[go: up one dir, main page]

SK2632004A3 - Modular heat exchanger - Google Patents

Modular heat exchanger Download PDF

Info

Publication number
SK2632004A3
SK2632004A3 SK263-2004A SK2632004A SK2632004A3 SK 2632004 A3 SK2632004 A3 SK 2632004A3 SK 2632004 A SK2632004 A SK 2632004A SK 2632004 A3 SK2632004 A3 SK 2632004A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
heat exchanger
water
chamber
independent
heat
Prior art date
Application number
SK263-2004A
Other languages
Slovak (sk)
Inventor
Ladislav Babej
Original Assignee
Ladislav Babej
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 Ladislav Babej filed Critical Ladislav Babej
Priority to SK263-2004A priority Critical patent/SK2632004A3/en
Priority to PCT/SK2005/000010 priority patent/WO2006001780A1/en
Publication of SK2632004A3 publication Critical patent/SK2632004A3/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • F28D7/0083—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium
    • F28D7/0091—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to a supplementary heat exchange medium, e.g. with interleaved units or with adjacent units arranged in common flow of supplementary heat exchange medium the supplementary medium flowing in series through the units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

Modular heat exchanger for heating of liquids, consisting of independent heat sources (1), which are placed in a common chamber (2) and/or of independent heat sources (1), which are placed in separate chambers (2). The independent heat sources (1) being connected in a flow-through arrangement so that the opening (3) for supplying of cold water is placed in the lowest part of the common chamber (2) or in the lowest part of the separate chamber (2) of the lowest placed heat source (1) and the opening (4) for withdrawal of heated water is placed in the top part of the common chamber (2) or in the top part of the separate chamber (2) of the highest placed heat source (1).

Description

Oblasť technikyTechnical field

Vynález sa týka modulového tepelného výmenníka na ohrev kvapaliny, najmä vody. V súčasnosti sa rozširuje využívanie slnečnej energie a iných obnoviteľných zdrojov energie. Slnečné žiarenie v slnečných kolektoroch ohrieva kvapalinu, ktorá potom pomocou tepelného výmenníka alebo priamo ohrieva vodu, ktorú potom ľudia využívajú. Pretože slnečné žiarenie je premenlivé, používajú sa na uchovávanie ohriatej vody tepelné zásobníky, aby bola voda teplá v čase spotreby.The invention relates to a modular heat exchanger for heating a liquid, in particular water. The use of solar energy and other renewable energy sources is currently expanding. Sunlight in solar collectors heats the liquid, which then heats the water through the heat exchanger or directly, which is then used by people. Because solar radiation is variable, heat storage tanks are used to store heated water to keep the water warm at the time of consumption.

Aj v prípade iných zdrojov energie napríklad elektrickej, získanej z plynu, spaľovaním biomasy, je tento spôsob získavania a uchovávania teplej vody v tepelných zásobníkoch po jej ohriatí veľmi rozšírený.Also in the case of other energy sources, for example, electric, derived from gas, by burning biomass, this method of obtaining and storing hot water in heat storage tanks after heating it is widespread.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V súčasnosti existujú dva hlavné spôsoby umiestnenia tepelných výmenníkov a rôzne ich kombinácie pri ohreve vody. Prvý spôsob je umiestnenie tepelných výmenníkov do vnútra tepelného zásobníka. V tepelnom zásobníku sa nachádza jeden alebo viac tepelných výmenníkov prevažne rúrovitého tvaru. Druhý spôsob je umiestnenie výmenníka alebo výmenníkov mimo tepelný zásobník. V takomto prípade prevažujú doskové výmenníky. Sú možné aj ich vzájomné kombinácie. V poslednom čase sa záujem sústreďuje na tepelné vrstvenie vody v tepelných zásobníkoch, pretože na základe doterajších poznatkov, majú vrstvené vyššiu účinnosť pri skladovaní tepelnej energie ako nevrstvené.At present, there are two main ways of locating heat exchangers and different combinations of them for water heating. The first method is to place the heat exchangers inside the heat reservoir. One or more heat exchangers of predominantly tubular shape are located in the heat reservoir. The second method is to place the exchanger (s) outside the heat reservoir. In this case, plate heat exchangers prevail. Their combinations are also possible. Recently, the focus has been on thermal stratification of the water in the heat reservoirs, because, based on the prior art, the stratified have a higher thermal energy storage efficiency than the non-stratified.

