СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ЖИДКОСТЕПРОВОДНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2017 года по МПК F24D19/10 F24J2/40 F24J2/46 

Настоящее изобретение относится к способу управления работой жидкостепроводного устройства согласно п. 1 формулы изобретения.

Из уровня техники известны гелиотермические циркуляционные контуры, имеющие жидкостепроводное устройство с первым трубопроводным участком в горячей части и с соединенным с ним вторым трубопроводным участком в холодной части. При этом горячая часть в большинстве случаев охватывает трубопроводные участки внутри здания, а холодная часть - трубопроводные участки, которые расположены снаружи и поэтому подвержены влиянию внешних факторов. На первом трубопроводном участке расположен насос для подачи жидкости, прежде всего теплоносителя. Перед этим насосом первый трубопроводный участок термически связан с теплоаккумулятором. Для возможности заряда такого теплоаккумулятора теплом, полученным под действием солнечной энергии, на втором трубопроводном участке предусмотрен солнечный коллектор для нагрева проходящей через него жидкости.

Для защиты от повреждений вследствие замерзания жидкости на втором трубопроводном участке его опорожняют при низких окружающих температурах и/или при выключении насоса. Такое опорожнение осуществляется либо в принудительном (или активном) режиме посредством насоса, либо посредством расположения второго участка на геодезически более высоком уровне. Во втором случае речь идет о системе, известной также как самосливная система (DBS-система от англ. "drain back system"). Для этого в замкнутых контурах циркуляции жидкости первый трубопроводный участок имеет расположенную, например, в направлении подачи жидкости перед насосом приемную емкость для слива в нее жидкости. Такая приемная емкость может при этом иметь вид цилиндрического или баллонообразного бака или же любой иной приемлемый вид.

Открытые (незамкнутые) циркуляционные контуры, такие, например, как контур со скважинным насосом, где горячая часть в данном случае представляет собой отверстие скважины, а холодная часть также представляет собой наружную часть, не имеют подобной приемной емкости для слива жидкости. В данном случае обратный поток может поступать непосредственно в колодезный источник.

В том случае, когда второй трубопроводный участок сначала был опорожнен, а затем должен быть заполнен при низких окружающих температурах, например для забора воды из скважины или при возможности отбора солнечной тепловой энергии солнечным коллектором, жидкость часто замерзает на втором трубопроводном участке, из-за чего возможно его повреждение. Подобный фактор создает проблемы и проявляется особо часто при использовании жидкости в виде или на основе воды, поскольку вода обладает аномалией плотности в интервале температур от 0 до 4°С и расширяется при переходе в свою замерзшую твердую фазу.

Повреждение второго трубопроводного участка происходит, в частности, следующим образом. Под действием низких температур второй трубопроводный участок часто охлажден по меньшей мере приблизительно до уровня температуры холодной части. Даже при солнечном облучении солнечного коллектора нагревается в основном лишь его верхняя часть, поскольку для обычных зимних условий характерны низкое расположение Солнца над горизонтом и малый угол падения солнечных лучей. Температура остальной части второго трубопроводного участка остается на уровне температуры холодной части. Несмотря на опасность замерзания жидкости на этом трубопроводном участке в известных из уровня техники системах датчик температуры солнечного коллектора инициирует во взаимодействии с регулирующим блоком подачу пускового сигнала на включение насоса, когда такая температура превышает опорную (или эталонную) температуру солнечного коллектора на величину, равную разности температур включения. Без учета переохлажденного второго трубопроводного участка просто включается и скважинный насос.

Вследствие этого второй трубопроводный участок заполняется жидкостью. При контакте с переохлажденными трубопроводами жидкость медленно замерзает, а скорость ее течения непрерывно снижается вплоть до нуля. К этому моменту часто уже значительные части второго трубопроводного участка оказываются заполнены жидкостью и повреждаются по причине ее замерзания. Особо значительными повреждения оказываются в том случае, когда замерзают и трубопроводы внутри солнечного коллектора.

Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего изобретения была положена задача устранить присущие уровню техники проблемы и разработать способ или устройство, который/которое позволял/позволяло бы предотвратить повреждения на расположенном в холодной части втором трубопроводном участке из-за замерзания жидкости. Техническое решение этой задачи должно быть простым в реализации и в монтаже, надежным в эксплуатации и по возможности допускающим дооснащение, а также малозатратным.

