СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ЗДАНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F24D3/12 

Техническое решение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для обогрева помещений путем аккумуляции энергии и ее использования в системе теплого пола.

Известна отопительная система - теплый пол, включающая нагревательные секции с электрическими токоподводами, выполненные из сообщающихся между собой трубок, заполненных теплоносителем - электролитом, например водным раствором поваренной соли. Токоподводы нагревательных секций выполнены из графита и установлены симметрично в отверстия боковых трубок каждой секции и соединены параллельно токоподводящими шинами (см. патент RU №2431083, МПК F24D 3/04).

Недостатком известного решения является низкая безопасность эксплуатации за счет нагрева теплоносителя путем пропускания по нему тока.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является система отопления - теплый пол, состоящая из теплогенерирующего блока и нагревательных секций, выполненных из сообщающихся между собой трубок, полость которых заполнена жидким теплоносителем. Входной патрубок нагревательных секций системы отопления соединен с гидравлическим выходом теплогенерирующего блока, гидравлический вход которого соединен с выходным патрубком нагревательных секций. Теплогенерирующий блок выполнен в виде статора асинхронного двигателя, нагревающего теплоноситель, находящийся во внутренней полости его вторичной обмотки и обеспечивающий его движение в трубах нагревательных секций, от которых нагревается воздух в помещении. С помощью терморегулятора, соединенного с датчиком температуры теплоносителя, происходит включение или отключение теплогенерирующего блока от сети (см. патент RU №119855 U1, МПК F24D 3/04).

Недостатками известного решения являются сложность конструкции, сниженная эффективность и экономичность работы, обусловленная сложностью конструкции теплогенерирующего блока и необходимостью частого его включения-отключения в зависимости от температуры в отапливаемом помещении.

Техническим результатом заявленного технического решения является упрощение конструкции и повышение эффективности использования.

Технический результат достигается тем, что в системе отопления здания, содержащей теплогенерирующий блок и нагревательные секции, выполненные из сообщающихся между собой труб, расположенных в полу, полость которых заполнена жидким теплоносителем, причем теплогенерирующий блок снабжен узлом включения или отключения от сети, соединенным с датчиком температуры теплоносителя, входной патрубок нагревательных секций соединен с выходным патрубком теплогенерирующего блока, а выходной патрубок - с входом теплогенерирующего блока, при этом теплогенерирующий блок дополнительно содержит теплоаккумулирующую емкость, взаимодействующую с электрическом котлом или с тенами, узел включения или отключения теплогенерирующего блока от сети выполнен в виде блока управления, взаимодействующего с датчиком температуры теплоносителя теплоаккумулирующей емкости, а входной патрубок нагревательных секций соединен с выходным патрубком теплоаккумулирующей емкости через термостатический смесительный клапан, соединенный трубопроводом с обратным трубопроводом нагревательных секций.

Введение в теплогенерирующий блок системы отопления здания теплоаккумулирующей емкости, взаимодействующей с электрическом котлом или с тенами, снабжение ее блоком управления позволяет накопить тепловую энергию, нагревая теплоноситель в теплоаккумулирующей емкости до оптимальной температуры 85°C, потребляя электроэнергию периодически, например один раз в сутки в ночное время, в период минимальной нагрузки на электросети и действия льготного тарифа на электроэнергию, при этом объем теплоаккумулирующей емкости достаточный, чтобы затем в течение суток расходовать тепловую энергию для работы системы отопления здания, повышая эффективность ее работы при упрощении конструкции.

Соединение входного патрубка нагревательных секций отопительной системы с выходом теплоаккумулирующей емкости через термостатический смесительный клапан, соединенный трубопроводом с обратным трубопроводом нагревательных секций, позволяет наиболее эффективно использовать накопленную энергию теплоносителя, создавая в отапливаемом помещении оптимальную комфортную температуру за счет подачи теплоносителя в нагревательные секции системы при температуре в зависимости от температуры наружного воздуха. Для этого настраивают (вручную или автоматически) термостатический смесительный клапан на необходимую температуру и клапан, смешивая теплоноситель, поступающий из теплоаккумулирующей емкости с теплоносителем, поступающим из обратного трубопровода нагревательных секций, и подавая его в нагревательные секции, повышают эффективность работы системы.

На фиг.1 изображена общая схема системы отопления здания с теплогенерирующим блоком, содержащим электрический котел и теплоаккумулирующую емкость.

На фиг.2 изображена общая схема системы отопления здания с теплогенерирующим блоком, содержащим теплоаккумулирующую емкость с тэнами.

