dále rozvodu této budov prostřednictvím v potrubním systému. Chladicí energie je zařízením a je prostřednictvím zařízení, které jednu energie obíháj ící absorpčním agregátem nebo podobným vzduchu, který je dodáván do budovy jednotky nebo nějakého jiného týká zařízení pro objektů.

využívá chladicí energie. Vynález se rovněž výrobu chladicí energie pro jeden nebo více

Dosavadní stav techniky

Budovy jsou dnes obecně ochlazovány agregátů, tyto chladicí místech jejich vyráběna pomocí celkové spotřebě důležitý, neboť největší měsících.

pomocí chladicích založených na kompresorových agregátech, přičemž agregáty jsou rozptýleny na jednotlivých přímého využití. Chladicí energie je v nich elektrické energie. Podíl chlazení budov na elektrické energie je v současné době velice například v jihoevropských zemích dochází k spotřebě elektrické energie právě v letních které je elektrické

Ξ ohledem na výrobu elektrické energie se její spotřeba rovněž vyskytuje v nepříznivou dobu. Teplo, nevyhnutelně vytvářeno v souvislosti s výrobou energie, nemůže být využito k ničemu jinému, než k produkci • · ·

horké užitkové vody, takže musí být kondenzováno například pomocí solankových kondenzátoru, a spolu s kondenzační vodou odváděno do vodních toků, nebo může být odváděno do ovzduší prostřednictvím chladicích věží.

Chladicí energie může být rovněž vyráběna s využitím odpadního tepla, produkovaného při výrobě elektrické energie, a to v tak zvaných absorpčních agregátech, z nichž jsou nej známější a nejrozšířenější například agregáty typu lithiumbromid-voda a čpavek-voda. Spotřebu elektrické energie a tím například i množství emisí oxidu uhličitého je možno pomocí těchto agregátů výrazně snížit, přičemž lze výhodně využít odpadního tepla, které zůstává v současné době zcela nevyužito.

Výhodnou formou výroby chladu je tak zvaný systém dálkového chlazení, u kterého je produkce chladicí energie soustředěna do energetických závodů či podniků a je dodávána uživatelům prostřednictvím potrubního systému, stejným způsobem jako je tomu například u dálkového vytápění. To má výhodné účinky například u výše nákladů na opravy, údržbu a servis, kteréžto náklady jsou v současném roztříštěném systému příliš vysoké. Výhody uvedeného systému se projeví rovněž ve spolehlivosti, ve snížení náhodných energetických špiček atd.

Systémy dálkového chlazení se však dosud nestaly běžně užívanými, a to zejména z důvodů vysokých investičních nákladů. Ačkoliv je cena za jednu kWh chladu, vyráběného tímto způsobem, nízká ve srovnání s cenou elektrické energie, je počet hodin využívání systému velmi malý zejména v těch klimatických pásmech, kde jsou systémy dálkového topení

luxusními stavbami, neboť jejich investiční náklady nebudou pokryty. Ve Finsku například nebyly tyto systémy dosud vůbec vybudovány. Většina takových systémů dnes existuje v Japonsku, v Koreji a v USA.

Finská patentová přihláška 940 342 popisuje třítrubkový systém, kterým lze výrazně snížit náklady na distribuční systém. A navíc tato finská patentová přihláška 940 342 popisuje systém, ve kterém je provoz tepelných výměníků kombinován, což umožňuje výrazně snížit investiční náklady v jednotlivých budovách. Dále tato finská patentová přihláška 940 342 popisuje systém, u kterého je vratná voda ze systému dálkového topení nebo ze systému dálkového chlazení využita jako kondenzační voda, která je potřebná pro absorpční agregát, takže v energetickém závodě není nutno mít žádnou chladicí věž nebo jiný kondenzátor. Tím se výrazně snižují investiční náklady i náklady na využití chladu při využívání systému dálkového chlazení.

Shora uvedená opatření činí ze systémů dálkového chlazení luxusní stavby zejména v nově vznikajících obcích či společenstvích, kde jsou všechny budovy, které vyžadují ochlazování, napojeny na tento systém.

V průmyslových zemích je však poměr takových staveb malý, a jejich poměr vůči všem ostatním stavbám neustále klesá. Většina budov v již existujících obcích je dnes zrenovována nebo opatřena přístavbami. Potom není možné připojit k systému dálkového chlazeni najednou dostatečný počet budov, pokud je systém v dané oblasti vybudován. Malý počet budov, připojených k systému, není postačující k tomu, aby byly řádně pokryty investiční náklady na vybudování

systému dálkového chlazení a na výrobu dálkového chladu, což výrazně brání budování těchto dálkových chladicích systémů v již existujících obcích.