В отношении способа управления работой трубопроводного устройства с первым трубопроводным участком в горячей части и с соединенным с ним вторым трубопроводным участком в холодной части, при этом на первом трубопроводном участке расположен насос для подачи жидкости, для решения указанной задачи согласно изобретению предлагается запускать при активизации насоса управляющую его пуском программу, предусматривающую выполнение следующих стадий:

А) задание подаваемого количества жидкости,

Б) запуск цикла подачи жидкости, предусматривающего подачу заданного количества жидкости с первого трубопроводного участка на незаполненный второй трубопроводный участок,

В) запуск цикла возврата жидкости, предусматривающего возврат поданного на второй трубопроводный участок количества жидкости на первый трубопроводный участок, а также определение температуры обратного потока возвращаемой жидкости на первом трубопроводном участке,

Г) увеличение заданного подаваемого количества жидкости и выполнение одной из следующих подстадий:

г1) повторение стадий А)-Г), если температура обратного потока возвращаемой жидкости выше его предельной температуры или равна ей, а увеличенное заданное подаваемое количество жидкости меньше предельного количества или равно ему,

г2) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы и перевод насоса на нормальный режим работы, если увеличенное заданное подаваемое количество жидкости больше предельного количества,

г3) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы, деактивизация насоса и изменение заданного подаваемого количества жидкости в сторону начального значения, если температура обратного потока ниже его предельной температуры.

Таким путем эффективно предотвращаются повреждения на втором трубопроводном участке под действием холода благодаря своевременному выявлению опасности замерзания. Помимо этого второй трубопроводный участок нагревается при выполнении управляющей пуском насоса программы, поскольку жидкость с первого трубопроводного участка в горячей части с каждым циклом подачи жидкости отдает тепло на втором трубопроводном участке, но не замерзая при этом. Соответственно возрастает количество возможных часов работы гелиотермического контура в пересчете на календарный год. Управляющая пуском насоса программа может запускаться при низких температурах холодной части, например, по сигналу от предусмотренного в ней датчика температуры, поскольку в данном случае следует исходить из того, что проложенные снаружи здания трубопроводные участки также имеют эту же температуру холодной части.

При запуске управляющей пуском насоса программы не начинается сразу же процесс полного заполнения второго трубопроводного участка жидкостью. Сначала заполнение второго трубопроводного участка происходит своего рода тактами, на каждом последующем из которых постепенно увеличивается глубина заполнения второго трубопроводного участка жидкостью. По завершении каждого такта поданная жидкость перетекает со второго трубопроводного участка обратно на первый трубопроводный участок, на котором регистрируется температура обратного потока возвращаемой жидкости. При опускании температуры обратного потока ниже его предельной температуры дальнейшая попытка заполнения второго трубопроводного участка жидкостью прекращается управляющей пуском насоса программой.

При падении температуры в солнечном коллекторе в процессе выполнения управляющей пуском насоса программы ниже предельного значения можно прекратить выполнение управляющей пуском насоса программы и полностью деактивизировать насос до его новой активизации. В данном случае заполнение трубопровода более нецелесообразно из-за невозможности получения тепла.

Во избежание необходимости измерения объемного расхода подаваемое количество жидкости можно задать в управляющей пуском насоса программе, установив продолжительность включенного состояния насоса. Изменение подаваемого количества жидкости в сторону начального значения на подстадий г3) стадии Г) должно происходить вплоть до достижения этого начального значения. Такое изменение в сторону начального значения может происходить немедленно либо в течение некоторого периода времени. Тем самым с увеличением продолжительности деактивизированного состояния насоса подаваемое количество жидкости приближается к начальному значению. Благодаря этому при короткой продолжительности деактивизированного состояния насоса сокращается время выполнения управляющей пуском насоса программы. При большей же продолжительности деактивизированного состояния насоса выполнение управляющей пуском насоса программы начинается полностью с исходной ситуации.

