close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY14605

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2011.08.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 24D 3/00
(2006.01)
СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20090213
(22) 2009.02.16
(43) 2010.10.30
(71) Заявитель: Синяков Анатолий Леонидович (BY)
(72) Автор: Синяков Анатолий Леонидович (BY)
BY 14605 C1 2011.08.30
BY (11) 14605
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Синяков Анатолий
Леонидович (BY)
(56) ДРАГАНОВ Б.Х. и др. Применение
теплоты в сельском хозяйстве. - Киев:
Вища школа, 1983. - С. 46, 57-67, 161.
RU 65619 U1, 2007.
RU 2169313 C1, 2001.
RU 2226654 C2, 2004.
RU 2172903 C1, 2001.
BY 1886 C1, 1997.
(57)
1. Система водяного отопления помещения, содержащая теплоизолированную и заполненную жидкостью емкость, выходной и входной патрубки которой соответственно присоединены ко входу и через приемник солнечного излучения к выходу первого насоса,
дополнительный нагреватель обратной воды, оборудованный входным с двумя входами патрубком и выходным патрубком, к которому подключены входы расположенных в помещении нагревательных приборов, выходы которых присоединены ко входу второго насоса,
присоединенного выходом ко входу трехходового крана, первый выход которого присоединен к первому входу входного патрубка дополнительного нагревателя, теплообменникнагреватель обратной воды, отличающаяся тем, что снабжена расположенными в теплоизолированной емкости раздаточным коллектором жидкости, распределительными и перфорированными трубами, а также распределительным и собирающим коллекторами
обратной воды, причем теплообменник-нагреватель выполнен в виде трубного теплообменника, входы и выходы труб рядов трубного пучка которого соответственно присоединены к
Фиг. 1
BY 14605 C1 2011.08.30
распределительному и собирающему коллекторам обратной воды, при этом перфорированные трубы расположены рядами между рядов труб трубного теплообменника и их входы через распределительные трубы присоединены к выходам раздаточного коллектора,
подключенного входом к выходу входного патрубка теплоизолированной емкости, а распределительный коллектор входом и собирающий коллектор выходом трубного теплообменника соответственно присоединены ко второму выходу трехходового крана и второму
входу входного патрубка дополнительного нагревателя.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена байпасом, который оборудован
задвижкой с мотор-редуктором и присоединен входом и выходом дополнительно и соответственно ко входу и второму выходу трехходового крана.
3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве жидкости, находящейся в теплоизолированной емкости, применена жидкость с низкой отрицательной температурой
замерзания, например антифриз.
4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что расположенные в теплоизолированной
емкости раздаточный коллектор, распределительные и перфорированные трубы выполнены из термохимостойкого материала, например из поливинилхлорида.
Предлагаемое техническое решение относится к системам водяного отопления, осуществляющим отопление жилых и общественных помещений совместной работой гелиоводонагревательных установок и водогрейных котлов, работающих на углеводородном
топливе.
Известна система водяного отопления помещения, содержащая водогрейный котел,
подающий и обратный магистральные трубопроводы, нагревательные приборы, расположенные в помещении, центробежный циркуляционный насос [1].
Работает известная система следующим образом. Нагретая вода в котле при помощи
непрерывно работающего насоса подается через магистральный подающий трубопровод в
нагревательные приборы, расположенные в помещении, где происходит ее охлаждение
воздухом помещения. Остывшая в нагревательных приборах вода по обратному магистральному трубопроводу поступает на вход центробежного насоса, который подает ее
опять в котел, где она опять нагревается теплотой, получаемой при сжигании топлива в
котле.
К недостатку известной системы водяного отопления следует отнести большой расход
топлива на нагрев обратной воды системы для поддержания нормируемой температуры
помещения в течение отопительного периода года.
Большой расход топлива системой обусловлен тем, что в системе не используется
тепловая энергия солнца для нагрева обратной воды системы.
Наиболее близкой по конструкции к заявленной системе водяного отопления помещения является система, в которой нагрев обратной воды системы осуществляется тепловой
энергией солнца и теплотой, полученной при сжигании топлива (газа) в котле [2].
