ОТОПИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2007 года по МПК F24D19/10 

Изобретение относится к отопительному устройству с радиатором, оснащенным патрубками подающей и отводной линий, а также блоком датчиков температуры, установленным с возможностью теплообмена с указанными патрубками подающей и отводной линий.

В целях более экономичного потребления энергии требуется как можно более точно учитывать расход тепла в радиаторе. Расход тепла учитывают, в частности, для того, чтобы распределять между отдельными потребителями возникающие при отоплении затраты.

Отопительное устройство подобного типа известно, например, из патентного документа DE 3243198. Оно содержит датчик температуры подающей линии, датчик температуры отводной линии и датчик температуры помещения. Дополнительно предусмотрен датчик, при помощи которого можно определить положение "Открыто" клапана, регулирующего поток теплоносителя через радиатор. На основе измеренных величин и данных, поступающих от указанных датчиков, расход тепла в радиаторе учитывается довольно точно. Однако данное техническое решение связано с проведением относительно дорогого электрического монтажа, поскольку датчики в подающей и отводной линиях должны быть соединены проводами с аналого-цифровым преобразователем и микрокомпьютером.

Аналогичная конструкция также известна из патентного документа DE 4131563. Она тоже содержит вычислительное устройство, соединенное с датчиком температуры помещения и датчиками, регистрирующими температуру в подающей и отводной линиях.

В патентном документе DE 19749623 описано еще одно отопительное устройство вышеназванного типа, содержащее устройство управления радиатором. Это устройство имеет средство измерения температуры воздуха вокруг радиатора и средство регулирования количества подаваемой в радиатор жидкости. Кроме того, в данном устройстве используются средства измерения температуры жидкости, поступающей в радиатор и выходящей из него. Устройством можно управлять дистанционно, например, посредством проводов, соединяющих его с центральной или децентрализованной системой.

Естественно, что регистрация температуры в подающей и отводной линиях указанного устройства позволяет определить расход тепла. Однако такому техническому решению свойственны недостатки, заключающиеся в некрасивом внешнем виде и существенных расходах на монтаж, поскольку для того, чтобы соединить датчики с управляющим блоком или блоком обработки данных, необходимо использовать провода.

Таким образом, задача данного изобретения состоит в упрощении монтажа.

Эта задача в случае отопительного устройства вышеупомянутого типа решена за счет того, что патрубки подающей и отводной линий проходят через переходник, а блок датчиков температуры установлен с возможностью теплообмена с переходником.

Такая конструкция обеспечивает возможность размещения датчиков температуры на переходнике, поэтому датчики располагаются рядом друг с другом и занимают немного места. Это позволяет отказаться от мешающих и бросающихся в глаза деталей, которые могут отрицательно повлиять на внешний вид радиатора. Расходы при монтаже оказываются незначительными. При установке радиатора всего лишь необходимо обеспечить возможность теплообмена между блоком датчиков температуры и переходником. Это является относительно простой мерой, при которой отпадает необходимость внедрения в другое место патрубков подающей и отводной линий.

Предпочтительно переходник выполнен в виде Н-образного модуля. Н-образный модуль является общим переходником для присоединения подающей и отводной линии. Использование такого переходника известно из уровня техники для соединения радиатора с проложенными в здании трубопроводами. Такой Н-образный модуль может дополнительно содержать клапан, предназначенный для регулирования жидкости или другого протекающего через радиатор теплоносителя.

В предпочтительном случае на переходнике закреплено устройство обработки данных. При такой конструкции данные о температуре обрабатываются прямо "на месте", т.е. между блоком датчиков температуры и устройством обработки данных вообще не нужно использовать какие-либо внешние провода. В этом случае устройство обработки данных содержит все компоненты, необходимые для определения расхода тепла. В состав этих компонентов может входить микропроцессор или какое-либо другое вычислительное устройство. Однако здесь можно использовать и электронную схему, определяющую расход тепла аналоговым или цифровым способом на основе данных, поступающих от датчиков температуры.

В предпочтительном случае устройство обработки данных закреплено на переходнике с использованием разъемного соединения. Такая конструкция имеет ряд преимуществ. Во-первых, устройство обработки данных можно снять с переходника, чтобы, например, поменять батарею питания или считать данные о расходе тепла. Во-вторых, упрощается монтаж. Устройство обработки данных можно изготавливать отдельно от переходника, а затем прикреплять его к переходнику.