Система отопления здания состоит из теплогенерирующего блока, включающего электрический котел 1, насос 2 для подачи воды в котел при открытых шаровых кранах 3 и теплоаккумулирующую емкость 4 с автоматическим краном 5 для сброса воздуха из системы при ее заполнении теплоносителем (водой) (фиг.1). Теплогенерирующий блок может состоять из теплоаккумулирующей емкости 4 с тэнами 6 и автоматическим краном 5 для сброса воздуха из системы при ее заполнении водой (фиг.2). Теплоаккумулирующая емкость может состоять из нескольких емкостей, последовательно установленных между собой (условно не показаны). На входе в систему отопления установлен регулятор давления 7 после себя для поддержания необходимого давления в системе. Система отопления включает также нагревательные секции, выполненные из сообщающихся между собой труб 8, расположенных в полу, полость которых заполнена жидким теплоносителем (водой). Теплогенерирующий блок снабжен блоком управления 9 для включения, выключения электрического котла 1 или теплоаккумулирующей емкости 4 с тэнами 6 и соединен с электрическим выходом датчика температуры 10 воды в теплоаккумулирующей емкости 4. Выходной патрубок теплоаккумулирующей емкости 4 соединен с входным патрубком нагревательных секций трубопроводом, на котором по ходу теплоносителя от теплоаккумулирующей емкости установлены: термометр 10 до 100°C, манометр 11 до 0,6 мПа, термостатический смесительный клапан марки TVM-H 12, шаровой кран 13, циркуляционный насос 14, шаровой кран 15, термометр 16 до 100°C для контроля температуры теплоносителя на входе нагревательных секций. Термостатический смесительный клапан 12 соединен трубопроводом 17 с обратным трубопроводом 18 нагревательных секций, снабженным термометром 19 и манометром 20 для определения температуры и давления теплоносителя на выходе нагревательных секций. Система отопления также снабжена предохранительным клапаном 21 для сбрасывания теплоносителя в канализацию при повышении давления в системе и мембранным расширительным баком 22, соединенными с термоаккумулирующей емкостью 4, для компенсации объемного расширения теплоносителя при нагреве.

Система отопления здания работает следующим образом.

Первоначально систему заполняют водой при автоматическом сбрасывании из нее воздуха через кран 5, установленный на теплоаккумулирующей емкости 4. Давление в системе поддерживается с помощью регулятора давления 7 после себя. Блок управления 9 включает насос 2 и через две минуты включает электрический котел 1 (фиг.1) или термоаккумулирующую емкость 4 с тенами 6 (фиг.2). Теплоноситель - вода нагревается в котле 1 и подается насосом 2 в термоаккумулирующую емкость 4 (фиг.1) или тены 5, нагревают непосредственно воду в термоаккумулирующей емкости 4 (фиг.2). При нагреве воды до 85°C в термоаккумулирующей емкости термометр 10 подает сигнал на блок управления 9, который отключает электроэнергию. Использование для нагрева теплоносителя в термоаккумулирующей емкости периода минимальной нагрузки на электросети и действия льготного тарифа на электроэнергию значительно снижает стоимость эксплуатации системы отопления, повышая эффективность ее работы. При включенном насосе 14 теплоноситель из термоаккумулирующей емкости 4, смешиваясь с обратной водой нагревательных секций, поступающей по трубопроводу 17, с помощью термостатического смесительного клапана 12 для получения на входе заданной температуры поступает в трубы 8 нагревательных секций для нагрева через теплый пол воздуха в помещении. На входе нагревательных секций в зимнее время при расчетной температуре наружного воздуха -31°C устанавливают температуру теплоносителя 45°C, весной при повышении температуры наружного воздуха температуру теплоносителя уменьшают.

Система отопления здания упрощенной конструкции и повышенной эффективности в работе найдет применение в области теплоэнергетики.

Техническое решение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для обогрева помещений путем аккумуляции энергии и ее использования в системе теплого пола. Техническим результатом заявленного технического решения является снижение стоимости эксплуатации системы отопления. Технический результат достигается тем, что в системе отопления здания, содержащей теплогенерирующий блок и нагревательные секции, выполненные из сообщающихся между собой труб, расположенных в полу, полость которых заполнена жидким теплоносителем, причем теплогенерирующий блок снабжен узлом включения или отключения от сети, соединенным с датчиком температуры теплоносителя, входной патрубок нагревательных секций соединен с выходным патрубком теплогенерирующего блока, а выходной патрубок - с входом теплогенерирующего блока, при этом теплогенерирующий блок состоит из электрического котла и теплоаккумулирующей емкости или из теплоаккумулирующей емкости с тенами, узел включения или отключения теплогенерирующего блока от сети выполнен в виде блока управления, осуществляющего включение на нагрев теплоносителя в начале периода действия льготного тарифа на электроэнергию и отключение - при нагреве теплоносителя до 85°C, при этом входной патрубок нагревательных секций соединен с выходным патрубком теплоаккумулирующей емкости через термостатический смесительный клапан, соединенный трубопроводом с обратным трубопроводом нагревательных секций. 2 ил.

Система отопления здания, содержащая теплогенерирующий блок и нагревательные секции, выполненные из сообщающихся между собой труб, расположенных в полу, полость которых заполнена жидким теплоносителем, причем теплогенерирующий блок снабжен узлом включения или отключения от сети, соединенным с датчиком температуры теплоносителя, входной патрубок нагревательных секций соединен с выходным патрубком теплогенерирующего блока, а выходной патрубок - с входом теплогенерирующего блока, отличающаяся тем, что теплогенерирующий блок дополнительно содержит теплоаккумулирующую емкость, взаимодействующую с электрическом котлом или с тенами, узел включения или отключения теплогенерирующего блока от сети выполнен в виде блока управления, а входной патрубок нагревательных секций соединен с выходным патрубком теплоаккумулирующей емкости через термостатический смесительный клапан, соединенный трубопроводом с обратным трубопроводом нагревательных секций.