Настоящее изобретение относится практически только к новым функциям регулирующего блока с использованием имеющихся компонентов, благодаря чему практическая реализация предлагаемого в изобретении способа связана с низкими затратами. При этом может потребоваться лишь дополнительный датчик температуры для определения температуры обратного потока, если гелиотермический циркуляционный контур не оснащен таким датчиком температуры в этом своем месте. В идеальном случае подобный датчик температуры должен располагаться в зоне границы между первым и вторым трубопроводными участками. Помимо этого предлагаемое в изобретении техническое решение является исключительно простым в реализации и в монтаже. Так, например, регулирующий блок уже существующего трубопроводного устройства можно просто перепрограммировать, заложив в него обновленное программное обеспечение. Благодаря этому изменения, которые требуется внести в производство соответствующей продукции, и дооснащение уже смонтированных трубопроводных устройств особо просты и связаны с незначительными расходами.

В одном из вариантов осуществления изобретения выполнение управляющей пуском насоса программы пропускают, а насос включают непосредственно на работу в нормальном режиме, если температура в холодной части в период времени измерения, предшествовавший активизации насоса, была выше предельной температуры в холодной части. Тем самым жидкость можно непосредственно закачивать на второй трубопроводный участок из-за отсутствия опасности ее замерзания на нем. Соответственно не возникает и временная задержка до момента достижения жидкостью места своего назначения. В результате солнечный коллектор может за исключительно короткое время и быстро приводиться в свое рабочее состояние, в котором он поглощает солнечную тепловую энергию. Благодаря этому прежде всего в ясную и облачную погоду значительно увеличиваются полезное рабочее время и общее количество полученного тепла. Достижение подобного эффекта также возможно исключительно путем программирования регулирующего блока и без затрат на дополнительные детали.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого в изобретении способа второй трубопроводный участок расположен геодезически выше первого трубопроводного участка. Благодаря этому возможен возврат жидкости со второго на первый трубопроводный участок исключительно в результате ее пассивного обратного перетекания без необходимости ее принудительного перекачивания насосом в обратном направлении. В результате этого экономится энергия, расходуемая на приведение в действие насоса, обеспечивается обратное течение жидкости даже при нарушении электроснабжения, а также обеспечивается возможность полного опорожнения второго трубопроводного участка. Для этого насос должен допускать прохождение через него обратного потока жидкости или должен быть предусмотрен байпас, ведущий в обход насоса. В последнем случае в байпасе может быть предусмотрен клапан, который при деактивизации насоса и/или при нарушении электроснабжения открывает байпас для возможности прохождения по нему обратного потока жидкости.

В более конкретном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа предельное количество жидкости меньше объема (или вместимости) второго трубопроводного участка или равно его объему. Соответственно управляющая пуском насоса программа предусматривает в предельном случае полное заполнение второго трубопроводного участка. После произошедшего в какой-то момент полного заполнения второго трубопроводного участка насос можно перевести на нормальный режим работы, поскольку более не существует опасность замерзания. При расположении солнечного коллектора на втором трубопроводном участке выполнение управляющей пуском насоса программы можно прекратить уже в тот момент, когда температура обратного потока впервые превысила его предшествующую температуру. В этом случае та часть жидкости, которая первой попала на второй трубопроводный участок, уже нагрелась, прежде всего в зоне солнечного коллектора. Соответственно жидкость достигла той части солнечного коллектора, где им поглощается солнечная тепловая энергия. Таким путем учитывается также возможное затенение части солнечного коллектора.

Для осуществления предлагаемого в изобретении способа на первом трубопроводном участке может быть предусмотрена расположенная в направлении подачи жидкости перед насосом приемная емкость для слива в нее жидкости в цикле ее возврата. Необходимость в подобной приемной емкости существует прежде всего в том случае, когда жидкостепроводное устройство выполнено в виде замкнутого контура. Тем самым при повторной активизации насоса возвращаемая жидкость вновь готова к использованию. Помимо этого после более длительного периода нахождения насоса в деактивизированном состоянии такая жидкость по меньшей мере приблизительно имеет температуру горячей части и поэтому может нагревать второй трубопроводный участок в ходе выполнения управляющей пуском насоса программы.

В особенно предпочтительном варианте приемная емкость расположена геодезически ниже второго трубопроводного участка. Благодаря этому возможно полное опорожнение второго трубопроводного участка в приемную емкость без необходимости приведения для этого в действие насоса в обратном направлении.