В предпочтительном случае устройство обработки данных прикреплено к переходнику с помощью соединения-защелки. Соединение-защелка, также называемое как соединение со стопорным выступом, может содержать, например, два захвата, выполненные с возможностью упругого взаимодействия при перемещении друг к другу. Эти захваты, например, могут охватывать с зажимом образованный на переходнике выступ. Соединение-защелка может также частично охватывать соединительные трубы и после преодоления определенного давления входить в зацепление с этими трубами.

В предпочтительном случае устройство обработки данных содержит датчик температуры помещения. Применение такого датчика позволяет использовать для измерения расхода тепла данные о температуре в помещении. Одна из возможностей такого рода показана, например, в патентном документе DE 19749623. В этом случае данные о положении клапана, регулирующего количество протекающего через радиатор теплоносителя, уже не являются необходимыми.

Предпочтительно датчик температуры воздуха в помещении закреплен с той стороны устройства обработки данных, которая является противоположной переходнику. В этом случае устройство обработки данных служит в качестве теплоизоляционного барьера, т.е. температура радиатора влияет на показания датчика лишь в незначительной степени. Однако несмотря на то, что термическая изоляция является предпочтительной, ее, как правило, не используют, поскольку если датчик температуры воздуха в помещении благодаря устройству обработки данных находится на некотором расстоянии от переходника, то температуру воздуха можно определить достаточно точно и без изоляции. Датчик температуры воздуха помещения можно разместить и в другом месте, при условии, что он там он будет находиться в таких же или даже в более благоприятных условиях.

В предпочтительном случае блок датчиков температуры жестко соединен с устройством обработки данных и благодаря креплению этого устройства к переходнику прижат к наружной стороне переходника. При изготовлении устройства обработки данных можно одновременно установить блок датчиков температуры. Преимущество такого решения заключается в том, что блок датчиков можно проверить вместе с устройством обработки данных. Возможность теплообмена между блоком датчиков температуры и переходником обеспечена тем, что блок датчиков благодаря силе, с которой устройство обработки данных удерживается на переходнике, прижимается к наружной стороне переходника. Вследствие этого между переходником и блоком датчиков температуры происходит теплообмен, достаточный для измерения расхода тепла.

В одной из альтернативных конструкций можно также предусмотреть, чтобы блок датчиков температуры был внедрен в переходник. В этом случае при креплении устройства обработки данных к переходнику следует лишь предусмотреть возможность передачи сигналов из блока датчиков в устройство обработки данных. Такая возможность реализуется, например, благодаря тому, что при креплении устройства обработки данных к переходнику обеспечивается разъемное соединение.

Предпочтительно блок датчиков температуры должен иметь отдельные датчики для патрубка подающей линии и патрубка отводной линии. В этом случае можно получить первый сигнал о температуре в подающем трубопроводе и второй сигнал о температуре в отводном трубопроводе. Это позволяет реализовать относительно простое измерение расхода тепла.

В одной из альтернативных конструкций можно предусмотреть, что в блоке датчиков будет один общий датчик для патрубка подающей линии и патрубка отводной линии, который с точки зрения теплообмена размещен посредине между этими патрубками. Иначе говоря, общий датчик определяет среднее значение между температурой в подающей линии и температурой в отводной линии. При симметричном исполнении блока обработки данных это может быть реализовано, например, благодаря тому, что датчик размещен посредине между патрубком подающей линии и патрубком отводной линии. Если в силу конструктивных особенностей возникает несимметричность, например большая толщина материала в зоне патрубка подающей линии, то эту несимметричность необходимо учесть при размещении датчика.

Далее со ссылкой на сопутствующие чертежи описаны предпочтительные варианты выполнения изобретения.

Фиг.1 изображает упрощенную схему отопительного устройства.

Фиг.2 изображает первый вариант переходника.

Фиг.3 изображает второй вариант переходника.

Фиг.4 изображает третий вариант переходника.

На фиг.1 показано отопительное устройство 1 с радиатором 2, оснащенным патрубком 3 подающей линии и патрубком 4 отводной линии.