S obdobným problémem se bylo možno setkat již při budování systémů dálkového vytápění. Tento problém byl tehdy vyřešen pomocí mobilních vytápěcích stanic, ve kterých je teplo vyráběno pouze pro omezenou oblast, přičemž náklady na distribuční systém zůstaly nízké a mohly být okamžitě pokryty. Pokud byl propojen dostatečný počet oblastí, byla vybudována hlavní rozvodná síť, a tyto oblasti byly připojeny prostřednictvím daného systému k energetickému závodu.

Mobilní vytápěcí stanice jsou pak přesunuty do nových oblastí nebo zůstávají v dané oblasti jako vytápěcí stanice, které jsou využívány během maximálních požadavků na teplo.

Tutéž myšlenku nelze uplatňovat při budování systémů dálkového chlazení, aniž by došlo k některým problémům. Je pravdou, že náklady na vybudování hlavní rozvodné sítě jsou eliminovány, avšak využití vratné vody jako kondenzační vody zde není možné. Z tohoto důvodu je nutno využívat chladicí věže, zemní vodu atd. Často není například možné umístit chladicí věže do urbanistických oblastí z architektonických důvodů, z důvodů nedostatku prostoru atd.

Některé energetické závody shora uvedeného typu, založené na absorpčních agregátech, již byly vybudovány, přičemž z technického hlediska pracují tyto systémy velmi dobře, avšak jejich konkurenceschopnost vůči kompresorovému chlazení je velmi problematická, a jejich nižší počet hodin využívání (například v mírném a chladném klimatickém pásmu, • > to r · #· to to to· • ·!

toto· • · * toto • ·· toto»· ještě snižuje.

kde jsou systémy dálkového vytápění zcela obvyklé) jejich konkurenceschopnost

Důvodem toho tepelné je, že investiční náklady chladicí věž a distribuční mnohem agregát.

zatímco agregát, nepostačuj e nákladech, čerpadlo, vyšší, než náklady I když energie, to elektrická energie, drahá, tak přesto je na odpovídající jest teplo, používaná pro snížení nákladů k tomu, aby byl počet ještě špičkám v pokud není vysoký. Situace se stává krátkodobým zátěžovým na absorpční systém jsou kompresorový je skoro zadarmo, kompresorový na využívání investičních pokryt rozdíl v hodin využívání dostatečně horší tím, že dochází k silným chladicích požadavcích, přičemž tyto špičky zpravidla více než dvakrát převyšují průměrnou zátěž v průběhu chladicího období.

Je to klimatickém způsobeno skutečností, že v mírném a chladném pásmu panuje projektovaná venkovní teplota pouze několik dní v roce. Průměrná chladicí

Chlazení, na rozdíl odpoledne a je rovněž krátkodobá, vyžadováno po celou dobu 24 hodin, avšak od vytápění, pouze zátěž není pouze v poledne a odpoledne.

zemích, ležících v

Jelikož spotřeba elektrické energie v chladném a mírném klimatickém pásmu, vrcholí právě v zimě, nemohou být vysoké investiční náklady eliminovány snížením investic pro průmysl výroby elektrické energie, jako je tomu v zemích, ležících v tropickém a subtropickém pásmu. Proto bylo dosud ve střední a severní Evropě vybudováno pouze několik takových energetických závodů, a to pouze pro zkušební a výzkumné účely, přestože v horkých klimatických pásmech jsou takovéto závody zcela běžné.

• * ·

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je vyvinout řešeni, z jehož pomocí by byly odstraněny shora uvedené nedostatky dosavadního známého stavu techniky. Toho je dosaženo předmětem vynálezu.

Způsob podle vynálezu je charakterizován tím, že jsou-li chladicí požadavky velké, je část chladicí energie vyráběna v odpařovacích chladicích zařízeních, obsažených v klimatizačních jednotkách v budovách, a část je získávána jako chladná oběhová kapalina z nádrže na studenou vodu, přidané k absorpčnímu agregátu, nebo k podobnému zařízení.

Zařízení podle tohoto vynálezu je charakterizováno tím, že zvlhčovači část, spojená s vypařovacím chlazením, je uspořádána v klimatizačních jednotkách budov, že nádrž na studenou vodu je uspořádána v absorpčním agregátu, nebo v podobném zařízení, a že je-li chladicí energie velká, je část chladicí energie vyráběna s využitím vypařovacího chlazení a chladné oběhové kapaliny, získané z nádrže na studenou vodu.

Prvotní výhoda řešení podle tohoto vynálezu spočívá v tom, že investiční náklady na absorpční chlazení mohou být výrazně sníženy s pomocí způsobu a zařízení podle tohoto vynálezu, a to o více než 50 % v porovnání se známými zařízeními.