В предпочтительном варианте первый трубопроводный участок также опорожняется по меньшей мере практически вплоть до уровня приемной емкости с тем, чтобы в каждом цикле подачи жидкости на второй трубопроводный участок подавалась по возможности теплая жидкость, способная нагревать его. Оптимально реализовать это можно, выведя байпас в приемную емкость. Соответственно другой конец байпаса должен быть соединен с первым трубопроводным участком в точке, расположенной по ходу потока за насосом и геодезически выше приемной емкости. Благодаря этому холодная возвращаемая жидкость может полностью направляться в приемную емкость и отбираться из нее насосом в следующем цикле подачи жидкости в виде более теплой жидкости.

Особо важной областью применения предлагаемого в изобретении способа является его применение в жидкостепроводном устройстве, выполненном в виде гелиотермического циркуляционного контура, в котором на втором трубопроводном участке расположен солнечный коллектор, а первый трубопроводный участок термически связан перед насосом с теплоккумулятором. Именно в гелиотермических циркуляционных контурах происходит частая активизация даже в зимних погодных условиях, поскольку несмотря на низкую наружную температуру возможно получение тепла под действием солнечного излучения. Помимо этого повреждения солнечных коллекторов под действием холода приводят к значительным убыткам. Предлагаемый же в изобретении способ позволяет защитить гелиотермические циркуляционные контуры от подобных повреждений.

Теплоккумулятор может при этом образовывать приемную емкость. В теплоккумуляторе жидкость распределяется слоями в соответствии со своей теплотой. Холодная жидкость отбирается из нижней части теплоккумулятора, а нагретая жидкость поступает в его верхнюю часть. При работе насоса в верхней части теплоккумулятора образуется полость, в которой преимущественно скапливается находившийся ранее на втором трубопроводном участке газ, прежде всего воздух.

Помимо этого в еще одном варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа разрешение на активизацию насоса выдают в том случае, если температура солнечного коллектора на минимальную величину превышения выше температуры в теплоккумуляторе и выше абсолютной минимальной температуры. В принципе активизация насоса в данном случае целесообразна для возможности отбора солнечной тепловой энергии. При этом остается лишь открытым вопрос о том, следует ли запустить управляющую пуском насоса программу или же лучше переключить насос на нормальный режим работы. Решение в этом отношении принимается на основании иных критериев регулирования.

Помимо этого деактивизация насоса целесообразна в том случае, если температура солнечного коллектора ниже температуры, которая складывается из температуры теплоаккумулятора и минимальной величины превышения, или ниже абсолютной минимальной температуры. В регулирующий блок могут быть заложены и другие критерии деактивизации насоса.

Во избежание повторного запуска управляющей пуском насоса программы непосредственно после деактивизации насоса в особом варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа насос вновь активизируют после прекращения выполнения управляющей его пуском программы и после одновременной его деактивизации самое ранее по истечении времени задержки. Подобная ситуация возникает прежде всего после выполнения подстадий г3) стадии Г).

В одном из дополняющих предлагаемый в изобретении способ вариантов его осуществления активизируют обогрев второго трубопроводного участка, если на подстадий г3) стадии Г) прекращают выполнение управляющей пуском насоса программы, и вновь деактивизируют такой обогрев в том случае, если насос переключился на работу в нормальном режиме или если продолжительность обогрева превысила заданное для нее максимальное значение. В соответствии с этим после прерванной попытки заполнения второго трубопроводного участка его обогревают с тем, чтобы по возможности уже при следующей попытке его заполнения посредством управляющей пуском насоса программы насос можно было переключить на нормальный режим работы. Теплопроизводительность должна при этом быть согласована с вышеуказанным временем задержки. Сразу же при переходе насоса на нормальный режим работы обогрев завершают. Обогрев можно, кроме того, завершать и по истечении некоторого максимально отведенного на него времени. Подобный подход учитывает тот факт, что после предшествующей попытки заполнения второго трубопроводного участка, например, активизация насоса все же представляется более не целесообразной, например при резкой перемене погоды.