Из стены или пола 5 выходит коммуникационная проводка теплоснабжения с подводящим трубопроводом 6 и отводным трубопроводом 7. Соединение между подводящим трубопроводом 6 и патрубком 3 с одной стороны и отводным трубопроводом 7 и патрубком 4 с другой стороны обеспечено посредством переходника 8, выполненного в виде Н-образного модуля. Если патрубки 3 и 4 образуют с подводящим трубопроводом 6 и отводным трубопроводом 7 прямые линии, как это показано на фиг.1, то переходник 8 действительно имеет форму буквы Н. Однако во многих случаях подводящий трубопровод 6 и отводной трубопровод 7 выходят не из пола 5, а из стены. В этом случае переходник 8 содержит штуцеры для подводящего трубопровода 6 и отводного трубопровода 7, которые направлены в сторону стены, как это показано на фиг.2-4.

В случае конструкции, показанной на фиг.1, на переходнике 8 установлена терморегулирующая насадка 9, с помощью которой можно устанавливать заданное значение температуры в помещении. Кроме того, на переходнике 8 размещены датчик 10 температуры подающей линии и датчик 11 температуры отводной линии. Датчик 10 определяет температуру в патрубке 3 подающей линии. Датчик 11 определяет температуру в патрубке 4 отводной линии 4. Даже если датчики температуры 10 и 11 не позволяют непосредственно определить температуру теплоносителя, протекающего через патрубок 3 подающей линии и патрубок 4 отводной линии, то для получения данных, на основании которых можно учесть расход топлива, достаточно определить температуру труб, образующих оба патрубка 3 и 4. В этом случае соответствующие трубы или элементы переходника 8 целесообразно выполнять из материала, обладающего хорошей теплопроводностью.

Кроме того, на переходнике 8 установлено устройство 12 обработки данных, в котором размещен датчик 13 температуры помещения. Устройство 12 обработки данных соединено с датчиком 10 температуры подающей линии и датчиком 11 температуры отводной линии. На основании температуры в подающей и отводной линии, а также температуры в помещении можно определить расход тепла, например, способом, описанном в патентном документе DE 19749623.

Первый вариант выполнения переходника 8 показан на фиг.2. Аналогичные элементы обозначены здесь теми же номерами позиций, что и на фиг.1.

Переходник 8 изображен на фиг.2а в сечении, на фиг.2b - спереди, а на фиг.2с - сверху. Он имеет корпус 14, оснащенный первым соединительным элементом 15 для крепления патрубка 3 подающей линии и вторым соединительным элементом 16 для крепления патрубка 4 отводной линии. Естественно, можно сделать так, что патрубок подающей линии будет взаимодействовать со вторым соединительным элементом, а патрубок отводной линии - с первым соединительным элементом (здесь не показано). Оба соединительных элемента могут быть снабжены, например, накидной гайкой 17 и уплотнениями 18. Датчик 10 температуры подающей линии размещен в зоне подающего канала 19, а датчик 11 температуры в отводной линии - в зоне отводного канала 20. Датчики 10 и 11 могут быть встроены в корпус 14, например, они могут с уплотнением вставляться в отверстие, предусмотренное в корпусе 14.

Подающий канал 19 переходит в клапан 21, предназначенный для управления теплоносителем, протекающим через радиатор 2. На том конце клапана 21, который выступает из корпуса 14, имеется соединительный элемент 22, используемый для крепления терморегулирующей насадки 9.

Устройство 12 обработки данных, которое в данном случае выполнено в виде электронного блока, устанавливается на корпусе 14 за счет зажима, то есть крепится к корпусу 14 с помощью соединения-защелки (не показано). Датчик 13 температуры помещения установлен с той стороны устройства 12 обработки данных, которая является наиболее удаленной от корпуса 14. Благодаря этому температура корпуса 14 оказывает минимальное влияние на работу датчика 13.

На фиг.3 показан еще один вариант изобретения, причем для конструкций, показанных на фиг.3 и 2, одинаковые и соответствующие друг другу элементы обозначены одними и теми же номерами позиций.

В этом варианте изобретения датчик 10 температуры подающей линии и датчик 11 температуры отводной линии выполнены в корпусе устройства 12 обработки данных. Вследствие того, что устройство 12 обработки данных присоединено к корпусу 14 переходника 8, датчики находятся в контакте с возможностью теплообмена с элементом 23 корпуса, который охватывает патрубок подающей линии, и с элементом 24 корпуса, который охватывает патрубок отводной линии. Данное обстоятельство позволяет определять температуру этих патрубков.