Известная система водяного отопления помещения содержит теплообменникнагреватель обратной воды системы, расположенный в теплоизолированной и заполненной жидкостью емкости, к выходному и входному патрубкам которой соответственно
присоединены вход и через приемник солнечного излучения выход первого насоса системы; дополнительный нагреватель обратной воды системы, второй насос, трехходовой
кран, нагревательные приборы, расположенные в помещении. В весенне-осенний периоды
года жидкость, находящаяся в емкости, нагревается в солнечные дни тепловым излучением солнца путем прокачки первым насосом системы жидкости через приемник солнечного
излучения. Для поддержания нормируемой температуры помещения вводят в работу второй насос системы, который обратную воду системы прокачивает через теплообменникнагреватель, где она нагревается тепловой энергией жидкости и через дополнительный
2
BY 14605 C1 2011.08.30
нагреватель поступает в нагревательные приборы, расположенные в помещении. В случае
недостаточного нагрева обратной воды в теплообменнике-нагревателе дополнительный
нагрев воды осуществляют в дополнительном нагревателе.
Недостатком этой системы является пониженная эффективность работы, обусловленная низким коэффициентом использования солнечной энергии для нагрева обратной воды
системы, что приводит к перерасходу топлива, сжигаемого в дополнительном нагревателе,
для дополнительного нагрева обратной воды системы. В свою очередь, низкий коэффициент использования солнечной энергии обусловлен малой тепловой мощностью теплообменника-нагревателя, расположенного в теплоизолированной емкости, из-за малой
величины коэффициента теплоотдачи от жидкости к теплопередающей поверхности теплообменника-нагревателя.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности работы системы водяного отопления помещения.
Задача решается тем, что система водяного отопления помещения, содержащая теплоизолированную и заполненную жидкостью емкость, выходной и входной патрубки которой соответственно присоединены ко входу и через приемник солнечного излучения к
выходу первого насоса, дополнительный нагреватель обратной воды, оборудованный
входным с двумя входами патрубком и выходным патрубком, к которому подключены
входы расположенных в помещении нагревательных приборов, выходы которых присоединены ко входу второго насоса, присоединенного выходом ко входу трехходового крана, первый выход которого присоединен к первому входу входного патрубка
дополнительного нагревателя, теплообменник-нагреватель обратной воды, согласно изобретению, снабжена расположенными в теплоизолированной емкости раздаточным коллектором жидкости, распределительными и перфорированными трубами, а также
распределительным и собирающим коллекторами обратной воды, причем теплообменникнагреватель выполнен в виде трубного теплообменника, входы и выходы труб рядов
трубчатого пучка которого соответственно присоединены к распределительному и собирающему коллекторам обратной воды, при этом перфорированные трубы расположены
рядами между рядов труб трубного теплообменника и их входы через распределительные
трубы присоединены к выходам раздаточного коллектора, подключенного входом к выходу входного патрубка теплоизолированной емкости, а распределительный коллектор входом и собирающий коллектор выходом трубного теплообменника соответственно
присоединены ко второму выходу трехходового крана и второму входу входного патрубка
дополнительного нагревателя.
Для упрощения эксплуатации и повышения надежности работы система снабжена байпасом, который оборудован задвижкой с мотор-редуктором и присоединен входом и выходом дополнительно и соответственно ко входу и второму выходу трехходового крана.
В качестве жидкости, находящейся в теплоизолированной емкости, применена жидкость с низкой отрицательной температурой замерзания, например антифриз, а расположенные в теплоизолированной емкости раздаточный коллектор, распределительные и
перфорированные трубы выполнены из термохимостойкого материала, например из поливинилхлорида.
Сущность предлагаемого изобретения системы водяного отопления помещения поясняется следующими графическими изображениями: на фиг. 1 изображена система с вертикальным разрезом теплоизолированной емкости по A-A на фиг. 2; на фиг. 2 - вид сверху
теплоизолированной емкости по B-B на фиг. 1.