Для возможности обогрева второго трубопроводного участка он должен быть оснащен нагревательным устройством. С целью сохранения расходов на необходимые для этого материалы на низком уровне и с целью максимально упростить прокладку кабелей нагревательное устройство может быть образовано кабелем расположенного в холодной части датчика температуры. Подобный кабель в любом случае необходим для соединения датчика температуры с регулирующим блоком. Тем самым этот кабель можно проложить совместно со вторым трубопроводным участком, благодаря чему для образования нагревательного устройства нет необходимости предусматривать никакие дополнительные кабели. При обогреве второго трубопроводного участка подобный кабель работает как электрическое сопротивление. Для применения в этих целях пригодны прежде всего кабели с медными жилами. Для защиты датчика температуры от повреждений его можно электрически шунтировать на время обогрева второго трубопроводного участка. Шунтирование датчика температуры в предпочтительном варианте осуществляется в том месте, где заканчивается обогреваемая часть второго трубопроводного участка. Несмотря на прохождение тока для обогрева тем не менее возможна передача сигналов от датчика температуры по жилам, что можно обеспечить, например, путем параллельного включения относительно шунта.

Дополнительно второй трубопроводный участок должен при этом образовывать петлю и две противоточные ветви. В этом случае такие противоточные ветви могут быть заключены в общую теплоизоляцию. С каждой противоточной ветвью затем в предпочтительном варианте термически связывают жилу кабеля датчика температуры. Кабель, соответственно его жилы в предпочтительном варианте также заключены в теплоизоляцию. Благодаря этому удается существенно упростить и удешевить монтаж, а кроме того, защитить кабель.

Ниже изобретение рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - схематичный вид жидкостепроводного устройства, выполненного в виде гелиотермического циркуляционного контура,

на фиг. 2 - вид в поперечном разрезе второго трубопроводного участка с противоточными ветвями с общей изоляцией и нагревательным устройством, и

на фиг. 3 - диаграммы, иллюстрирующие способ управления пуском насоса.

На фиг. 1 схематично показано жидкостепроводное устройство 1, называемое также жидкостепроводной или просто трубопроводной системой и выполненное в виде гелиотермического циркуляционного контура 40. Такое жидкостепроводное устройство 1 имеет первый трубопроводный участок 10 в горячей части В1 и соединенный с ним второй трубопроводный участок 20 в холодной части В2. На первом трубопроводном участке 10 расположен насос 11 для подачи жидкости F. Помимо этого первый трубопроводный участок 10 в направлении потока перед насосом 11 термически связан теплообменником 50 с теплоаккумулятором 52. На втором трубопроводном участке 20 находится солнечный коллектор 41. Тем самым в направлении потока подаваемой насосом 11 жидкости за теплообменником 50 и перед солнечным коллектором 41 жидкостепроводное устройство 1 имеет обратный трубопровод 42. И наоборот, в направлении потока подаваемой насосом 11 жидкости перед теплообменником 50 и за солнечным коллектором 41 жидкостепроводное устройство 1 имеет подающий трубопровод 43.

Такое жидкостепроводное устройство 1 позволяет перекачивать жидкость F насосом 11 по замкнутому контуру. При этом жидкость может поглощать в солнечном коллекторе 41 солнечную тепловую энергию. Затем в теплообменнике 50 жидкость F может отдавать тепло теплоаккумулятору. В теплоаккумуляторе 52 находится предназначенный для аккумулирования тепла теплоноситель K.

Для опорожнения второго трубопроводного участка 20 насос 11 в его деактивизированном состоянии выполнен с возможностью протекания через него жидкости в обратном направлении. Кроме того, второй трубопроводный участок 20 расположен геодезически выше первого трубопроводного участка 10, который имеет расположенную в направлении подачи жидкости F перед насосом 11 приемную емкость 44 для слива в нее жидкости F в цикле S2 ее возврата.

Такая приемная емкость 44 расположена геодезически ниже второго трубопроводного участка 20.