В конструкции, показанной на фиг.4, используется лишь один датчик 25 температуры. Этот датчик 25 определяет среднее значение температур в подающей и отводной линиях.

В конструкции, показанной на фиг.2, при креплении устройства 12 обработки данных к переходнику 12 с помощью разъемного или иного соединения создается контакт между устройством 12 обработки данных и датчиками 10 и 11. В случае конструкции, показанной на фиг.3 и 4, такой контакт даже не нужен, так как датчики температуры (10 и 11 или, соответственно, 25) интегрированы в устройство 12 обработки данных.

Соединение-защелка, с помощью которого устройство 12 обработки данных крепится к переходнику 8, может быть реализовано, например, благодаря наличию на устройстве 12 обработки данных U-образных зажимных колодок (колодки подробно не показаны), которые охватывают элементы 23, 24 и (или) 26, 27 корпуса, т.е. элементы, находящиеся в осевом продолжении клапана 21.

Во многих случаях устройство 12 обработки данных целесообразно устанавливать таким образом, чтобы по нему можно было распознать возможные манипуляции и попытки демонтажа блока. В таких случаях устройство 12 обработки результатов либо вообще невозможно демонтировать, либо для этого необходим специальный инструмент, либо при демонтаже устройство разрушается. Это позволяет использовать устройство обработки данных при расчетах за пользование теплом, когда любые попытки обмана сразу же становятся заметными.

При необходимости устройство обработки данных может иметь дополнительную механическую защиту. Это обеспечивает достаточную защиту радиаторов от вандализма.

Устройство 12 обработки данных также может включать в себя оборудование для удаленного считывания установленного расхода топлива. В этом случае контроллеру уже не требуется подходить к радиатору для того, чтобы считать показания расхода. Более того, расход топлива можно отображать в удаленном месте. Установленные значения передаются в индикаторное устройство посредством проводных или беспроводных линий.

Представленное изобретение допускает отклонения от рассмотренных вариантов конструкции. Вместо термостатического исполнительного органа с сильфоном можно использовать исполнительный орган другого типа, например восковый. Кроме того, датчик 13 температуры воздуха помещения можно установить и в другом месте, например в любой точке с наружной стороны блока обработки данных.

Изобретение относится к отопительному устройству с радиатором, оснащенным патрубками подающей и отводной линий, а также блоком датчиков температуры, установленным с возможностью теплообмена с указанными патрубками подающей и отводной линий. Технический результат: упрощение монтажа. Отопительное устройство выполнено с радиатором, оснащенным патрубками подающей и отводной линий, а также блоком датчиков температуры, установленным с возможностью теплообмена с указанными патрубками подающей и отводной линий, причем патрубок подающей линии и патрубок отводной линии проходят через переходник, а блок датчиков температуры установлен с возможностью теплообмена с переходником, причем к переходнику с использованием разъемного соединения прикреплено устройство обработки данных. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Отопительное устройство с радиатором, оснащенным патрубками подающей и отводной линий, а также блоком датчиков температуры, установленным с возможностью теплообмена с указанными патрубками подающей и отводной линий, отличающееся тем, что патрубок (3) подающей линии и патрубок (4) отводной линии проходят через переходник (8), а блок датчиков (10, 11; 25) температуры установлен с возможностью теплообмена с переходником (8), причем к переходнику (8) с использованием разъемного соединения прикреплено устройство (12) обработки данных.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что переходник выполнен в виде Н-образного модуля.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что устройство (12) обработки данных прикреплено к переходнику (8) с помощью соединения-защелки.4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что устройство (12) обработки данных содержит датчик (13) температуры помещения.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что датчик (13) температуры помещения установлен с той стороны устройства (12) обработки данных, которая является противоположной переходнику (8).6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что блок датчиков (10, 11; 25) температуры жестко соединен с устройством обработки данных и благодаря креплению устройства (12) обработки данных к переходнику (8) прижат к наружной стороне переходника (8).7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что блок датчиков (10, 11) температуры внедрен в переходник (8).8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что блок датчиков температуры содержит отдельные датчики (10, 11) для патрубка (3) подающей линии и патрубка (4) отводной линии.9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что блок датчиков температуры имеет общий датчик (25) для патрубка (3) подающей линии и патрубка (4) отводной линии, который с точки зрения теплообмена размещен посредине между патрубком (3) подающей линии и патрубком (4) отводной линии.