Tepelné vrstvenie nastáva vtedy, ak sa ohriata voda privádza do tepelného zásobníka v mieste s približne rovnakou teplotou a odber teplej vody je z najvyššieho miesta tepelného zásobníka a prívod studenej vody je na najnižšom mieste tepelného zásobníka.. Vtedy nedochádza k miešaniu vrstiev vody.Thermal stratification occurs when the heated water is fed into the heat storage tank at a location of approximately the same temperature and the hot water withdrawal is from the highest point of the heat storage tank and the cold water supply is at the lowest location of the heat storage tank.

Na tepelné vrstvenie majú vplyv najmä odber teplej vody a prívod novej chladnej vody.The thermal stratification is influenced mainly by the hot water withdrawal and the supply of new cold water.

Tepelné výmenníky sú preto v poslednom čase kombinované s mechanickým distribučným systémom v tvare rúry s otvormi, ktorými sa odvádza ohriata voda od výmenníka a ukladá sa v tepelnom zásobníku v správnej teplotnej vrstve.The heat exchangers have therefore recently been combined with a mechanical pipe-shaped distribution system with openings through which the heated water is discharged from the exchanger and stored in the heat reservoir in the correct temperature layer.

Úlohou predkladaného vynálezu je vytvoriť taký modulový tepelný výmenník, v ktorom neprichádza k miešaniu ohriatej vody s privádzanou chladnou vodou a tak zabezpečiť v porovnaní s doteraz používanými spôsobmi ohrevu vody, ohriatie väčšieho množstva vody na vyššiu teplotu.It is an object of the present invention to provide such a modular heat exchanger in which the heated water is not mixed with the supplied cold water and thus to provide a greater amount of water to a higher temperature than the previously used water heating methods.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedená úloha je vyriešená modulovým tepelným výmenníkom na ohrev kvapaliny, najmä vody, podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva vtom, že modulový výmenník tepla pozostáva z nezávislých výmenníkov tepla, ktoré sú umiestnené v spoločnej komore a/alebo z nezávislých výmenníkov tepla, ktoré sú umiestnené v samostatných komorách. Nezávislé výmenníky tepla sú zapojené prietočným spôsobom tak, aby ohriata voda mohla voľne stúpať cez jednotlivé moduly až do zásobníka teplej vody. Prívod chladnej vody je umiestnený v najnižšej časti spoločnej komory alebo samostatnej komory najnižšie položeného výmenníka tepla a odvod ohriatej vody je umiestnený v hornej časti spoločnej komory alebo samostatnej komory najvyššie položeného výmenníka tepla.This object is achieved by a modular heat exchanger for heating a liquid, in particular water, according to the invention, which is characterized in that the modular heat exchanger consists of independent heat exchangers which are located in a common chamber and / or independent heat exchangers which are located in separate chambers. The independent heat exchangers are connected in a flowing manner so that the heated water can freely rise through the individual modules up to the hot water tank. The cold water inlet is located in the lowest part of the common chamber or separate chamber of the lowest placed heat exchanger and the heated water outlet is located in the upper part of the common chamber or separate chamber of the highest placed heat exchanger.

Do najnižšej časti modulového tepelného výmenníka sa privádza najchladnejšia voda z tepelného zásobníka alebo z jeho vonkajšieho plášťového výmenníka alebo z iného zdroja vody. Ohriatá voda vystupuje z modulového tepelného výmenníka v hornej časti modulového tepelného výmenníka, ktorá je pripojená k tepelnému zásobníku.The lowest part of the modular heat exchanger is supplied with the coldest water from the heat exchanger or from its outer shell exchanger or other water source. The heated water exits the modular heat exchanger at the top of the modular heat exchanger, which is connected to the heat storage tank.