Zátěžová špička je snížena až na 75 %, avšak spotřeba energie je snížena pouze o 20 až 30 %, což představuje větší počet hodin využití a tím i větší spotřebu tepla. Tím se stává výroba energie mnohem ekonomičtější a zlepšuje se tak

I

9

efektivita. A co více, většina chladicí energie, která je během roku požadována, může být vyráběna v noci, kdy je spotřeba vody malá, a tím prakticky nelze teplo nikterak využit.

Se sníženým špičkovým zatížením, to znamená se sníženým projektovaným výkonem, může mít veškeré potrubí menši průměr, a tak v některých provedeních předmětu tohoto vynálezu je možné připojit budovy k danému systému ve vetší oblasti, než bylo možné s pomoci známých zařízení, což poněkud snižuje náklady na jednotku, zjednodušuje umístění jednotlivých agregátů a podobně.

U některých provedení je možné předehřát vodu pro budovy zpětnou vodou chladicího systému, což dále snižuje projektovaný výkon, jakož i spotřebu energie.

Pokud dojde k poruše absorpčního agregátu, pak chladicí systém podle tohoto vynálezu zajišťuje, že bude v provozu na 75 % maximálního výkonu po dobu 24 hodin, a na 30 až 60 % maximálního výkonu bude v provozu nepřetržitě.

Absorpční chlazení lze tak kombinovat s kompresorovým chlazením, čímž lze dosáhnout shora uvedených výhod při výrobě energie a současně chránit životní prostředí. Vynález je založen na spojení zařízení, která mají spotřebitelé v budovách, a zařízení vyrábějících chladicí energii daného systému tak, aby mohlo být dosaženo shora uvedených výhod při jejich součinnosti, neboť technický systém budov odstraňuje zátěžovou špičku, zatímco absorpční agregát snižuje základní zatížení. Kombinací účinků těchto dvou systémů se zvýší spolehlivost, tak jak bylo shora uvedeno.

Přehled obrázků na výkresech

V dalším bude vynález podrobněji vysvětlen s odkazem na příkladné řešení, znázorněné na přiložených výkresech, kde:

obr. 1 známého řešení,	znázorňuje schéma,	představuj ící	příklad
obr. 2	znázorňuje schéma,	představuj ící	první
provedení příkladného uspořádání	řešení podle	tohoto
vynálezu,
obr. 3	znázorňuje schéma,	představuj ící	druhé
provedení příkladného uspořádání	řešení podle	tohoto
vynálezu,
obr. 4	znázorňuje schéma,	představuj ící	třetí
provedení příkladného uspořádání	řešení podle	tohoto

vynálezu.

Příklady provedeni vynálezu

Obr. 1 představuje příklad známého řešení. Řešení podle obr. 1 funguje v zásadě tak, jak je dále uvedeno.

Horká voda je vedena z přívodního potrubí 1 systému dálkového vytápění potrubím 2 do ohřívací jednotky 5 absorpčního agregátu a je navracena potrubím £ do vratného potrubí 3 systému dálkového vytápění. Ohřívač 5 bývá obvykle vybaven ovládacími prostředky, jako je oběhové čerpadlo 6 a ovládací ventil 7.

• * «* φ

Chladivo se vypařuje z absorbentu působením horké vody dálkového topení v ohřívači 5. Chladivo je vedeno do kondenzátoru £3, kde je ochlazováno, až zkapalní. Z kondenzátoru 8 je chladivo vedeno do výparníku 9, kde dojde k poklesu tlaku, takže se chladivo vypařuje, čímž dochází k poklesu teploty a k ochlazování obíhající vody v chladicím systému budovy.

Z výparníku 9 je chladivo vedeno do absorbéru 10, do kterého je přes tepelný výměník 11 veden rovněž i absorbent z ohřívače 5. V absorbéru 10 je chladivo absorbováno absorbentem, čímž se uvolňuje reakční teplo. Roztok absorbentu a chladivá je předehřát v tepelném výměníku 11 a je čerpán do ohříváku 5 čerpadlem 12, čímž se jeho tlak zvýší.

Teplo je přiváděno zvnějšku do ohřívače 5 a do výparníku 9 absorpčního agregátu, přičemž proto, aby mohl agregát pracovat nepřetržitě, musí být toto teplo opět odvedeno pryč.

Chlazení je obvykle prováděno s použitím vody, která je jako ohřátá vedena z absorbéru 10 potrubím 13 do chladicí věže 14, kde je ochlazována vypařováním. Přirozeně je však možno pro tentýž účel použít například solankový kondenzátor nebo nějaké jiné samo o sobě známé zařízení.

Z chladicí věže 14 je voda čerpána potrubím 15 do kondenzátoru 8 absorpčního agregátu, a odsud již poněkud ohřátá je vedena potrubím 16 do absorbéru 10, a odsud zpět do chladicí věže 14.