На фиг. 1 показан далее регулирующий блок 30. Он соединен с четырьмя датчиками температуры. Первым датчиком 12 температуры определяется температура Т1 обратного потока по его ходу за насосом 11 на первом трубопроводном участке 10. Температура обратного потока определяется прежде всего на границе со вторым трубопроводным участком 20. Второй датчик 21 температуры расположен в холодной части В2 и позволяет определять температуру Т2 в ней. Третий датчик 45 температуры находится в солнечном коллекторе 41, прежде всего в его верхней части, при этом солнечный коллектор 41 установлен в положении, в котором он ориентирован навстречу солнечному излучению. Третий датчик 45 температуры представляет собой датчик 45 температуры солнечного коллектора, позволяющий определять его температуру Т3. Благодаря расположению этого датчика в верхней части солнечного коллектора возможно определение его наивысшей температуры Т3, например и при частичном затенении его нижней части. Помимо этого предусмотрен также четвертый датчик 53 температуры, предназначенный для определения температуры Т4 теплоаккумулятора 52.

Рассмотренное выше устройство позволяет осуществлять способ, заключающийся в запуске управляющей пуском насоса программы Р при активизации (приведении в действие) насоса 11, предусматривающей выполнение следующих стадий:

A) задание подаваемого количества жидкости,

Б) запуск цикла S1 подачи жидкости, предусматривающего подачу заданного количества жидкости из первого трубопроводного участка 10 в незаполненный второй трубопроводный участок 20,

B) запуск цикла S2 возврата жидкости, предусматривающего возврат поданного во второй трубопроводный участок 20 количества жидкости в первый трубопроводный участок 10, а также определение температуры Т1 обратного потока возвращаемой жидкости F на первом трубопроводном участке 10,

Г) увеличение заданного подаваемого количества жидкости и выполнение одной из следующих подстадий:

г1) повторение стадий А)-Г), если температура Т1 обратного потока возвращаемой жидкости F выше его предельной температуры GT1 или равна ей, а увеличенное заданное подаваемое количество жидкости меньше предельного количества или равно ему,

г2) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы Р и перевод насоса 11 на нормальный режим работы, если увеличенное заданное подаваемое количество жидкости больше предельного количества,

г3) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы Р, деактивизация насоса 11 и изменение заданного подаваемого количества жидкости в сторону начального значения, если температура Т1 обратного потока ниже его предельной температуры GT1.

Для осуществления подобного способа значение первой предельной температуры GT1 можно сохранять в памяти регулирующего блока 30. Благодаря этому возможно также согласование значения первой предельной температуры GT1 с разными жидкостепроводными устройствами 1. Помимо этого предельное количество выбирают меньше объема второго трубопроводного участка 20 или равным его объему.

Выполнение управляющей пуском насоса программы Р пропускается, а насос 11 включается непосредственно на работу в нормальном режиме, если температура Т2 в холодной части В2 в период х времени измерения, предшествовавший активизации насоса 11, была выше предельной температуры GT2 в холодной части. Значение такой предельной температуры GT2 в холодной части также сохранено, соответственно может сохраняться в памяти регулирующего блока 30.

На фиг. 3 в графическом виде проиллюстрирована ситуация, когда температура Т2 в холодной части В2 в период х времени измерения ниже предельной температуры GT2. Поэтому сначала запускается управляющая пуском насоса программа Р. Из приведенных на чертеже диаграмм следует далее, что при выполнении управляющей пуском насоса программы Р происходит чередование между циклами S1 подачи жидкости и циклами S2 возврата жидкости. Длительностью циклов S1, S2 при этом задается количество жидкости, в котором она подается во второй трубопроводный участок 20 и затем вновь возвращается из него. Температура Т1 обратного потока определяется только во время циклов S2 возврата жидкости. Очевидно, что жидкость F в конце каждого цикла S2 ее возврата имеет наименьшую температуру. Обусловлено это большей продолжительностью пребывания той жидкости F в холодной части В2, которая была первой подана во второй трубопроводный участок 20. В третьем цикле S2 возврата жидкости температура Т1 ее обратного потока в конечном итоге опускается ниже первой предельной температуры GT1. По этой причине инициируется выполнение подстадий г3) стадии Г), на которой прекращается выполнение управляющей пуском насоса программы Р, деактивизируется насос 11 и изменяется заданное подаваемое количество жидкости в сторону начального значения.

В принципе разрешение на активизацию насоса 11 выдается только в том случае, если температура Т3 солнечного коллектора 41 на некоторую минимальную величину превышения выше температуры Т4 в теплоаккумуляторе 52 и выше абсолютной минимальной температуры. Кроме того, насос 11 деактивизируется в том случае, если температура Т3 солнечного коллектора ниже температуры, которая складывается из температуры Т4 теплоаккумулятора и минимальной величины превышения, или ниже абсолютной минимальной температуры.