Najvýhodnejšie usporiadanie nezávislých výmenníkov tepla je usporiadanie nad sebou, i keď môžu byť umiestnené i vedľa seba, alebo kombinovane.The most preferred arrangement of the independent heat exchangers is one above the other, although they can be arranged side by side or in combination.

Spoločná komora i samostané komory jednotlivých nezávislých výmenníkov tepla sú tepelne izolované.The common chamber and the individual chambers of the individual independent heat exchangers are thermally insulated.

Zdrojom energie na ohriatie vody v jednotlivých nezávislých výmenníkoch tepla môže byť premenlivý zdroj tepelnej energie, napr. slnečná energia a/alebo stály zdroj tepla napr. elektrická energia, ústredné kúrenie.The energy source for heating the water in the individual independent heat exchangers may be a variable source of heat energy, e.g. solar energy and / or a permanent heat source e.g. electricity, central heating.

Jedna spoločná komora môže obsahovať niekoľko nezávislých výmenníkov tepla umiestnených nad sebou spolu s pomocným ohrevom, alebo pomocný ohrev môže byť v samostatnej komore. Pomocný ohrev môže byť napríklad elektrická špirála bežne používaná pri ohreve vody v tepelných zásobníkoch.One common chamber may comprise several independent heat exchangers placed one above the other together with the auxiliary heating, or the auxiliary heating may be in a separate chamber. For example, the auxiliary heater may be an electrical coil commonly used to heat water in heat storage tanks.

Výhody modulového tepelného výmenníka podľa tohto vynálezu spočívajú najmä vtom, že jednotlivé nezávislé výmenníky sú usporiadané a zapojené tak, že privádzaná chladná voda je postupne ohrievaná a nedochádza k miešaniu ophriatej a studenej vody, alebo je miešanie ohriatej vody so studenou minimálne a ohriata voda stúpa do tepelného zásobníka alebo do plášťového výmenníka tepelného zásobníka. Na transport ohriatej vody do zásobníka nie je potrebné použiť ďalšie prídavné zariadenia ako napr. čerpadlo.The advantages of the modular heat exchanger according to the invention are in particular that the individual independent heat exchangers are arranged and connected so that the supplied cold water is gradually heated and there is no mixing of the heated and cold water, or the mixing of the heated water with cold is minimal and the heated water rises or into a shell-and-tube heat exchanger. It is not necessary to use additional attachments for transporting the heated water to the storage tank, such as e.g. pump.

Výhody modulového tepelného výmenníka sa zvyšujú pri jeho kombinácii s distribučným systémom zabezpečujúcim vrstvenie vody v tepelnom zásobníku.The advantages of the modular heat exchanger are increased when combined with a distribution system providing layering of water in the heat reservoir.

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na obr. č.l je vyobrazený modulový tepelný výmenník so spoločnou komorou jednotlivých nezávislých výmenníkov.In FIG. No. 1 shows a modular heat exchanger with a common chamber of individual independent heat exchangers.

Na obr. č.2 je vyobrazený modulový tepelný výmenník z nezávislých výmenníkov tepla so samostatnými komorami.In FIG. 2 shows a modular heat exchanger from independent heat exchangers with separate chambers.

Príklady uskutočneniaEXAMPLES

Príklad 1Example 1

Bol zhotovený modulový tepelný výmenník podľa obr.l na ohrev vody podľa tohto vynálezu, ktorý pozostáva z dvoch nezávislých výmenníkov tepla 1 , ktoré sú usporiadané nad sebou. Majú spoločnú komoru 2 .A modular heat exchanger according to FIG. 1 has been made for heating water according to the invention, which consists of two independent heat exchangers 1 arranged one above the other. They have a common chamber 2.

V dolnej časti spoločnej komory 1 je otvor 3 na privádzanie chladnej vody. Premenlivý zdroj tepla, slnečné kolektory funkčné počas dňa, prostredníctvom spodného výmenníka tepla 1. ohrievajú chladnú vodu privádzanú otvorom 3 v spodnej časti spoločnej komory 2. Ohriata voda stúpa k hornému výmenníku tepla 1, ktorý je napojený na ustálený zdroj tepla - plynový kotol. V hornej časti komory je otvor 4 na odvádzanie ohriatej vody.In the lower part of the common chamber 1 there is an opening 3 for supplying cold water. The variable heat source, daytime solar collectors, by means of the lower heat exchanger 1. heats the cold water supplied through the opening 3 at the bottom of the common chamber 2. The heated water rises to the upper heat exchanger 1, which is connected to a stable heat source - gas boiler. In the upper part of the chamber there is an opening 4 for draining the heated water.

Príklad 2Example 2

Bol zhotovený modulový tepelný výmenník podľa obr.2 na ohrev vody podľa tohto vynálezu, ktorý pozostáva z dvoch nezávislých výmenníkov tepla 1 , ktoré sú usporiadané nad sebou, ako jednotlivé nezávislé výmenníky tepla 1 vzájomne poprepájané v prietočnom usporiadaní a pripojené na plášťový výmenník tepelného zásobníka. Chladná voda z plášťového výmenníka vstupuje cez otvor 3 do najnižšieho nezávislého tepelného výmenníka L Ohriata voda vystupuje cez otvor 4 v najvyšom nezávislom výmenníku tepla 1 do plášťového výmenníka.A modular heat exchanger according to FIG. 2 has been made according to the invention, which consists of two independent heat exchangers 1 arranged one above the other as individual independent heat exchangers 1 interconnected in a flow arrangement and connected to a shell heat exchanger 1. Cold water from the shell heat exchanger enters through the aperture 3 to the lowest independent heat exchanger 1. The heated water exits through the aperture 4 in the highest independent heat exchanger 1 into the shell exchanger.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial usability

Priemyselná využiteľnosť modulového tepelného výmenníka podľa tohto vynálezu je zrejmá. Modulový výmenník tepla je určený na použitie na ohrev kvapalín a to najmä vody.The industrial applicability of the module heat exchanger according to the invention is obvious. The modular heat exchanger is intended for use for heating liquids, especially water.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Modulový výmenník tepla na ohrev kvapaliny, najmä vody vyznačujúci sa tým, že pozostáva z nezávislých výmenníkov tepla (1), ktoré sú umiestnené v spoločnej komore (2) a/alebo z nezávislých výmenníkov tepla (1), ktoré sú umiestnené v samostatných komorách (2), pričom nezávislé výmenníky tepla (1) sú zapojené prietočným spôsobom tak, že otvor (3) na prívod chladnej vody je umiestnený v najnižšej časti spoločnej komory (2) alebo samostatnej komory (2) najnižšie položeného výmenníka tepla (1) a otvor (4) na odvod ohriatej vody je umiestnený v hornej časti spoločnej komory (2) alebo samostatnej komory (2) najvyššie položeného výmenníka tepla (1).A modular heat exchanger for heating a liquid, in particular water, characterized in that it consists of independent heat exchangers (1) which are arranged in a common chamber (2) and / or independent heat exchangers (1) which are arranged in separate chambers (2), wherein the independent heat exchangers (1) are connected in a flow manner such that the cold water inlet (3) is located in the lowest part of the common chamber (2) or the separate chamber (2) of the lowest heat exchanger (1) and the heated water outlet (4) is located at the top of the common chamber (2) or the separate chamber (2) of the uppermost heat exchanger (1). 2. Modulový výmenník tepla podľa nároku 1., vyznačujúci sa tým, že nezávislé výmenníky tepla (1) sú usporiadané nad sebou.A modular heat exchanger according to claim 1, characterized in that the independent heat exchangers (1) are arranged one above the other. 3. Modulový výmenník tepla podľa nároku 1. a 2., vyznačujúci sa tým, že komora (2) je tepelne izolovaná.Module heat exchanger according to claims 1 and 2, characterized in that the chamber (2) is thermally insulated. 4. Modulový výmenník tepla podľa nároku 1. až 3., vyznačujúci sa tým, že zdrojom energie na ohriatie vody v nezávislých výmenníkoch tepla (1) je premenlivý zdroj tepelnej energie, napr. slnečná energia a/alebo stály zdroj tepelnej energie napr. elektrická energia, ústredné kúrenie.Module heat exchanger according to claims 1 to 3, characterized in that the energy source for heating the water in the independent heat exchangers (1) is a variable source of heat energy, e.g. solar energy and / or a permanent source of thermal energy e.g. electricity, central heating.
SK263-2004A 2004-06-25 2004-06-25 Modular heat exchanger SK2632004A3 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK263-2004A SK2632004A3 (en) 2004-06-25 2004-06-25 Modular heat exchanger
PCT/SK2005/000010 WO2006001780A1 (en) 2004-06-25 2005-06-24 Modular heat exchanger