• »

Z výparníku 9 je ochlazená chladicí voda vedena potrubím 33 do vodního chladicího systému budovy, ze kterého se vrací ohřátá potrubím 32 do výparníku 9.

Budova bývá obvykle vybavena mnoha zařízeními, která využívají chladicí vodu, avšak z důvodu jasnosti a srozumitelnosti je na obr. 1 znázorněna pouze jedna klimatizační jednotka.

Chladicí voda proudí ovládacím ventilem 18 do tepelného výměníku 23, v němž je chladicí energie předávána do okruhu pro přenos tepla klimatizační jednotky, z níž se voda vrací prostřednictvím čerpadla 20 bud’ přes ovládací ventil 18 do tepelného výměníku 23, nebo do kondenzátoru 9. Tepelný výměník 23 zde neni nezbytně potřebný: chladicí voda může být rovněž dodávána přímo do potrubí 21 obíhající vody, nebo přímo do chladicího radiátoru 19, pokud klimatizační jednotka neobsahuje regenerační radiátor 22, a tím i okruh obíhající vody.

Shora uvedené řešení má mnohé nedostatky, které již byly výše uvedeny, a to obecně v části, popisující známý dosavadní stav techniky.

Obr. 2 znázorňuje první výhodné provedeni předmětu tohoto vynálezu. U obr. 2 bylo použito vztahových značek, které přesně odpovídají vztahovým značkám, jichž bylo použito u obr. 1. Hladina základního zatíženi byla stanovena přidáním nádrže 26 na studenou vodu k absorpčnímu agregátu. Objem této nádrže na studenou vodu s výhodou odpovídá přibližně polovině projektované chladicí energie, spotřebované za období 24 hodin.

Absorpční agregát dále obsahuje oběhové čerpadlo 30, ovládací ventil 18 a kontrolní ventil 29, které jsou potřebné pro ovládání provozu. Výkon absorpčního agregátu a pomocných zařízení je současně snížen asi na polovinu maximálního výkonu, který je pro budovy potřebný. Nádrž na studenou vodu přirozeně způsobí nárůst investičních nákladů a současně i požadavků na místo a prostor, což však nepřevýší výhody, dosažené snížením rozměrů absorpčního agregátu a jeho pomocných zařízení.

Použití nádrže 26 na studenou vodu je založeno na skutečnosti, že v mírném a chladném klimatickém pásmu je ochlazování budov vyžadováno pouze během dne. Absorpční agregát pak může přirozeně pracovat v noci, a tak doplňovat do nádrže 26 chladicí energii, která je poté během dne spotřebována.

Nádrž a absorpční agregát mohou být teoreticky navrženy i tak, že pokud pracuje absorpční agregát nepřetržitě, to znamená 24 hodin denně, a to na plný výkon, může vyrábět celkové množství chladicí energie, které je podle projektu vyžadováno pro období 24 hodin, přičemž projektovaný výkon je mnohem nižší než poloviční, možná někde okolo 30 až 35 %, z celkového maximálního výkonu, vyžadovaného pro ochlazování budov. To však pochopitelně povede k potřebě nadměrně velké nádrže, a tím i ke zvýšení požadavků na prostor a ke zvýšení investičních nákladů. Projekční zásady rovněž změní celkově veškerý systém podle tohoto vynálezu, a to zejména systém, zahrnující odstraňování zátěžových špiček, který bude popsán v dalším.

« · „ _Λ · * · · * Φ * · · *«· · · · · · Φ 4 4 4

Φ · Φ · ♦ Φ * Φ 4 * ·*

Zátěžová špička může být odstraněna tak, že klimatizační jednotka, používaná pro ochlazování budov, bude opatřena vypařovacím chladicím systémem 34, který je sám o sobě známý a je popsán například v patentovém spisu FI 67 253. Využívání odpařovacího chlazení jako části celkového systému je založeno na skutečnosti, že čímž je vyšší venkovní teplota, tím je efektivnější odpařovací chlazení.

Pokud odpařovací chlazení pracuje samo o sobě, pak operativní chlazení může ochlazovat dodávaný vzduch za všech podmínek na teplotu poněkud nižší, než je projektovaná teplota vzduchu uvnitř budovy. Pokud je venkovní teplota například 30°C, lze ochladit dodávaný vzduch zhruba na 23°C, to jest zhruba o 7°C, avšak pokud je venkovní teplota například pouze 20°C, je dodávaný vzduch ochlazován pouze zhruba na 19°C, to jest zhruba pouze o 1°C.

