СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ Российский патент 2006 года по МПК F24D12/00 F24D3/02 

Изобретение относится к области использования тепловой энергии для отопления зданий и, в частности, к однотрубным системам с принудительной циркуляцией теплоносителя.

Широко известны однотрубные системы отопления многоэтажным зданий с использованием воды в качестве теплоносителя.

Из известных систем близкой к заявляемой по большинству совпадающих существенных признаков является система, изложенная в книге Е.Н.Бухаркина и др. "Инженерные сети. Оборудование, зданий и сооружений." М., 2001, С.316-317 и 327-330. Она принимается за прототип. Система включает в себя подающую и обратную магистрали, сообщенные соответственно с подающими и обратным стояками, и нагревательные элементы, размещенные в помещениях многоэтажного здания, соединенные между собой последовательно и установленные в подающих стояках при подаче горячего теплоносителя снизу или в обратных стояках при подаче горячего теплоносителя сверху.

Известная система работает следующим образом.

В случае установки нагревательных элементов в подающих стояках горячий теплоноситель из подающей магистрали поступает в подающие стояки, проходит последовательно через все подсоединенные к ним нагревательные элементы, где остывает и по обратным стоякам отводится в обратную магистраль.

В случае установки нагревательных элементов в обратных стояках горячий теплоноситель из подающей магистрали поступает сначала в подающие стояки, затем в обратные стояки, проходит последовательно через подсоединенные к ним нагревательные элементы, где остывает и отводится в обратную магистраль.

Таким образом теплоноситель циркулирует в системе отопления постоянно, обогревая помещения путем теплоотдачи нагревательных элементов.

Однотрубная система отопления находит широкое применение благодаря простоте монтажа и эксплуатации, однако недостатком такой системы является неравномерность нагрева помещений по этажам, так как при последовательном соединении нагревательных элементов температура теплоносителя снижается по мере удаления его от подающей магистрали. Разность температур между верхним и нижним этажами здания будет тем выше, чем больше в здании этажей. Попытка обеспечить санитарные нормы по теплу во всех помещениях приводит к перерасходу тепловой энергии. Гораздо чаще в помещениях, нагревательные элементы которых удалены от подающих магистралей, устойчиво поддерживается заниженная температура.

Предпринимались попытки устранить этот недостаток, например, в системе отопления по патенту РФ №2154239.

Система имеет те же существенные признаки, что и рассмотренные выше системы, но дополнительно содержит элементы, позволяющие периодически изменять направление движения теплоносителя на противоположное. Этим достигается выравнивание температуры воздуха по этажам. Недостатком системы является ее сложность, а значит, высокая стоимость, и низкая надежность и ремонтопригодность.

Целью изобретения является снижение энергозатрат на отопление и создание более комфортных условий в помещениях здания.

Поставленная цель достигается том, что система отопления здания включает, как и прототип, подающую и обратную магистрали, подающие и обратные стояки, последовательно соединенные нагревательные элементы, но при этом часть нагревательных элементов, примерно половина, установлена в подающих стояках, остальные - в обратных стояках. Стояки разных схем подключения, а следовательно, и подсоединенные к ним нагревательные элементы размещены преимущественно поочередно по длине и ширине здания. Такую систему отопления предлагается назвать "смешанной".

Устройство предлагаемой системы отопления схематично показано на чертеже.

К подающей магистрали 1 и обратной магистрали 2 подсоединены соответственно подающие 3 и обратные 4 стояки. К стоякам последовательно подключены размещенные в помещениях 5 нагревательные элементы 6, причем подающие стояки, в которые включены нагревательные элементы, чередуются, как что видно из чертежа, с аналогичными обратными стояками.

Предлагаемая смешанная система отопления работает следующим образом.

Теплоноситель последовательно проходит через все включенные в систему элементы, при этом максимальную температуру будет иметь нагревательный элемент, а значит, и помещение, где он размещен, расположенный ближе всех к подающей магистрали. При включении нагревательных элементов в подающий стояк - это помещение первого этажа, при включении их в обратный стояк - это помещение последнего этажа.

Если в каждом помещении здания имеется по одному нагревательное элементу, то благодаря смешанной системе отопления на одном этаже каждое помещение с более низкой температурой воздуха будет окружено двумя или даже тремя помещениями с более высокой температурой воздуха, аналогично, помещение с более высокой температурой окружено помещениями с более низкой температурой.

Разность температур воздуха соседних помещений достигает максимума на первом и последнем этажах здания. За счет теплопередачи через стены соседних помещений происходит выравнивание температур воздуха между ними. Этому же способствует конвективный теплообмен в случае, если соседние помещения между собой сообщаются.

Выравнивание температуры воздуха между этажами происходит за счет того, что на каждый этаж поступает примерно одинаковое количество тепловой энергии.

При размещении в одном помещении четного количества нагревательных элементов смешанная система позволяет достичь практически одинаковой температуры воздуха на всех этажах здания, так как в помещении находится одинаковое количество стояков с разной схемой присоединения нагревательных элементов.

В многокомнатных квартирах смешанная система отопления имеет еще одно преимущество. В более теплой комнате может быть размещена, например, детская комната или спальня, а в более прохладной - гостиная.

Существенным преимуществом предлагаемой смешанной системы отопления является то, что она не содержит в сравнении с прототипом никаких новых элементов, а заявленная цель изобретения достигается за счет изменения взаимного расположения элементов.

Благодаря этому преимуществу смешанная система может быть с успехом применена не только во вновь возводимых зданиях, но и, что особенно важно, в находящихся в эксплуатации зданиях путем незначительной и недорогой модификации примененных в них систем отопления.

Изобретение относится к области использования тепловой энергии для обогрева зданий, в частности к однотрубным системам отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя. Технический результат: выравнивание температуры воздуха между этажами за счет того, что количество тепловой энергии, поступающей на каждый этаж здания, примерно одинаково. Система отопления многоэтажного здания включает подающую и обратную магистрали, сообщенные с ними соответственно подающие и обратные стояки, а также размещенные в помещениях многоэтажного здания нагревательные элементы, причем нагревательные элементы подключены к стоякам по двум схемам: где нагревательные элементы подключены только к подающим стоякам и где нагревательные элементы подключены только к обратным стоякам, при этом подающие стояки и обратные стояки, к которым подключены нагревательные элементы, чередуются между собой, как по длине, так и по ширине здания. 1 ил.

Система отопления многоэтажного здания, включающая подающую и обратную магистрали, сообщенные с ними соответственно подающие и обратные стояки, а также размещенные в помещениях многоэтажного здания нагревательные элементы, отличающаяся тем, что нагревательные элементы подключены к стоякам по двум схемам: где нагревательные элементы подключены только к подающим стоякам и где нагревательные элементы подключены только к обратным стоякам, при этом подающие и обратные стояки, к которым подключены нагревательные элементы, чередуются между собой как по длине, так и по ширине здания.