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK263-2004A SK2632004A3 (en) 2004-06-25 2004-06-25 Modular heat exchanger

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK2632004A3 true SK2632004A3 (en) 2006-01-05

Family

ID=35058409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK263-2004A SK2632004A3 (en) 2004-06-25 2004-06-25 Modular heat exchanger

Country Status (2)

Country Link
SK (1) SK2632004A3 (en)
WO (1) WO2006001780A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8166710B2 (en) 2007-04-18 2012-05-01 The Invention Science Fund I, Llc High altitude structure for expelling a fluid stream through an annular space
CN101782250B (en) * 2010-03-25 2012-12-12 麻庆亮 Solar water heating system in center of building
SE535331C2 (en) * 2010-06-01 2012-07-03 Skellefteaa Kraftaktiebolag Heat exchange system and method for heating a collector medium as well as dryer and bioenergy combination comprising the heat exchange system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE20772T1 (en) * 1982-01-08 1986-08-15 Hans Goessi PROCESS FOR ENERGY-SAVING HOT WATER HEATING IN RESIDENTIAL BUILDINGS, ESPECIALLY IN LARGE AND MEDIUM-SIZED BUILDINGS, AND EQUIPMENT FOR IMPLEMENTING THE PROCESS.
FR2553181B1 (en) * 1983-10-07 1985-12-27 Raffinage Cie Francaise DEVICE FOR THERMAL STORAGE FROM TWO ENERGY SOURCES, AND INSTALLATION USING SUCH A DEVICE

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006001780A1 (en) 2006-01-05
WO2006001780B1 (en) 2006-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101413719B (en) Tower type solar heat power generation system with double-stage thermal storage
US20140366536A1 (en) High temperature thermal energy for grid storage and concentrated solar plant enhancement
US20140116048A1 (en) Multi-Functional Solar Combined Heat and Power System
CN101464108A (en) Corrugated phase-change heat accumulation element
US8833076B2 (en) Thermal storage system
Oghogho Design and construction of a solar water heater based on the thermosyphon principle
CN107178910B (en) A kind of solar energy heat distribution system based on CPVT and step accumulation of heat
EP2279334A1 (en) Thermal solar power plant
CN209116569U (en) A kind of disc type solar energy photo-thermal energy gradient utilization system
CN204532724U (en) High temperature integrated thermal generating device in groove type solar
SK2632004A3 (en) Modular heat exchanger
CN202675650U (en) Water-heating and electricity-generating integrated type superconducting wall-mounted solar water heater
US20100263606A1 (en) Thermal store
CN109099605A (en) A kind of disc type solar energy photo-thermal energy gradient utilization system
CN2429790Y (en) Solar water heater
IL158968A (en) Solar water heater
EP2956722B1 (en) Water heating apparatus
RU2527270C2 (en) Solar water heater
CN205939774U (en) Water storage tank and solar water heating system
CN102494407A (en) Solar water heater
KR102221672B1 (en) heating system with an electric boiler for feeding hot-water
CN202419971U (en) Solar water heater
Ayodejı et al. A review of water heating systems: A Focus on hybrid technologies prospect in Nigeria
CN221929381U (en) Phase change energy storage and electricity storage comprehensive utilization equipment based on photovoltaic
CN215675112U (en) Solar steam generation system with high heat efficiency