Odpařovací chlazení může obvykle pokrýt pouze část z celkové chladicí energie, která je potřebná pro ochlazení venkovního vzduchu a pro eliminaci tepelného záření, přicházejícího okny, stejně jako pro eliminaci určité tepelné zátěže, nalézající se uvnitř budovy. Výkyvy ve venkovní teplotě a ve slunečním záření pak způsobují zátěžové špičky, v důsledku kterých je poměr mezi investičními náklady a náklady na využití absorpčního agregátu tak nevýhodný v mírných a chladných klimatických pásmech.

U systému podle tohoto vynálezu je chladicí energie, potřebná pro odstranění tepelné zátěže, nalézající se uvnitř budovy, produkována absorpčním agregátem, přičemž chladicí energie převážné většiny typů budov je téměř konstantní, pokud jsou budovy obývány a využívány.

*

Odstranění zátěžové špičky znamená, že jak velikost absorpčního agregátu, tak i velikost nádrže na studenou vodu může být dále snížena, a to obvykle o 30 až 4 0 %, neboť vypařovací chlazení nesnižuje spotřebu energie za období 24 hodin tak výrazně, jako snižuje maximální spotřebu. To podstatně ovlivňuje poměr mezi vnější tepelnou zátěží a vnitřní tepelnou zátěží budovy.

Investiční náklady na odpařovací chlazení tvoří zlomek toho, o co se ušetří snížením velikosti nádrže a absorpčního agregátu. Investice na celý systém jsou obvykle nižší, než je polovina ceny absorpčního agregátu, zkonstruovaného konvenčním způsobem, v důsledku čehož dochází k zátěžovým špičkám. Je nutno mít rovněž na zřeteli, že rozměry potřebných potrubních systémů, chladicích věží a podobně, jsou rovněž menší.

Spolehlivost systému podle tohoto vynálezu je podstatně lepší, než je tomu u dosud známých systémů. Pokud se absorpční agregát porouchá, může systém pracovat díky nádrži a vypařovacímu chlazení zhruba na 75 % svého maximálního výkonu po dobu 24 hodin, nebo díky pouze vypařovacímu chlazení zhruba na 50 % výkonu, a to nepřetržitě. Porucha vypařovacího chladicího systému obvykle nesníží podstatně maximální výkon, neboť budova či budovy, které jsou systémem obsluhovány, jsou obvykle vybaveny několika klimatizačními jednotkami. Takže pokud se vypařovací chladicí systém u jedné jednotky porouchá, pokračují ostatní jednotky v provozu. U porouchané jednotky může být chybějící chladicí energie kompenzována využitím většího množství chladicí vody, získávané z nádrže absorpčního agregátu. Zde je rovněž nutno poznamenat, že k zátěžovým špičkám dochází pouze zřídka.

·#

Možnost zátěžové špičky, která by se vyskytla současně s poruchou systému, je zde minimální.

Uspořádání podle obr. 2 v zásadě funguje tak, jak bude nyní popsáno. V případě maximálního zatížení zvlhčovači část 34, která je součástí vypařovacího chladicího systému, zvlhčuje odsávaný vzduch, zatímco voda, vypařující se do vzduchu, absorbuje teplo, takže teplota odsávaného vzduchu klesá. Voda, ohřátá dodávaným vzduchem v chladicím radiátoru 19 a cirkulující s pomocí čerpadla 24 do regeneračního radiátoru 22, je ochlazována chladným odsávaným vzduchem.

Čím vyšší je venkovní teplota, tím vyšší část z celkové potřebné chladicí energie je pokryta touto částí systému. Pokud venkovní teplota poklesne zhruba na 19^QC, je vypařovací chladicí energie znedbatelná.

Potřebná přídavná energie je do chladicího radiátoru dodávána tepelným výměníkem 23, skrze který čerpá čerpadlo 20 vodu z kondenzátoru 9 a z nádrže 26 absorpčního agregátu. Poměr mezi studenou vodou, získávanou z potrubí 33 a cirkulující vodou je ovládán třícestným ventilem £8, takže teplota cirkulující kapaliny, dodávané potrubím 21 do chladicího radiátoru 19, je příhodná.

V případě maximálního zatížení uzavře ventil 18 oběhové potrubí 35, takže veškeré množství kapaliny je přiváděno do čerpadla 20 z přívodního potrubí 33 a je odváděno zpět vratným potrubím 32. Oběhové čerpadlo 30 kondenzátoru 9 je dimenzováno tak, že jeho průtok je poloviční, než je průtok čerpadla £0. Polovina průtoku vody je vedena potrubím 32 do nádrže 26 například prostřednictvím troj čestného ventilu nebo

nějakého jiného vhodného zařízeni. A stejně tak polovina průtoku vody na přívodní straně je získávána z výparníku 9 a polovina z nádrže 26 potrubím 33. Ventil 29 je úplně otevřen. Nádrž 26 je tak zcela vypuštěna dodáváním horké vratné vody do nádrže potrubím 27 a odváděním uchovávané chladné vody potrubím 28.

V závislosti na době využívání, na trvání denního maximálního zatížení v budově a podobně, může být poměr mezi průtokem vody čerpadlem 20 a čerpadlem 30 jiný než 1:2. Průtok vody čerpadlem 20 zde představuje kombinovanou kapacitu všech oběhových čerpadel zařízení, která dopravují chladicí energii do budovy nebo do více budov.

Namísto čerpadla 20 je pro oběh kapaliny možno rovněž využít kolektorové čerpadlo, uspořádané v potrubí 32, 33 nebo 27, přičemž požadovaný průtok čerpadla v potrubích 32 a 33 bude stejný, jako u čerpadla 20, a bude stejný, jako rozdíl mezi čerpadly 30 a 20 v potrubí 27.

Jelikož velikost požadované chladicí energie v budovách roste pomaleji, zpravidla v závislosti na poklesu venkovní teploty, vypařovací chladicí energie klesá přesto pomaleji, než je požadovaná chladicí energie. V takovém případě nemusí být do tepelného výměníku 23 dodávána maximální energie.

Ventil 18, který je ovládán o sobě známým způsobem, a to využitím termostatu, termostatu nasávaného vzduchu nebo podobného zařízení, začne otevírat průtokovou cestu do oběhového potrubí 35 a uzavírat průtokovou cestu do potrubí 32. Průtok vody v potrubích 32 a 33 je tak omezen. Čerpadlo 30 pracuje i nadále na plný výkon. Průtok horké vody, * · * ·· dodávané do nádrže 26 potrubím 27, a množství studené vody, odváděné z nádrže 26 potrubím 28, klesá, to znamená že využití uskladněné chladicí energie se snižuje.

Když se požadovaná chladicí energie ještě dále sníží, obvykle v případě, že venkovní teploty dále poklesnou, snižuje se dále i vypařovací chladicí energie, a když venkovní teplota dosáhne zpravidla hodnoty 18°C, je požadavek na chladicí energii nulový. V závislosti na využívání, na tepelném zatížení, na požadované vnitřní teplotě v budově nebo v budovách a podobně, může zbytek systému fungovat různým způsobem, jak bude v dalším vysvětleno.

Pokud je tepelné zatížení budovy nebo budov malé, pak může být vypařovací chladicí energie dostatečná k tomu, aby toto zatížení pokryla. Pokud není potřeba žádné přídavné chladicí energie z absorpčního agregátu - nádrže, pak ovládací termostat uzavře ventil :29, zastaví čerpadlo 20, otevře průtokovou cestu ventilu 18 do potrubí 35 a zcela uzavře jeho průtokovou cestu do potrubí 33. Čerpadlo 30 pracuje i nadále na plný výkon, a jelikož je průtoková cesta do zařízení v budově uzavřena, žene čerpadlo 30 veškerý průtok kapaliny potrubím 27 z nádrže 26 a vrací ochlazenou kapalinu potrubím 28, to znamená, že naplňuje nádrž 26 na plnou kapacitu.

Je-li nádrž 26 naplněna, což může být zjištěno například termostatem, uspořádaným v horní Části nádrže, nebo nějakým jiným o sobě známým zařízením, pak termostat zastaví provoz čerpadla 30, absorpčního agregátu a chladicí věže, to znamená, že zastaví provoz čerpadel 6 a 12, zastaví přívod tepla z potrubí 1 dálkového vytápěcího systému použitím ventilu 7, zastaví ventilátor chladicí věže 14 a tak dále.

Vypařovací chlazení je i nadále v provozu. Přívod energie může být ovládán například propojením části průtoku vody ventilem 25 do chladicího radiátoru 19. Pokud chlazení již více není potřeba, je zastaveno čerpadlo 24 a rovněž průtok vody do zvlhčovači části 34.

Pokud je tepelná zátěž vysoká, tak vypařovací chladicí energie uniká bez užitku do té doby, než nastane situace, kdy je opět vyžadováno ochlazování budovy. Uspořádání podle obr.2 musí být potom změněno například tak, že regenerační radiátor 22 je vynechán, zatímco však jiný radiátor začne ohřívat vodu. Za účelem obejití radiátoru 22 může být například ventil 25 posunut tak, že spojuje zpětný tok chladicího radiátoru 19 přímo se sací stranou čerpadla 24, takže průtok míjí regenerační radiátor 22, nebo může být k zařízení dodatečně připojen obtokový ventil.

