СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ С ЕСТЕСТВЕННОЙ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ Российский патент 1996 года по МПК F24D3/00 

Изобретение относится к системам отопления жилых и других зданий и помещений, а точнее к системам водяного отопления с естественной циркуляцией, используемым для отопления одноэтажных и малоэтажных зданий.

Известна система водяного отопления, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, расширительный сосуд, подающий и обратный трубопроводы, размещенные, соответственно, сверху и снизу нагревательных приборов и запорную арматуру (см. книгу Ю.П.Соснина и Е.Н.Бухаркина. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома. М. Стройиздат, 1991, с.11-13, рис.4).

Недостаток этого технического решения невысокая теплоотдача нагревательных приборов, вследствие малой величины циркуляционного расхода теплоносителя (невысок циркуляционный напор). По этой причине невелик радиус действия системы.

Известна система отопления с естественной циркуляцией, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, соединенный с ним подающим и обратным трубопроводами, с образованием контура теплоносителя, расширительный сосуд, запорную арматуру и усилитель циркуляции воды (см. авт. свидетельство SU N1638480 МКТ5 F 24 D 3/00, 1991).

Недостатки этого технического решения состоят: в необходимости постоянного поддержания границы раздела вода-пар (участок подающего трубопровода от теплогенератора до конденсатора) на отметке ниже верхней точки обратного трубопровода (в противном случае циркуляция прекращается); в ограниченности диапазона регулирования теплоотдачи нагревательных приборов; в сложности поддержания требуемого температурного режима работы теплогенератора.

Задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является повышение циркуляционного расхода в системе отопления.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявленного изобретения, выражается в повышении циркуляционного напора. Поставленная задача решается тем, что система водяного отопления с естественной циркуляцией, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, соединенный с ним подающим и обратным трубопроводами с образованием контура теплоносителя, расширительный сосуд, запорную арматуру и усилитель циркуляции воды, отличается тем, что усилитель циркуляции воды выполнен в виде двух последовательно включенных поверхностных теплообменников, причем первый теплообменник по линии охлаждения включен на уровне верхней отметки подающего трубопровода, а второй теплообменник по линии нагрева включен в нижней части U-образного опуска подающего трубопровода.

Сопоставительный анализ заявленного решения с известными аналогами и прототипом, свидетельствуют об его соответствии критерию "новизна". Приведенные в отличительной части формулы изобретения, признаки решают следующие функциональные задачи.

Признаки ".усилитель циркуляции воды в виде двух последовательно включенных поверхностных теплообменников, первый теплообменник включен на уровне верхней отметки подающего трубопровода" обеспечивает снижение температуры теплоносителя в верхней части подающего трубопровода, что способствует возрастанию величины циркуляционного напора.

Признак ".второй теплообменник включен в нижней части U-образного опуска подающего трубопровода" обеспечивает повышение
температуры теплоносителя в нижней части подающего трубопровода, что способствует дополнительному возрастанию величины циркуляционного напора.

На чертеже схематически показан общий вид системы водяного отопления с естественной циркуляцией.

На чертеже показаны теплоисточник 1, подающий трубопровод 2, расширительный сосуд 3, первый поверхностный теплообменник 4, второй поверхностный теплообменник 5, нагревательный прибор 6, обратный трубопровод 7.

В качестве теплоисточника используются отопительные или комбинированные агрегаты известной конструкции, включающие в себя топку и элементы (поверхности нагрева), обеспечивающие подачу теплоты от топлива сжигаемого в топке теплоносителю, или поверхностные теплообменники. Расширительный бак 3 обеспечивает сбор дополнительного объема воды, образующийся вследствие расширения при нагревании, а также сбор воздуха, выделяющегося при нагреве воды в теплоисточнике и попадающего в систему с заливаемой в нее водой. Подающему 2 и обратному 7 трубопроводам придается уклон порядка 0,004-0,01 в направлении движения воды.

Поверхностный теплообменник 4 представляет из себя водоводяной или водовоздушный подогреватель, обеспечивающий снижение температуры теплоносителя за счет отвода части теплоты в дополнительный отопительный контур или другим потребителям теплоты в здании, например, горячее водоснабжение и вентиляция.

Поверхностный теплообменник 5 представляет экономайзер, расположенный в газоходе теплогенератора 1, или другой подогреватель, обеспечивающий повышение температуры теплоносителя за счет подвода теплоты от уходящих дымовых газов или другого источника теплоты.

В качестве нагревательного прибора 6 использованы типовые нагревательные приборы, например, радиаторы, конвекторы. Подготовка системы отопления к работе заключается в заполнении водой и подготовке к работе теплоисточника 1.

Система отопления с естественной циркуляцией работает следующим образом.

Нагретая в теплоисточнике 1 вода под действием циркуляционного напора поднимается к теплообменнику 4, а затем охлажденная опускается к теплообменнику 5, где опять нагревается (циркуляционный напор зависит от величин остывания теплоносителя в теплообменнике 4, нагрева в теплообменнике 5 и разницы высот между этими теплообменниками).

Величина циркуляционного напора определяется выражением
Р_e=h*(Р_х-Р_г),
где h превышение центром охлаждения центра нагрева системы отопления;
Р_х,г плотность теплоносителя (воды), соответственно охлажденной и нагретой.

Теплоноситель из подающего трубопровода 2 попадает в нагревательный прибор 6, где отдает теплоту в отапливаемое помещение.

Вследствие повышения расхода теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, и увеличения при этом температурного напора нагревательного прибора, увеличивается его теплоотдача.

Теплоноситель после отопительного прибора по обратному трубопроводу 7 возвращается к теплоисточнику 1.

Далее все повторяется.

Использование: в системах водяного отопления с естественной циркуляцией жилых и других зданий и помещений. Сущность изобретения: система водяного отопления с естественной циркуляцией включает усилитель циркуляции теплоносителя, в виде двух последовательно включенных теплообменников, один из которых размещен на уровне верхней отметки подающего трубопровода, а другой - в нижней части V-образного опуска подающего трубопровода. 1 ил.

Система водяного отопления с естественной циркуляцией, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, соединенный с ним подающим и обратным трубопроводами с образованием контура теплоносителя, расширительный сосуд, запорную арматуру и усилитель циркуляции воды, отличающаяся тем, что усилитель циркуляции воды выполнен в виде двух последовательно включенных поверхностных теплообменников, причем первый теплообменник по линии охлаждения включен на уровне верхней отметки подающего трубопровода, а второй теплообменник по линии нагрева включен в нижней части U-образного опуска подающего трубопровода.