[go: up one dir, main page]

FI98856C - Termisen energian jakelujärjestelmä - Google Patents

Termisen energian jakelujärjestelmä Download PDF

Info

Publication number
FI98856C
FI98856C FI940342A FI940342A FI98856C FI 98856 C FI98856 C FI 98856C FI 940342 A FI940342 A FI 940342A FI 940342 A FI940342 A FI 940342A FI 98856 C FI98856 C FI 98856C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
pipe
cooling
heating
energy
group
Prior art date
Application number
FI940342A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI940342A0 (fi
FI98856B (fi
FI940342A (fi
Inventor
Seppo Juhani Leskinen
Ingmar Rolin
Original Assignee
Abb Installaatiot Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Abb Installaatiot Oy filed Critical Abb Installaatiot Oy
Publication of FI940342A0 publication Critical patent/FI940342A0/fi
Priority to FI940342A priority Critical patent/FI98856C/fi
Priority to PL95315526A priority patent/PL177015B1/pl
Priority to AU14195/95A priority patent/AU1419595A/en
Priority to EE9600083A priority patent/EE9600083A/xx
Priority to AT95905670T priority patent/ATE196194T1/de
Priority to DK95905670T priority patent/DK0740761T3/da
Priority to DE69518738T priority patent/DE69518738T2/de
Priority to ES95905670T priority patent/ES2149963T3/es
Priority to JP7519371A priority patent/JPH09507706A/ja
Priority to EP95905670A priority patent/EP0740761B1/en
Priority to PCT/FI1995/000029 priority patent/WO1995020134A1/en
Priority to CN95191327A priority patent/CN1139477A/zh
Priority to CA002181452A priority patent/CA2181452A1/en
Priority to CZ19962161A priority patent/CZ290586B6/cs
Priority to SK960-96A priority patent/SK96096A3/sk
Publication of FI940342A publication Critical patent/FI940342A/fi
Priority to NO963068A priority patent/NO963068L/no
Priority to BG100741A priority patent/BG100741A/xx
Priority to KR1019960703978A priority patent/KR970700847A/ko
Application granted granted Critical
Publication of FI98856B publication Critical patent/FI98856B/fi
Publication of FI98856C publication Critical patent/FI98856C/fi

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F24F3/10Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units with separate supply lines and common return line for hot and cold heat-exchange fluids i.e. so-called "3-conduit" system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D10/00District heating systems
    • F24D10/003Domestic delivery stations having a heat exchanger
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/17District heating
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Building Environments (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Two-Way Televisions, Distribution Of Moving Picture Or The Like (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

Description

98856
Termisen energian jakelujärjestelmä
Keksinnön kohteena on termisen energian jakelujärjestelmä, jossa rakennusten lämmittämiseen ja/tai jäähdyt-5 tämiseen keskitetysti tuotettu, lämmönsiirtonesteeseen sidottu lämmitysenergia on sovitettu jaettavaksi rakennuksiin sovitettuihin lämmityslaitteisiin yhden putken tai putkiryhmän avulla ja jäähdytysenergia vastaavasti jäähdytyslaitteisiin toisen putken tai putkiryhmän avulla.
10 Rakennusten lämmitykseen käytetään monissa maissa yleisesti kaukolämpöä, jota voidaan talokohtaisia lämmityskattiloita edullisemmin ja pienemmin ympäristöhaitoin tuottaa suurissa keskitetyissä lämpölaitoksissa. Tällaisissa suurissa lämpölaitoksissa voidaan esimerkiksi savukaasujen 15 sisältämät epäpuhtaudet poistaa tehokkaasti siedettävin kustannuksin. Suurten lämpölaitosten lämmöntuotannon hyötysuhde on olennaisesti pienlaitosten hyötysuhdetta parempi ja lisäksi suurten laitosten huolto- ja käyttökustannukset ovat pienemmät kuin pienlaitosten huolto- ja käyttökustan-20 nukset.
Lämpöä voidaan tuottaa erityisen edullisesti yhdistämällä sähkön ja lämmön tuotanto, jolloin lämpö saadaan . : höyryturbiinin lauhdelämpönä tavallaan ilmaiseksi. Turbii nilta tuleva höyry, joka pelkästään sähköä tuottavissa ’ 25 voimaloissa lauhdutetaan vesistöstä tai erityisistä jäähdy- · * •>#* tystorneista saatavalla vedellä, voidaan sähkön ja lämmön • · *···’ yhteistuotannossa lauhduttaa kaukolämmön paluuvedellä, jota lämmenneenä käytetään rakennusten lämmittämiseen.
··· : Nykyään on rakennuksiin alettu lämmitystehon lisäksi 30 toimittaa myös jäähdytystehoa putkiverkon avulla. Vesi jäähdytetään ammoniakkikompressorilaitoksissa, absorptio-lämpöpumpuilla, merivesijäähdyttimillä tai muilla vastaa-·, villa laitteilla. Kylmä vesi pumpataan menoputken kautta rakennuksiin, jossa se jäähdyttää ilmanvaihtoilmaa, sätei-35 lyjäähdyttimiä tai muita vastaavia laitteita ja palaa läm- 2 98856 menneenä keskus jäähdytyslaitokseen. Eräänä perussyynä tähän on pyrkimys päästä eroon otsonikatoa aiheuttavista jäähdyk-keistä.
Rakennusten lämmitys- ja jäähdytystarve vaihtelee 5 samoin kuin sähköntarve sähköverkossa. Energian tuotantoja siirtolaitteet on luonnollisesti mitoitettava maksimi-tarpeen mukaan, joka tietenkin johtaa epätaloudellisen suuriin investointeihin. Seurauksena on lisäksi epätaloudellinen tuotanto, maksimihyötysuhdetta pienempi energian-10 tuotannon hyötysuhde, sähkön ja lämmön tuotantosuhteen huononeminen jne. Erityisen haitallisia ovat erilaiset lyhytaikaiset kuormitushuiput, esimerkiksi jäähdytystarpeen kannalta muutamina kesäiltapäivinä syntyvät huiput, lämmöntarpeen kannalta ns. maanantain aamuhuiput, jotka syntyvät 15 lämmityskaudella kun viikonlopuksi alennettu huonelämpötila nostetaan normaalitasolle liikerakennuksissa ja vastaavissa. Sähköntarpeen huippujen leikkaamiseksi joudutaan esimerkiksi kaasuturbiinilaitoksissa ylimääräinen lämpö lauhduttamaan myös vastapainevoimaloissa jäähdytysvedellä huip-20 pukuormien aikana.
Edellä esitettyjen haittapuolten poistamiseksi käytetään erilaisia, tavallisesti energiantuotantolaitoksen ·. : yhteyteen sijoitettuja termisiä varaajia, ns. lämpöakkuja ja kylmäsäiliöitä. Esimerkiksi jäähdytyskuormien tasaami-25 seen käytetään jääsäiliöitä tai kylmävesivaraajia, lämmi- • * * • · tyshuippujen tasaamiseen tilavuudeltaan jopa tuhansien • · *···* kuutiometrien suuruisia lämpöakkuja jne. Myös sähkönkäyttö- » huippuja voidaan tasata tällä tavalla varastoimalla sähkön- • ·· : käyttöhuipun aikana syntyvä ylimääräinen lämpö.
30 Varaajien investointikustannukset ovat luonnollises- Γ*.. ti suuret, joten niiden huippuja tasaava vaikutus on ra joi- tettu. Voimaloihin sijoitettujen varaajien taloudellisuutta ·. vähentää lisäksi se, että energiansiirtoverkko on kuitenkin mitoitettava huippukuormituksen mukaisesti. Niinpä energi- 1 .' 35 antuotantolaitoksiin sijoitettujen varaajien käyttö on 3 98856 jäänyt melko rajoitetuksi.
Toisenlaista lähestymistapaa edustavat rakennuksiin sijoitetut varaajat, joista tunnetuimpia ovat kuuman käyttöveden varaajat ja ns. talovaraajat, joihin varataan yö-5 sähköllä tuotettua lämpöä. Näidenkin varaajien laajamittainen käyttö on ollut rajoitettua, koska rakennuttajien mahdollisuudet ymmärtää niiden kokonaisvaikutuksia monimutkaiseen energian tuotanto- ja jakeluketjuun ja ennen kaikkea perustella niiden vaikutuksia energian tuottajille ja jake-10 Iijoille ovat olleet luonnollisista syistä rajoitetut.
Investointikustannukset lämpöyksikköä kohden ovat lisäksi merkittävät.
Yhdistettyä lämmön ja kylmän tuotantoa on rajoittanut se, että verkkoihin kytketyissä rakennuksissa tarvitaan 15 lämmitys- ja jäähdytystehoa samanaikaisesti johtuen rakennuksen tai sen tilojen erilaisesta sijainnista, lämpökuormituksista, käyttötarkoituksesta jne, toiseen rakennukseen verrattuna. Täten järjestelmät vaativat meno- ja paluuput-ket sekä lämmitystä että jäähdytystä varten, ts. neljä 20 putkea.
Alalla on kehitetty useita erilaisia järjestelmiä kustannusten alentamiseksi. Esimerkkinä em. järjestelmistä ·, ; voidaan mainita FI-patenttihakemuksessa 921034 kuvattu rakennusten lämmönsiirtojärjestelmä, jolla kaukolämmön ,. I 25 paluuveden lämpötila voidaan pudottaa huomattavan alas, • * · * ·* tarvittaessa n. 20 °C:een. Järjestelmä perustuu siihen, i i *···’ että lämmönsiirtoneste luovuttaa ensin lämpönsä rakennuksen < · · ...i lämmittämiseen ja sen jälkeen ilmanvaihtoilman lämmityk- • ·· ·’,· : seen.
3 0 Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan järjestelmä, i\. jonka avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat voidaan ·*·': eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen järjestelmän avulla, joka on tunnettu siitä, että jäähdytys- ja lämmi-; ; tyslaitteilta palautuvien lämmönsiirtonesteiden lämpötilat 35 on sovitettu olennaisesti yhtä suuriksi ja että lämmönsiir- 4 98856 tonesteet on sovitettu palautettavaksi energian tuotanto-keskukseen yhteisen paluuputken tai paluuputkiryhmän avulla .
Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että aiemmin 5 käytetyistä neljästä putkesta yksi voidaan jättää pois, jolloin investointikustannukset saadaan alenemaan olennaisella tavalla aiemmin tunnettuun tekniikkaan verrattuna. Yhden putken poistaminen ei vähennä olennaisesti järjestelmän ominaisuuksia tai suorituskykyä aiemmin tunnettuihin 10 järjestelmiin verrattuna. Keksinnön etuna on edelleen se, että tietyllä sovellutuksella voidaan erityisesti lämmönku-lutushuippujen tasaamiseen saada sananmukaisesti ilmaiseksi käyttöön huomattavan suuri lämmönvaraaja. Lisäksi keksinnön avulla on mahdollista pienentää olennaisesti putkikokoja ja 15 siten saada aikaan jäähdytysenergian jakeluun käytetty putkisto lähes ilmaiseksi. Keksinnön perusajatusta käyttäen on mahdollista rakentaa putkijärjestelmiä, joissa on usean energiatason putkistoja, jolloin yhden järjestelmän palau-tusnestettä voidaan käyttää toisen järjestelmän hyötynes-2 0 teenä. Kaiken kaikkiaan keksinnön sovellutukset pienentävät olennaisesti yhdistettyjen järjestelmien investointikustannuksia ja tehostavat energiankäyttöä.
·. : Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkem min oheisessa piirustuksessa kuvattujen sovellutusesimerk-25 kien, jolloin i · < f · kuvio 1 esittää lämpötilan pysyvyyskäyriä kolmella • · "···* Suomen paikkakunnalla, « · · ···*· kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän • ·· *.· : erästä sovellutusta jäähdytyskaudella, 30 kuvio 3 on kuvion 2 nuolten III-III mukainen leik- kauskuvanto, ·*·’: kuvio 4 esittää kuvion 2 mukaista järjestelmää läm- m mityskaudella, kuvio 5 on kuvion 4 nuolten V-V mukainen leikkausku- 35 vanto, li 5 98856 kuvio 6 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän toista sovellutusta, kuvio 7 on kuvion 6 nuolten VII-VII mukainen leikka-uskuvanto, 5 kuvio 8 esittää keksinnön mukaisen järjestelmän kolmatta sovellutusta, kuvio 9 on kuvion 8 nuolten IX-IX mukainen leikkaus-kuvanto ja kuvio 10 esittää leikkauskuvantona keksinnön mukai-10 sen järjestelmän neljättä sovellutusta.
Keksintö perustuu itse asiassa oivallukseen, että lämmitys- ja jäähdytystarpeen huipputehot esiintyvät eriai-kaisesti. Kuviossa 1 on esitetty ulkoilman lämpötilan pysy-vyyskäyrät vuosien 1961-80 säähavaintojen perusteella kol-15 mella Suomen paikkakunnalla. Käyrä 1 perustuu ilmatieteen laitoksen mittauksiin Helsinki-Vantaan lentokentällä. Käyrä 2 perustuu vastaaviin mittauksiin Jyväskylän lentokentällä. Käyrä 3 perustuu puolestaan mittauksiin Rovaniemen lentokentällä .
20 Lämmityslaitteita ja lämmönsiirtoverkkoa mitoitetta essa käytettävät lämpötilat ovat Helsingissä -26 °C, Jyväskylässä -32 °C ja Rovaniemellä -38 °C. Jos yksinkertaisuu- \ : den vuoksi oletetaan, että rakennuksen lämmöntarve on suo- · · raan verrannollinen uiko- ja sisälämpötilan erotukseen ja 25 että sisälämpötila on +22 °C, voidaan yksinkertaisella ta- « » ‘..I valla määritellä milloin rakennuksen lämmöntarve on pienen- • · • « *** tynyt puoleen mitoituslämmöntarpeesta. Tämä ulkolämpötilan «·· **jj arvo on merkitty kuvioon 1 seuraavasti: Helsingissä -2 °C, ·* ‘ piste la, Jyväskylässä -5 °C. piste 2a ja Rovaniemellä -8 30 °C, piste 3a. Todellisuudessa tilanne ei ole näin yksinker- • « I ** täinen, sillä rakennuksessa tarvitaan aina lämmintä käyttö-
Mf V : vettä, jonka osuus kokonaisenergian kulutuksesta vaihtelee eri tyyppisissä rakennuksissa. Käyttöhuippua leikataan esimerkiksi pienentämällä ilmanvaihdon ilmavirtoja jne.
35 Kuitenkin jo edellä esitetyn yksinkertaisen tarkastelun 6 98856 perusteella voidaan sanoa, että keskimäärin rakennusten lämmönkulutus on laskenut alle puoleen varmasti viimeistään kun ulkolämpötila lähestyy +10 °C:ta.
Ulkoista energiaa käyttävän jäähdytyksen tarve itse 5 rakennuksen jäähdytykseen vaihtelee huomattavasti . Asuinrakennuksissa jäähdytystä on melko harvoin, vanhoissa liikerakennuksissa tarve alkaa ehkä +18 - +20 °C:een lämpötilassa ja uusissa rakennuksissa, joissa on suuri henkilötiheys ja paljon ns. uutta tekniikkaa, kun ulkolämpötila on +12 -10 +16 °C. Osa rakennuksista, esimerkiksi oppilaitokset, eivät ole lainkaan käytössä tai ovat vajaakäytössä huipputarpeen aikana kesälomien vuoksi. Keskimäärin jäähdytystarve alkaa ehkä noin 16 °C.ssa, viiva A ja pisteet Ib, 2b ja 3b kuviossa 1, ja olisi näin arvioiden saavuttanut 50 %:n tason 15 aikaisintaan n. 22 °C:ssa.
Kaiken kaikkiaan ero niiden ulkolämpötilojen välillä, joissa lämmityksen tai jäähdytyksen tarve ylittää 50 %, on niin suuri, selvästi yli 10 °C, ettei jakeluverkon pa-luuputki voi samanaikaisen käytön takia ylikuormittua. Koko 20 verkon kannalta ero on niin suuri, etteivät edes yksittäiset rakennukset, joissa on muutakin lämmitys- tai jäähdy-tysenergian tarvetta kuin itse rakennuksen vaatima tarve, voi yleensä yhdyskunnissa muuttaa kokonaistilannetta.
;· Edellä on tarkasteltu lämpötilan pysyvyyttä Suomes-
. I
j'-'; 25 sa. Sama tarkastelu pätee kaikille ilmastovyöhykkeille, • « joilla esiintyy rakennuksissa sekä lämmitys- että jäähdy- ,j, tystarvetta. Kuvioon 1 on katkoviivalla piirretty pysyvyys- ’VJl käyrä Tanskassa. Kuten havaitaan, kuvion yleinen luonne ei i * · * muutu. Paluuputken kokoa mitoittava tekijä on suurimmassa 30 osassa Eurooppaa lämmitystarve, mutta esimerkiksi Italian • * ' ** pohjoisosissa jäähdytystarve.
4« * V * Keksinnön yksinkertaisena perusajatuksena on se, että lämmitys- ja jäähdytysveden paluulämpötilat mitoite-, taan samoiksi ja että lämmitys- ja jäähdytysvesi palaute- 35 taan yhteisen paluuputken kautta. Näin säästetään yksi i · » t
I I
7 98856 paluuputki.
Keksinnön mukaisen järjestelmän toimintaa ja sovellutusmahdollisuuksia kuvataan seuraavassa tarkemmin kuvioiden 2-10 avulla.
5 Kuvioissa 1 - 4 on esitetty verkko, jossa lämmitys- ja jäähdytystehon vesivirrat ovat yhtä suuret mitoitusti-lanteessa. Kuviot 2 ja 3 kuvaavat tilannetta jäähdytyskau-della. Putkessa 10 kulkee lämmitysvettä, jota käytetään kuuman käyttöveden tuottamiseen sekä keväällä ja syksyllä 10 rakennusten 14 lämmittämiseen. Putkessa 30 kulkee jäähdytysvettä. Putki 20 on yhteinen paluuputki, jonka tulee olla siten mitoitettu, että se riittää toisaalta peittämään maksimilämmitystarpeen vesivirran ja toisaalta maksimijääh-dytystarpeen vesivirran lisättynä lämpimän käyttöveden 15 valmistukseen tarvittavalla vesivirralla. Viitenumeroilla 15 ja 16 on esitetty jäähdytyslaitteita ja lämmityslaittei-ta. Lämmitysvesi syötetään lämmityslaitteisiin 16 haaraput-ken 10a kautta ja jäähdytysvesi vastaavasti jäähdytyslaitteisiin 15 haaraputken 30a kautta. Lämmitysvesi palautetaan 20 paluuputkeen 20 paluuhaaraputken 20a kautta ja jäähdytysvesi vastaavasti paluuhaaraputken 20b kautta.