Na obr. 2 je znázorněna nádrž 26. Často je výhodné použít více než jednu nádrž, a to například za účelem optimalizace využití prostoru, nebo za účelem toho, aby bylo zabráněno možnosti míchání studené a horké vody.

Na obr. 3 je znázorněn tento typ řešení, neboť jsou zde obsaženy dvě nádrže 26 a 26 ^J, zapojené do série. Nádrž 26' je vypouštěna jako první, a teprve poté je vypouštěna nádrž 26. Napouštění je přirozeně prováděno v opačném pořadí. Jinak je provoz zařízení stejný, jako u provedení podle obr. 2. Nádrže 26 a 26' mohou být pochopitelně zapojeny rovněž paralelně.

Za účelem sníženi nákladů na čerpání a investic do potrubí a sroubení, zejména u potrubí 32 a 33 u prostorných oblastí, může být základní myšlenka tohoto vynálezu uplatněna v poněkud rozptýlené formě tak, že nádrže 26, 26' atd. jsou uspořádány v některých budovách nebo ve všech budovách nebo v jejich blízkosti, avšak relativně daleko od absorpčního agregátu. Tento typ řešení je schematicky znázorněn na obr. 4.

Přirozeně je možné, že chladicí voda může být rovněž dodávána do jiných zařízení, která vyžadují chladicí energii, a nejenom pouze do klimatizačních jednotek. Tato zařízení by byla napojena na distribuční systém stejným způsobem, jako klimatizační jednotky. Konstrukce nádrže a absorpčního agregátu se přirozeně zrněni, avšak energetické špičky jsou zpravidla způsobovány klimatizací, takže účinek odstranění těchto špiček u odpařovacího chlazení zůstane zachován.

V některých případech je nutno využívat absorpční agregát periodicky, například na jaře a na podzim, kdy je chladicí zátěž v budově malá.

Tento problém je s výhodou vyřešen využíváním agregátů pouze v noci a uchováváním chladné vody v nádrži 26. V průběhu dne není absorpční agregát využíván a chlazení je prováděno vodou, uchovávanou v nádrži 2 6. Klimatizační jednotky 18 a ž 25 a 35 až 41 nemusí potom být využívány, • neboť voda, uchovávaná v nádrži 2 6, má teplotu přibližně

20°C.

Je rovněž možné použít přídavnou nádrž pro teplotu 20°C vratné vody z chladicího systému budovy, produkované mezi provozními obdobími, a/nebo pro teplotu 50 až 55°C vody, produkované během provozního období, anebo obojí. Mohou být propojeny s potrubními a ovládacími zařízeními, která jsou sama o sobě známá, a příslušné uspořádání může být měnitelné v různých směrech, a to v závislosti na zvolené strategii využití. Všechna shora uvedená řešení, která jsou jako taková známá, jsou zahrnuta do předmětu vynálezu.

Shora uvedená příkladná provedení předmětu vynálezu nelze chápat tak, že by předmět vynálezu v jakémkoliv směru omezovala, neboť vynález může být zcela volně obměňován, a to v rozsahu ochrany, dané zněním patentových nároků. Shora uvedená provedení tak popisují předmět vynálezu pouze formou příkladného uspořádání, dokreslujícího základní hlavní myšlenku vynálezu.

Je zcela evidentní, že předmětné zařízení může být zkonstruováno a propojeno různými způsoby, a to v závislosti na klimatických podmínkách, na typu budovy, na zeměpisném umístění, na velikosti agregátu a podobně. Veškerá zařízení, která jsou sama o sobě známá jako taková, jsou do předmětu vynálezu zahrnuta. Například koncentrovaná voda může být ochlazována s pomocí tepelného výměníku a vody, získané z přírodních zdrojů, například z řek či potoků, a to spíše než s využitím chladicí věže.

U shora uvedeného popisu se agregát získává vytápění.

svou provozní

Avšak předpokládá, že energii z může být absorpční dálkového zdroj solární samostatný průmyslu, zvyšují celkové náklady, zdrojem tepla například bojler, a podobně. Tím se stejně tak, jako nebývá tepla, panel vody jakýkoliv jiný odpadní ovšem teplo v obvykle obvykle

dosaženo výhod, vztahujících se k ochraně životního prostředí, jako je tomu při využití dálkového vytápění.

Shora uvedený popis vynálezu je založen na předpokladu, že chladicí energie je vyráběna absorpčním agregátem, neboť v případě použití takovéhoto agregátu jsou výhody řešení největší. Vynález se však přirozeně vztahuje i na jiná zařízení, používaná pro výrobu chladicí energie.

♦ · · • k * ·

• · ♦ ·· a a • a a · • ♦·* • · ♦ · ♦ « · • · · · · • · · ♦ • k « ♦· · • * · ·* * • k · · • · a a · * a a a

Claims

PATENTOVÉ

N Á R

OKY

1. Způsob výroby chladu pro jednu nebo více budov a způsob distribuce chladicí energie do těchto budov prostřednictvím kapaliny, obíhající v potrubním systému, přičemž chladicí energie je vyráběna absorpčním agregátem (5, 8, 9, 10), nebo podobným zařízením, a je předávána vzduchu, který je dodáván do klimatizačních jednotek v budovách, nebo do jiných zařízení, která využívají chladicí energii, vyznačující se tím, že jsou-li chladicí požadavky velké, je část chladicí energie vyráběna v odpařovacích chladicích zařízeních (34), obsažených v klimatizačních jednotkách v budovách nebo v jiných zařízeních, využívajících chladicí energii, a část je získávána jako chladná oběhová kapalina z nádrže (26, 26') na studenou vodu, přidané k absorpčnímu agregátu (5, 8, 9, 10) nebo k podobnému zařízení, a poté, co se obíhající kapalina, získaná z nádrže (26, 26') na studenou vodu ohřeje ve spotřebitelských zařízeních, je navrácena do nádrže (26, 26') na studenou vodu.
2. Způsob podle nároku 1 vyznačující se tím, že jsou-li chladicí požadavky budovy malé, je ohřátá voda, získaná z nádrže (26, 26') na studenou vodu, alespoň částečně absorpčním agregátem (5, 8, 9, ochlazena

10) nebo podobným zařízením a je navrácena do nádrže (26, 26') na studenou vodu.
3. Způsob podle nároku 2 vyznačující se tím, že jsou-li chladicí požadavky budovy malé, je chladicí energie vyráběna vypařovacím chlazením (34).
4. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 3 v y z načující se tím, že provozní energie pro absorpční agregát nebo podobné zařízení je získávána ze samostatného zdroje tepla.
5. Způsob podle nároku 4 v y z n a č u j í c í se tím, že samostatným zdrojem tepla je voda (19) dálkového vytápění.
6. Způsob podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 1 až 5 vyznačující se tím, že chladicí energie, potřebná pro budovu, je získávána v denní době z nádrže (26), v níž je v noci uchovávána chladná oběhová kapalina.
7. Zařízení pro výrobu chladu pro jednu nebo více budov a pro distribuci chladicí energie do těchto budov prostřednictvím kapaliny, obíhající v potrubním systému, přičemž chladicí energie je vyráběna absorpčním agregátem (5, 8, 9, 10), nebo podobným zařízením, a chladicí energie je předávána vzduchu, který je dodáván do klimatizačních jednotek v budovách, nebo do jiných zařízení, která využívají chladicí energii, vyznačující se tím, že zvlhčovači část (34), spojená s vypařovacím chlazením, je uspořádána v klimatizačních jednotkách budovy nebo v jiných zařízeních, využívajících chladicí energii, že nádrž (26, 26') je uspořádána v absorpčním agregátu (5, 8, 9, 10), nebo v podobném zařízení, že je-li chladicí energie vysoká, je část chladicí energie vyráběna s využitím shora uvedeného vypařovacího chlazení a chladné oběhové kapaliny, získané z nádrže (26, 26') na studenou vodu, a že oběhová kapalina, získaná z nádrže (26, 26') na studenou vodu, je navrácena do této nádrže (26, 26') na studenou vodu poté, co se ohřeje ve spotřebitelských zařízeních.
8. Zařízeni podle nároku 7 vyznačující se tím, že objem nádrže (26, 26') na studenou vodu je uspořádán tak, že představuje v podstatě polovinu spotřeby projektované chladicí energie za období 24 hodin.
9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8 vyznačující se tím, že absorpční agregát (5, 8, 9, 10), nebo podobné zařízení, je upraven pro ochlazování, alespoň částečné, horké vody, získané z nádrže (26, 26') na studenou vodu, pokud jsou chladicí požadavky budovy malé.
10. Zařízení podle nároku 9 vyznačující se tím, že potřeby chladicí energie pro ochlazováni budovy jsou uspokojovány odpařovacím chlazením (34), pokud jsou chladicí požadavky malé.
11. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků až 10 vyznačující se tím, že provozní energie absorpčního agregátu (5, 8, 9, 10), nebo podobného zařízení, je získávána ze samostatného zdroje tepla.
12. Zařízení podle nároku 11 vyznačující se tím, že samostatným zdrojem tepla je voda (1) dálkového vytápěni.
13. Zařízení podle kteréhokoliv z předcházejících nároků 7 až 12 vyznačující se tím, že chladná oběhová voda je v noci uchovávána v nádrži (26), a že nádrž (26) dodává uchovávanou vodu během dne, je-li v vyžadována chladicí energie.

budově • ·

Ú/6.S -