Система водяного отопления помещения содержит теплоизолированную и заполненную жидкостью емкость 1, выходной 2 и входной 3 патрубки которой соответственно
присоединены ко входу и через приемник 4 солнечного излучения к выходу первого насоса 5 системы; дополнительный нагреватель 6, оборудованный входным 7 с двумя входами
8, 9 патрубком и выходным патрубком 10, к которому подключены входы расположенных
3
BY 14605 C1 2011.08.30
в помещении 11 нагревательных приборов (радиаторов) 12, выходы которых присоединены ко входу второго насоса 13 системы, присоединенного выходом ко входу трехходового
крана 14 с двумя выходами 15, 16, первый выход которого присоединен ко входу 8 патрубка 7 нагревателя 6; теплообменник-нагреватель 17 обратной воды, расположенный в
теплоизолированной емкости 1.
Система водяного отопления помещения снабжена расположенным в емкости 1 раздаточным коллектором 18 жидкости, распределительными и перфорированными трубами
19, 20, а теплообменник-нагреватель 17 выполнен в виде трубного теплообменника, входы
и выходы труб 21 рядов 22 трубного пучка которого соответственно присоединены к распределительному и собирающему коллекторам 23, 24 обратной воды системы. При этом
перфорированные трубы 20 расположены рядами 25 между рядов 22 трубного теплообменника и их входы через распределительные трубы 19 присоединены к выходам раздаточного коллектора 18, подключенного входом к выходу входного патрубка 3 емкости 1, а
распределительный коллектор 23 входом и собирающий коллектор 24 выходом соответственно присоединены ко второму выходу 16 трехходового крана 14 и второму входу 9
патрубка 7 дополнительного нагревателя 6.
Для упрощения эксплуатации и повышения надежности работы система дополнительно снабжена байпасом 26, который оборудован задвижкой 27 с мотор-редуктором 28 и
присоединен входом и выходом дополнительно и соответственно ко входу и второму выходу трехходового крана 14; пропорциональным регулятором 29 с датчиком температуры
30 обратной воды в собирающем коллекторе 24 трубного теплообменника, контакты которого включены в цепь управления мотор-редуктором 28 задвижки 27 (на фиг. 1 и 2 не
показано). Расположенные в теплоизолированной емкости 1 раздаточный коллектор 18,
распределительные и перфорированные трубы 19, 20 выполнены из термохимостойкого
материала, например из поливинилхлорида, а в качестве жидкости, находящейся в емкости 1, применена жидкость с низкой отрицательной (-30 °С) температурой замерзания,
например антифриз. Система отопления работает в двух режимах:
в режиме нагрева обратной воды системы теплотой, получаемой при сжигании топлива в дополнительном нагревателе;
в режиме нагрева обратной воды системы теплотой жидкости, находящейся в емкости
1 и нагреваемой тепловым излучением и теплотой, получаемой при сжигании топлива в
дополнительном нагревателе 6.
В начале отопительного периода ручку трехходового крана 14 ставят в вертикальное
положение, при этом будет осуществляться нагрев обратной воды системы теплотой, полученной при сжигании топлива в дополнительном нагревателе 6.
Регулятор температуры 29 с датчиком 30 настраивают на поддержание температуры
воды +5 °С в коллекторе 24 путем изменения расхода обратной воды через байпас 26 при
помощи задвижки 27 с мотор-редуктором 28.
Наличие антифриза в емкости 1 и поддержание температуры воды +5 °С, циркулирующей частично через трубки 21 трубного теплообменника, упрощает эксплуатацию и повышает надежность работы системы, так как отпадает необходимость в сливе жидкости из
емкости 1 и обратной воды из труб 21 при работе системы в отопительный период.
После этого подключают регулятор 29 и второй насос 13 к электросети, и последний
прокачивает часть обратной воды системы через байпас и трубный теплообменник и вторую часть подает через первый выход 15 трехходового крана 14, вход 8 патрубка 7 в дополнительный нагреватель 6, где обратная вода системы нагревается теплотой топлива,
сжигаемого в нагревателе 6, и через выходной патрубок 10 подается в отопительные приборы 12, где охлаждается воздухом помещения 11 и затем поступает на вход насоса 13.
Далее процесс работы системы повторяется.