Jos oletetaan kuumavesiputki 10 ja kylmävesiputki 30 ’· '· yhtä suuriksi, halkaisijaltaan esimerkiksi 300 mm putkeksi, . saadaan vesivirraksi molemmissa n. 305 m3/h, jos sallittu : 25 veden nopeus on 1,2 m/s. Jos kuuman tuloveden lämpötila on • · * 105 °C ja kylmän 7 °C ja molempien paluulämpötila 25 °C ..*·* saadaan maksimitehoksi lämmitykselle 28,4 MW ja jäähdytyksi : selle n. 5,7 MW. Tämä vastannee Suomen yhdyskuntarakennetta ja ilmastoa. Suurin osa rakennuksistahan on Suomessa jääh-:\t> 30 dytyskauden lyhyyden takia ilman jäähdytystä ja talvi on todella kylmä. Etelämpänä voi jäähdytystarve tulla ratkai- • · · sevaksi.
.·' Paluuputken 2 0 mitoituksessa on huomioitava lämpimän käyttöveden tarve, jolloin edellä selostetuin lähtöoletta-35 muksin jäähdytystilanne on ratkaiseva. Jos oletetaan lämpi- 8 98856 män käyttöveden olevan keskimäärin 20 % päivittäisestä lämmitystehosta, on paluuputken vesivirta 366 m3/h ja pa-luuputken halkaisija 330 mm. Jos toisaalta halutaan kaikki putket yhtä suuriksi, olisi jäähdytysveden lämpötilan olta-5 va n, 3,5 °C tai maksimijäähdytystehon n. 4,8 MW. Joka tapauksessa tullaan toimeen yhdellä lisäputkella jäähdytys-nestettä varten.
Kuvioissa 4 ja 5 on esitetty edellä esitetyn sovellutuksen toiminta talvella. Kuumavesiputken 10 kautta syö-10 tetään vettä 100 - 115 °C:een lämpötilassa rakennusten 14 lämmitystä ja kuumaa käyttövettä varten. Vesi palaa paluu-putken 20 kautta. Jäähdytystä ei tarvita, joten kylmävesi-putki 30 ei ole käytössä.
Jos kylmävesiputki 30 yhdistetään ohitusventtiilillä 15 17 lämpölaitoksen kuuman veden syöttöputkeen 10 kuviossa 6 esitetyllä tavalla, sekä edelleen kuvion 6 mukaisesti rakennuksessa 14 toisella ohitusventtiilillä 18 kuuman veden syöttöputkeen 10, voidaan kylmävesijohto 30 saada hyötykäyttöön myös talvella. Kylmävesijohto voidaan ajaa täyteen 20 kuumaa vettä kulutuksen ollessa pieni, esimerkiksi yöllä tai viikonloppuna. Em. vettä voidaan käyttää huippukuormi-. . tuksen tasaamiseen.
' Jos edellä esitetyn mukaisesti kylmävesiputken 30 ; ; halkaisija on 300 mm ja putken pituus esimerkiksi 3000 mm, • ·' 25 sen vesitilavuus on 212 m3. Tämä riittää 20 %:n ylikuormi- • · · • · tuksen leikkaamiseen 3,5 tunnin ajan, jos kuuma vesi verkon mitoitusteho on 28,5 MW ja lämpötilaero 80 °C. Käytettävis- • · · ; sä on siis lähes ilmaiseksi huomattavan suuri lämpöakku, kustannuksia syntyy ainoastaan kahdesta 2-asento-ohitus-·*·.. 30 venttiilistä 17, 18. Edellä esitetty 330 mm:n paluuputki 20 riittää yhteenlasketulle vesimäärälle.
m ·. Keksintö pienentää koko lämpölaitoksen mitoituste- · hoa, joten sillä on erittäin suuri taloudellinen vaikutus.
On lisäksi huomattava, että tämä lisäteho on valmiiksi 35 jaettu käyttöalueelle, ts. kuumavesiputki voidaan mitoittaa li 9 98856 80 %:lle huipputehon edellyttämästä vesivirrasta toisin kuin voimalaitokseen sijoitettuja lämpövarastoja käytettäessä. Keksinnön mukainen järjestelmä vastaa itse asiassa verkostoon lämpölaitoksen ulkopuolelle sijoitettua huippu-5 lämpölaitosta, jollaisia myös käytetään yleisesti kuormitushuippujen leikkaamiseen.
Kuvioissa 8 ja 9 on esitetty vielä eräs keksinnön lisäsovellutus. Tässä sovellutuksessa lämminvesiputki 10 on mitoitettu kuuman käyttöveden vaatiman tehon lisäksi vain 10 teholle, joka esiintyy jäähdytystarpeen alkaessa, ts. yhteensä teholle, joka on 30 - 35 % mitoitustehosta. Jäähdy-tysvesiputki 30 on mitoitettu jäähdytystehontarpeen mukaan, jos sen vaatima vesivivirta on vähintään 65 - 70 % mitoi-tuslämmitystehon vaatimasta vesivirrasta. Jos se on pienem-15 pi, mitoitetaan putki 30 lämmitystehon perusteella. Tällöin jäähdytys ei vaadi itse asiassa lainkaan putkikapasiteet-tia, sillä lämmitysvesiputki vain jaetaan kahteen osaan, joista toista käytetään kesällä jäähdytysvedelle. Jäähdytyksen vaatimat lisäinvestoinnit putkiverkkoon ovat tällöin 20 erittäin pienet, ts. hintaero yhden suuren putken ja kahden sellaisen pienemmän putken välillä, joiden poikkipinta-ala on sama kuin ison putken pinta-ala, on hyvin pieni. Kustan-’· nukset ovat 10 - 20 % tunnettujen järjestelmien kustannuk- sista.
• V 25 Kuvion 10 sovellutuksessa toimitetaan kahdenlaista jäähdytystehoa. Tämä sovellutus on lähellä kuvioiden 8 ja ·;· 9 sovellutusta. Putkessa 30 virtaa rakennusten jäähdytyk- • · » · ;*·*; seen tarvittavaa vettä esimerkiksi +7 °C*.een lämpötilassa ja putkessa 19 kylmempää vettä, esimerkiksi elintarvike- ;·. 30 liikkeiden kylmätiskien jäähdytykseen esimerkiksi +2 °C: een • · · lämpötilassa. Nyt putki 30 voi toimia putken 19 paluuputke- • · · na, koska kylmätiskeiltä 5-7 °C:een lämpötilassa palaava J vesi kelpaa hyvin rakennusten jäähdytykseen. Vesi siis '·...' tavallaan käytetään kahteen kertaan. Tämä pienentää vastaa- : 35 vasti putken 30 mitoitusta. Selvää on tietysti, ettei put- 10 98856 kelle 19 tarvita paluuputkea. Kustannusvaikutukset ovat hyvin samantapaiset kuin kuvion 8 sovellutuksessa, ts. kahdenlaista jäähdytystehoa saadaan toimitettua hyvin pienin lisäkustannuksin. Lisäksi on huomattava, että kuvion 10 5 muakainen sovellutus tekee jäähdytystehon toimittamisen myös talvella mahdolliseksi.
Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin 10 vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen järjestelmän tai sen yksityiskohtien ei tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia. Absorptiokoneikon tai muun kylmän lähteen ei esimerkiksi tarvitse välttämättä olla 15 sijoitettu voimalaitokseen vaan se voi sijaita jossakin putkiverkon kohdassa ns. alakeskuksena, tai jopa palvelemassa yksittäistä suurehkoa rakennusta, esimerkiksi sairaa-lakompleksia . Tällöin käyttöenergia tuodaan absorptiokonei-kolle asti lämpönä normalilla 2-putkijärjestelmällä ja 20 siitä eteenpäin edellä esitetyn mukaisesti 3- tai moniput-kijärjestelmänä. Varjopuolena on tällaisessa järjestelmässä korkea kaukolämmön tuloveden lämpötila sekä kunnossapito, ’· huolto jne .
· · • · • · • · · • · · • « · · • · · • · · • · « • · • · • · « • · · φ · · t I r « I '

Claims (5)

98856
1. Termisen energian jakelujärjestelmä, jossa rakennusten (14) lämmittämiseen ja/tai jäähdyttämiseen keskite-5 tysti tuotettu, lämmönsiirtonesteeseen sidottu lämmitys- energia on sovitettu jaettavaksi rakennuksiin (14) sovitettuihin lämmityslaitteisiin (16) yhden putken tai putkiryh-män (10) avulla ja jäähdytysenergia vastaavasti jäähdytys-laitteisiin (15) toisen putken tai putkiryhmän (30) avul-10 la, tunnettu siitä, että jäähdytys- ja lämmitys-laitteilta (15,16) palautuvien lämmönsiirtonesteiden lämpötilat on sovitettu olennaisesti yhtä suuriksi ja että läm-mönsiirtonesteet on sovitettu palautettavaksi energian tuotantokeskukseen yhteisen paluuputken tai paluuputkiryh-15 män (20) avulla.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jakelujärjestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysenergian siirtämiseen tarkoitettu putki tai putkiryhmä (30) on yhdistetty lämmitysenergian siirtämiseen tarkoitettuun putkeen tai put-20 kiryhmään (10) venttiilielimen tai vastaavan (17) avulla ja vastaavasti rakennuksen läheisyydessä tai rakennuksessa toisen venttiilielimen tai vastaavan (18) avulla, jolloin ’· '· em. venttiilielinten (17,18) ollessa auki jäähdytysenergian siirtämiseen tarkoitettua putkea tai putkiryhmää (30) voi- • 25 daan käyttää kuuman lämmönsiirtonesteen varastona.
3. Patenttivaatimuksen 1 ja 2 mukainen jakelujär- *:1 jestelmä, tunnettu siitä, että jäähdytysenergian • · · · siirtämiseen tarkoitettu putki tai putkiryhmä (30) on sovitettu venttiilielinten (17,18) avulla käytettäväksi lämmi- ;·. 3 0 tysenergiaa siirtävänä putkena tai putkiryhmänä. • «·
4. Patenttivaatimusten 1-3 mukainen jakelujärjes- • · · telmä, tunnettu siitä, että jäähdytysenergian siir-tämiseen tarkoitettu putki on jaettu kahdeksi tai useammak-i si putkeksi (30,19) eri lämpötiloissa olevien lämmönsiirto- 35 nesteiden siirtämiseksi. 98856
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen jakelujärjestelmä, tunnettu siitä, että korkeammassa lämpötilassa olevaa nestettä sisältävä putki (30) on sovitettu toimimaan alemmassa lämpötilassa olevaa nestettä sisältävän putken 5 (19) paluuputkena. • · • · · • · · • · · ♦ · · • « * · • · · 1 · · • · · 98856
FI940342A 1994-01-24 1994-01-24 Termisen energian jakelujärjestelmä FI98856C (fi)

Priority Applications (18)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI940342A FI98856C (fi) 1994-01-24 1994-01-24 Termisen energian jakelujärjestelmä
PCT/FI1995/000029 WO1995020134A1 (en) 1994-01-24 1995-01-23 A thermal energy distribution system
CA002181452A CA2181452A1 (en) 1994-01-24 1995-01-23 A thermal energy distribution system
EE9600083A EE9600083A (et) 1994-01-24 1995-01-23 Soojusenergia jaotussüsteem
AT95905670T ATE196194T1 (de) 1994-01-24 1995-01-23 Fernwärmeenergieverteilungssystem
DK95905670T DK0740761T3 (da) 1994-01-24 1995-01-23 Distributionssystem for termiske energi fra fjernvarmeværker
DE69518738T DE69518738T2 (de) 1994-01-24 1995-01-23 Fernwärmeenergieverteilungssystem
ES95905670T ES2149963T3 (es) 1994-01-24 1995-01-23 Sistema de distribucion de energia termica de distrito.
JP7519371A JPH09507706A (ja) 1994-01-24 1995-01-23 熱エネルギ分配装置
EP95905670A EP0740761B1 (en) 1994-01-24 1995-01-23 A district thermal energy distribution system
PL95315526A PL177015B1 (pl) 1994-01-24 1995-01-23 Sposób rozdzielania energii cieplnej i układ do rozdzielania energii cieplnej
CN95191327A CN1139477A (zh) 1994-01-24 1995-01-23 热能分配系统
AU14195/95A AU1419595A (en) 1994-01-24 1995-01-23 A thermal energy distribution system
CZ19962161A CZ290586B6 (cs) 1994-01-24 1995-01-23 Zařízení k rozvádění tepelné energie
SK960-96A SK96096A3 (en) 1994-01-24 1995-01-23 A thermal energy distribution system
NO963068A NO963068L (no) 1994-01-24 1996-07-23 Fordelingssystem for termisk energi
BG100741A BG100741A (en) 1994-01-24 1996-07-24 System for heat energy distribution
KR1019960703978A KR970700847A (ko) 1994-01-24 1996-07-24 열에너지 분배장치(a thermal energy distribution system)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI940342 1994-01-24
FI940342A FI98856C (fi) 1994-01-24 1994-01-24 Termisen energian jakelujärjestelmä

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI940342A0 FI940342A0 (fi) 1994-01-24
FI940342A FI940342A (fi) 1995-07-25
FI98856B FI98856B (fi) 1997-05-15
FI98856C true FI98856C (fi) 1997-08-25

Family

ID=8539679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI940342A FI98856C (fi) 1994-01-24 1994-01-24 Termisen energian jakelujärjestelmä

Country Status (18)

Country Link
EP (1) EP0740761B1 (fi)
JP (1) JPH09507706A (fi)
KR (1) KR970700847A (fi)
CN (1) CN1139477A (fi)
AT (1) ATE196194T1 (fi)
AU (1) AU1419595A (fi)
BG (1) BG100741A (fi)
CA (1) CA2181452A1 (fi)
CZ (1) CZ290586B6 (fi)
DE (1) DE69518738T2 (fi)
DK (1) DK0740761T3 (fi)
EE (1) EE9600083A (fi)
ES (1) ES2149963T3 (fi)
FI (1) FI98856C (fi)
NO (1) NO963068L (fi)
PL (1) PL177015B1 (fi)
SK (1) SK96096A3 (fi)
WO (1) WO1995020134A1 (fi)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29900636U1 (de) * 1999-01-18 1999-04-01 Supellex Ag, Frauenfeld Vorrichtung zum Verteilen und Mischen eines im geschlossenen Kreislauf umgewälzten Wärmeträgermediums
ITCH20050004U1 (it) * 2005-11-11 2007-05-12 Angelosante Dino D modulo di utilizzazione di fuido termovettore primario per l'alimentazione di utenze combinate.
CN103163911A (zh) * 2013-01-31 2013-06-19 石家庄均宜采暖科技有限公司 一种电加热系统的温度控制系统和方法
DE102013214891A1 (de) * 2013-07-30 2015-02-05 Siemens Aktiengesellschaft Wärmetechnische Verschaltung einer Geothermiequelle mit einem Fernwärmenetz
CN104651780A (zh) * 2015-03-11 2015-05-27 丹阳市鼎新机械设备有限公司 一种镀膜专用正电子元素蒸汽发生器
EP3165831A1 (en) * 2015-11-04 2017-05-10 E.ON Sverige AB A district thermal energy distribution system
EP3267119A1 (en) * 2016-07-07 2018-01-10 E.ON Sverige AB Combined heating and cooling system
WO2018015508A1 (en) * 2016-07-20 2018-01-25 Vito Nv Reduction of the return temperature in district heating and increasing of the return temperature in district cooling
EP3372903A1 (en) * 2017-03-07 2018-09-12 E.ON Sverige AB A local thermal energy consumer assembly and a local thermal energy generator assembly for a district thermal energy distribution system
EP3505831A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-03 Brunnshög Energi AB Control unit and method for controlling a local distribution system's outtake of heat or cold from a thermal energy distribution grid
EP3637217A1 (en) * 2018-10-08 2020-04-15 E.ON Sverige AB A method for controlling a thermal energy distribution system
DE102019134349A1 (de) * 2019-12-13 2021-06-17 Wolfgang Jaske und Dr. Peter Wolf GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter: Wolfgang Jaske, 49811 Lingen; Dr. Peter Wolf, 26209 Hatten) Gebäudesystem zur Klimatisierung und Wärmeversorgung
BE1030934B1 (nl) * 2022-10-03 2024-04-29 Renson Ventilation Nv Een verwarmings- en/of koelingssysteem voor collectieve residentiële wooneenheden, een sturingsinrichting daarvoor en een werkwijze voor het aansturen daarvan
FR3144268A1 (fr) 2022-12-27 2024-06-28 Watinyoo Système d’échange thermique par boucle d’échange géothermique associé a à des sources de chaleur additionnelles

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1210538B (de) * 1962-01-09 1966-02-10 Luwa Ag Heiz- und/oder Kuehlanlage
AT231661B (de) * 1962-07-13 1964-02-10 Luwa Ag Klimaanlage und Differenzdruckregler hiefür
DE1269318B (de) * 1964-02-20 1968-05-30 Meyer Fa Rud Otto Hochdruck-Klima- oder Lueftungsanlage mit einem in mehrere Zonen unterteilten Dreileiter-Wassernetz und gemeinsamen Waerme- und Kaelteerzeugern fuer alle Zonen
US3288205A (en) * 1964-11-02 1966-11-29 Borg Warner Three-pipe air conditioning system and control arrangement therefor
GB1602219A (en) * 1977-08-17 1981-11-11 Canada Square Management Ltd Heating and cooling system
FI92867C (fi) * 1991-11-22 1997-07-08 Suomen Puhallintehdas Oy Ilmastointilaitteisto huonetiloja varten
FI94173C (fi) * 1992-03-10 1998-04-15 Flaekt Oy Menetelmä ja laitteisto rakennuksen huonetilojen lämmittämiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
ATE196194T1 (de) 2000-09-15
FI940342A0 (fi) 1994-01-24
CZ216196A3 (en) 1997-08-13
AU1419595A (en) 1995-08-08
BG100741A (en) 1997-02-28
NO963068L (no) 1996-09-16
EP0740761B1 (en) 2000-09-06
SK96096A3 (en) 1997-02-05
DE69518738T2 (de) 2001-05-03
DK0740761T3 (da) 2000-10-16
ES2149963T3 (es) 2000-11-16
EP0740761A1 (en) 1996-11-06
PL315526A1 (en) 1996-11-12
CA2181452A1 (en) 1995-07-27
FI98856B (fi) 1997-05-15
WO1995020134A1 (en) 1995-07-27
NO963068D0 (no) 1996-07-23
PL177015B1 (pl) 1999-09-30
JPH09507706A (ja) 1997-08-05
FI940342A (fi) 1995-07-25
CZ290586B6 (cs) 2002-08-14
EE9600083A (et) 1996-12-16
CN1139477A (zh) 1997-01-01
DE69518738D1 (de) 2000-10-12
KR970700847A (ko) 1997-02-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI98856C (fi) Termisen energian jakelujärjestelmä
İnallı et al. Experimental thermal performance evaluation of a horizontal ground-source heat pump system
Moreno et al. The use of phase change materials in domestic heat pump and air-conditioning systems for short term storage: A review
Best et al. Solar refrigeration and cooling
US20090173336A1 (en) Active thermal energy storage system and tank for use therein
CA2935797A1 (en) Thermal energy network
CN103090537A (zh) 热泵式热水供给装置及其运转方法
US6889520B2 (en) Inter-region thermal complementary system by distributed cryogenic and thermal devices
JP3036634B1 (ja) 分散型ヒートポンプ装置による地域冷暖房システム
Koroneos et al. Solar air conditioning systems and their applicability—an exergy approach
Bisengimana et al. The frosting and soil imbalance performance issues of building heat pumps: An overview
CN109883082B (zh) 一种无结霜空气源蓄能式热泵系统及其使用方法
Andrepont Evolution of thermal energy storage for cooling applications
Bogdanovičs et al. Review of heat pumps application potential in cold climate
CN107461950A (zh) 海水循环利用系统
CN101354223A (zh) 一种蓄能装置
US9920692B2 (en) Cooling systems and methods using pressurized fuel
KR20200133518A (ko) 지역난방을 이용한 제로에너지 건축물의 온수 공급 시스템
FI103149B (fi) Menetelmä ja sovitelma jäähdytystehon ja lämmitystehon tuottamiseksi
CN101315228A (zh) 散热及/或蓄能的方法、热交换装置及热泵系统
Velraj et al. Energy management through encapsulated PCM based storage system for large building air conditioning application
FI100431B (fi) Menetelmä ja sovitelma jäähdytystehon tuottamisen yhteydessä
CN208886974U (zh) 一种分离式热管蓄能空调系统
CN101523124A (zh) 主动热能存储系统
Calm Recovery of wasted heat with centralized and distributed heat pump systems

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
MA Patent expired