Как следует далее из приведенных на фиг. 3 диаграмм, насос 11 вновь активизируется после прекращения выполнения управляющей его пуском программы Р и после одновременной его деактивизации только по истечении некоторого времени V задержки. Затем вновь запускается управляющая пуском насоса программа Р, выполнение которой возобновляется с цикла S1 подачи жидкости.

В качестве дополнительной меры, способствующей осуществлению предлагаемого в изобретении способа, активизируют обогрев второго трубопроводного участка 20, если на подстадий г3) стадии Г) прекращается выполнение управляющей пуском насоса программы Р. Такой обогрев вновь деактивизируют лишь в том случае, если насос 11 переключился на работу в нормальном режиме или если продолжительность обогрева превысила заданное для нее максимальное значение.

Согласно фиг. 1 и 2 второй трубопроводный участок 20 для такого его обогрева оснащен нагревательным устройством 22. Более детально его конструкция показана на фиг. 2. Такое нагревательное устройство 22 образовано кабелем 23 расположенного в холодной части В2 датчика 21 температуры. Второй трубопроводный участок 20 образует петлю и две противоточные ветви 24, 25, из которых первая ветвь 24 является частью обратного трубопровода 42, а вторая ветвь 25 - частью подающего трубопровода 43. Противоточные ветви 24, 25 заключены в общую теплоизоляцию 60. Она охватывает обе ветви радиально. Каждая из противоточных ветвей 24, 25 термически связана с одной из жил 26, 27 кабеля 23 датчика 21 температуры. Так, в частности, первая жила 26 термически связана с первой ветвью 24, а вторая жила 27 - со второй ветвью 25. Термическая связь обеспечивается при этом благодаря расположению каждой из ветвей 24, 25 и соответствующей каждой из них жил 26, 27 рядом друг с другом и с примыканием друг к другу. Кабель 23 и прежде всего его жилы 26, 27 также заключен/заключены в теплоизоляцию 60.

Перечень ссылочных обозначений

1 жидкостепроводное устройство 10 первый трубопроводный участок 11 насос 12 датчик температуры обратного потока 20 второй трубопроводный участок 21 датчик температуры (холодной части) 22 нагревательное устройство 23 кабель 24 первая ветвь 25 вторая ветвь 26 первая жила 27 вторая жила 30 регулирующий блок 40 гелиотермический циркуляционный контур 41 солнечный коллектор 42 обратный трубопровод 43 подающий трубопровод 44 приемная емкость 45 датчик температуры солнечного коллектора 50 теплообменник 51 часть теплообменника 52 теплоаккумулятор 53 датчик температуры теплоаккумулятора 60 теплоизоляция B1 горячая часть B2 холодная часть F жидкость G1 датчик расхода подаваемой жидкости G2 датчик расхода возвращаемой жидкости GT1 первая предельная температура GT2 предельная температура холодной части Н минимальная величина превышения М количество жидкости Р управляющая пуском насоса программа S1 цикл подачи жидкости S2 цикл возврата жидкости t время Т1 температура обратного потока Т2 температура холодной части Т3 температура солнечного коллектора Т4 температура теплоаккумулятора V время задержки x период времени измерения

Настоящее изобретение относится к способу управления работой жидкостепроводного устройства. Способ управления работой трубопроводного устройства с первым трубопроводным участком в горячей части и с соединенным с ним вторым трубопроводным участком в холодной части, при этом на первом трубопроводном участке расположен насос для подачи жидкости, заключающийся в запуске управляющей пуском насоса программы при активизации насоса, предусматривающей выполнение следующих стадий: A) задание подаваемого количества жидкости, Б) запуск цикла подачи жидкости, предусматривающего подачу заданного количества жидкости с первого трубопроводного участка на незаполненный второй трубопроводный участок, B) запуск цикла возврата жидкости, предусматривающего возврат поданного на второй трубопроводный участок количества жидкости на первый трубопроводный участок, а также определение температуры обратного потока возвращаемой жидкости на первом трубопроводном участке, Г) увеличение заданного подаваемого количества жидкости и выполнение одной из следующих подстадий: г1) повторение стадий А)-Г), если температура обратного потока возвращаемой жидкости выше его предельной температуры или равна ей, а увеличенное заданное подаваемое количество жидкости меньше предельного количества или равно ему, г2) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы и перевод насоса на нормальный режим работы, если увеличенное заданное подаваемое количество жидкости больше предельного количества, г3) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы, деактивизация насоса и изменение заданного подаваемого количества жидкости в сторону начального значения, если температура обратного потока ниже его предельной температуры. Это позволяет предотвратить повреждения на расположенном в холодной части втором трубопроводном участке из-за замерзания жидкости. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ управления работой трубопроводного устройства (1) с первым трубопроводным участком (10) в горячей части (В1) и с соединенным с ним вторым трубопроводным участком (20) в холодной части (В2), при этом на первом трубопроводном участке (10) расположен насос (11) для подачи жидкости (F), заключающийся в запуске управляющей пуском насоса программы (Р) при активизации насоса (11), предусматривающей выполнение следующих стадий:

A) задание подаваемого количества жидкости,

Б) запуск цикла (S1) подачи жидкости, предусматривающего подачу заданного количества жидкости с первого трубопроводного участка (10) на незаполненный второй трубопроводный участок (20),

B) запуск цикла (S2) возврата жидкости, предусматривающего возврат поданного на второй трубопроводный участок (20) количества жидкости на первый трубопроводный участок (10), а также определение температуры (Т1) обратного потока возвращаемой жидкости (F) на первом трубопроводном участке (10),

Г) увеличение заданного подаваемого количества жидкости и выполнение одной из следующих подстадий:

г1) повторение стадий А)-Г), если температура (Т1) обратного потока возвращаемой жидкости (F) выше его предельной температуры (GT1) или равна ей, а увеличенное заданное подаваемое количество жидкости меньше предельного количества или равно ему,

г2) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы (Р) и перевод насоса (11) на нормальный режим работы, если увеличенное заданное подаваемое количество жидкости больше предельного количества,

г3) прекращение выполнения управляющей пуском насоса программы (Р), деактивизация насоса (11) и изменение заданного подаваемого количества жидкости в сторону начального значения, если температура (Т1) обратного потока ниже его предельной температуры (GT1).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполнение управляющей пуском насоса программы (Р) пропускают, а насос (11) включают непосредственно на работу в нормальном режиме, если температура (Т2) в холодной части (В2) в период (х) времени измерения, предшествовавший активизации насоса (11), была выше предельной температуры (GT2) в холодной части.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второй трубопроводный участок (20) расположен геодезически выше первого трубопроводного участка (10).

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предельное количество меньше объема второго трубопроводного участка (20) или равно его объему.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первый трубопроводный участок (10) имеет расположенную в направлении подачи жидкости (F) перед насосом (11) приемную емкость (44) для слива в нее жидкости (F) в цикле (S2) ее возврата.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что приемная емкость (44) расположена геодезически ниже второго трубопроводного участка (20).

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что жидкостепроводное устройство (1) представляет собой гелиотермический циркуляционный контур (40), при этом на втором трубопроводном участке (20) расположен солнечный коллектор (41), а первый трубопроводный участок (10) термически связан с теплоаккумулятором (52).

8. Способ по п. 7, предусматривающий выполнение стадии, на которой разрешение на активизацию насоса (11) выдают в том случае, если температура (Т3) солнечного коллектора (41) на минимальную величину превышения выше температуры (Т4) в теплоаккумуляторе (52) и выше абсолютной минимальной температуры.

9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что насос (11) вновь активизируют после прекращения выполнения управляющей его пуском программы (Р) и после одновременной его деактивизации самое ранее по истечении времени (V) задержки.

10. Способ по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что активизируют обогрев второго трубопроводного участка (20), если на подстадии г3) стадии Г) прекращают выполнение управляющей пуском насоса программы (Р) и вновь деактивизируют такой обогрев в том случае, если насос (11) переключился на работу в нормальном режиме или если продолжительность обогрева превысила заданное для нее максимальное значение.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что второй трубопроводный участок (20) оснащен нагревательным устройством (22).

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что нагревательное устройство (22) образовано кабелем (23) расположенного в холодной части (В2) датчика (21) температуры.