При постоянной работе насоса 13 нормируемую температуру воздуха среды помещения
11 обеспечивают изменением теплопроизводительности дополнительного нагревателя 6.
4
BY 14605 C1 2011.08.30
Такой режим работы системы может продолжаться в течение отопительного периода,
когда теплового излучения солнца недостаточно для нагрева жидкости в теплоизолированной емкости 1 до температуры 70…80 °С.
В предотопительный период года, когда температура наружного воздуха ночью понижается до + 2…0 °С, а дневная достигает 14…16 °С, ручку трехходового крана 14 ставят в
левое положение, при этом насос 13 всю обратную воду системы подает в нагреватель 6
через распределительный коллектор 23, трубы 21, собирающий коллектор 24, вход 9 патрубка 7, где она может нагреваться теплотой топлива, сжигаемого в нагревателе 6.
При отключенном насосе 13 в дневное время вводят в работу насос 5, который забирает холодный антифриз из емкости 1 через патрубок 2 и подает его в емкость 1 через приемник 4 солнечного излучения, где он нагревается тепловой энергией, в которую
преобразовал приемник 4 солнечное излучение, патрубок 3, раздаточный коллектор 18,
распределительные трубы 19 и перфорированные трубы 20 струями, омывающими трубы
21 трубного теплообменника.
В течение дня при наличии солнца и работе насоса 5 антифриз нагревается до температуры 70…80 °С. В вечернее время с понижением температуры наружного воздуха вводят в работу насос 13, который обратную воду системы через распределительный
коллектор 23, трубы 21, собирающий коллектор 24 подает в дополнительный нагреватель
6. При этом при работающем насосе 5 трубы 21 трубного теплообменника омываются антифризом с температурой 70…80 °С, в результате чего возрастает тепловая мощность
трубного теплообменника, обратная вода в трубах 21 быстро нагревается и через дополнительный нагреватель 6 поступает в отопительные приборы 12, которые отдают теплоту
воздуху помещения. Охлажденная вода из отопительных приборов 12 насосом 13 опять
подается в трубный теплообменник, где нагревается теплотой антифриза, и дальше процесс повторяется, при этом осуществляют контроль температуры помещения и поддерживают ее на требуемом уровне включением и отключением насосов 5 и 13.
Если в трубном теплообменнике вода подогревается недостаточно, то дополнительный нагрев воды осуществляют в дополнительном нагревателе 6 теплотой, полученной
при сжигании топлива в нагревателе 6.
В марте и апреле отопительного периода, когда солнце находится высоко над горизонтом, система водяного отопления помещения в дневное время работает в первом режиме, при этом введением в работу насоса 5 осуществляется нагрев антифриза в емкости
1 тепловым излучением солнца, а для обеспечения нормируемой температуры помещения
в ночное время систему отопления переводят во второй режим работы, при котором для
нагрева обратной воды системы используется тепловая энергии антифриза, находящегося
в емкости 1, и тепловая энергия, получаемая при сжигании топлива в дополнительном
нагревателе 6.
Изменением режимов работы системы в эти месяцы достигается значительная экономия топлива, сжигаемого в дополнительном нагревателе, за счет использования для нагрева обратной воды системы тепловой энергии солнца.
Таким образом, в процессе работы заявляемой системы водяного отопления помещения происходит достижение поставленной задачи: повышение эффективности работы системы за счет увеличения коэффициента использования тепловой энергии солнца для
нагрева обратной воды системы в отопительный и предотопительный периоды года за
счет выполнения теплообменника-нагревателя, расположенного в теплоизолированной
емкости, в виде трубного теплообменника, оборудования системы расположенными в
теплоизоляционной емкости раздаточным коллектором жидкости, распределительными и
перфорированными трубами и их соответствующего присоединения, а также за счет изменения режимов работы системы в течение суток отопительного периода.
5
BY 14605 C1 2011.08.30
Источники информации:
1. Белоусов В.В. Отопление и вентиляция. Ч. 1. Отопление - М.: Стройиздат, 1967. С. 144.
2. Драганов Б.Х. и др. Применение теплоты в сельском хозяйстве. - Киев: Вища школа, 1983. - С. 276.
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
297 Кб
Теги
by14605, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа