Термоэлектрический циркуляционный насос Российский патент 2019 года по МПК F24D10/00 

Изобретение относится к системам отопления, в частности к средствам, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в домах, находящихся в условиях частых отключений электроэнергии или полным ее отсутствием.

Наиболее близким по технической сущности является изобретение термоэлектрический бытовой генератор (ТЭГ) RU 2348089 С1, обеспечивающий циркуляцию воды в системе отвода тепла и позволяющее получать электроэнергию при помощи термоэлементов. Однако это устройство имеет недостатки: сложность монтажа ТЭГ на поверхности печи, что показывает ее малую универсальность; есть опасность перегрева ТЭГ.

Известна система отопления с естественной циркуляцией теплоносителя, обеспечивающая бесперебойное движение теплоносителя, не зависимое от электроэнергии (Учебник П.Н. Каменев, А.Н. Сканави, В.Н. Богословский и др. «Отопление и вентиляция, том 1. Отопление» Стройиздат, 1975 год, стр. 220-224.). Недостатками данной системы является: сокращенный радиус действия (до 30 м по горизонтали), обусловленный небольшим циркуляционным давлением; высокая первоначальная стоимость (до 5-7% стоимости небольших зданий), связанная с применением труб значительного диаметра; увеличенный расход металла и затраты труда на монтаж теплопроводов; замедленное включение в действие из-за большой теплоемкости массы воды и малого циркуляционного давления; загромождение большим количеством труб жилых помещений.

Наиболее близким для решения поставленной задачи является, такой способ, как использование циркуляционных насосов в связке с источниками бесперебойного питания (ИБП) (см. https://ru.wikipedia.org/wiki/Источник_бесперебойного_питания) или бензиновыми электростанциями (см. http://ru.wikipedia.org/wiki/Бензиновая_электростанция), но у данного способа есть ряд недостатков: ограниченное время использования (в зависимости от емкости аккумуляторов у ИБП или от количества бензина у бензиновой электростанции); относительно высокая стоимость данных устройств.

Целью изобретения является обеспечение бесперебойной циркуляции теплоносителя в домах, находящихся в условиях частых отключений электроэнергии или полным ее отсутствием.

Поставленная цель достигается тем, что термоэлектрический циркуляционный насос содержит в себе термоэлектрические модули, а также металлические емкости, имеющие не менее одной плоской поверхности для удобства монтажа термоэлектрических модулей, одни из которых подключены к системе отопления дома и имеют подключенный к себе циркуляционный насос, работающий от 12 вольт или выше, а другие к системе охлаждения термоэлектрических модулей. Циркуляция теплоносителя в доме достигается за счет разности температур между металлическими емкостями с расположенными там термоэлектрическими модулями, которые в свою очередь вырабатывают электроэнергию, питающую циркуляционный насос, в следствии чего обеспечивается циркуляция теплоносителя.

Сущность заявленных технических решений показана на следующих фигурах.

На фигуре 1 показан общий вид отопительной системы с использованием термоэлектрического циркуляционного насоса, на фигуре 2 изображен термоэлектрический циркуляционный насос с системой охлаждения термоэлектрических модулей, на фигуре 3 изображен термоэлектрический циркуляционный насос.

Термоэлектрический циркуляционный насос состоит из: металлических емкостей 1 и 2, имеющих минимум по одной плоской поверхности для удобства монтажа термоэлектрических модулей; термоэлектрических модулей 3; стяжек 4, скрепляющих металлические емкости и термоэлектрические модули между собой; циркуляционного насоса 5, работающего от 12 вольт или выше, и питающего циркуляционный насос от термоэлектрических модулей электропровод 6 (фиг. 3). Также термоэлектрический циркуляционный насос имеет систему охлаждения, которая состоит из труб 7 и радиаторов 8 (фиг. 2), находящихся в неотапливаемом помещении 9. Само устройство подключается к системе отопления дома 10, которая состоит из труб 11, котла 12 и радиаторов 13 (фиг. 1).

Принцип работы заключается в следующем, при нагреве котлом 12 теплоносителя, его плотность меняется и он начинает двигаться вверх по трубе 11 в металлическую емкость 1 (фиг. 1), тем самым нагревая термоэлектрические модули 3, а через них и металлическую емкость 2, в которой теплоноситель начинает двигаться вверх по трубам 7, в неотапливаемое помещение 9, где при помощи одного или более радиаторов 8 охлаждается и поступает вниз, что приводит к охлаждению термоэлектрических модулей 3. Разность температур между емкостями 1 и 2, скрепленных между собой стяжками 4, приводит к выработке электроэнергии термоэлектрическими модулями 3, которые в свою очередь через электропровод 6 питают циркуляционный насос 5, а он как следствие создает движение теплоносителя в трубах 11 и радиаторах 13, подключенных к системе отопления дома 10.

Преимущество этого устройства заключается в том, что оно позволяет обеспечить непрерывную циркуляцию теплоносителя независимо от внешних источников электроэнергии, имеет большой ресурс, достигаемый за счет малого количества подвижных элементов, имеет относительно не большие размеры, простота этого устройства и малое количество деталей, будет определять ее относительно не большую стоимость и доступность. Еще одним из преимуществ этого изобретения является его универсальность, так как оно подходит под любой вид котла, работающего с системами циркуляции теплоносителя. Также плюсом этого устройства является возможность использовать термоэлектрический циркуляционный насос не только как основной, но и как аварийный в системах, работающих от обычных циркуляционных насосов.

Источники информации

1. Патент № RU 2 348 089 С1, заявка от 16.07.2007, опубликовано 27.02.2009.

2. Учебник П.Н. Каменев, А.Н. Сканави, В.Н. Богословский и др. «Отопление и вентиляция, том 1. Отопление» Стройиздат, 1975 г., стр. 220-224.

Изобретение относится к системам отопления, в частности к средствам, обеспечивающим циркуляцию теплоносителя в домах, находящихся в условиях частых отключений электроэнергии или при полном ее отсутствии. Циркуляция теплоносителя обеспечивается за счет того, что термоэлектрический циркуляционный насос содержит в себе термоэлектрические модули, а также металлические емкости, имеющие плоские поверхности для удобства монтажа термоэлектрических модулей, одни из которых подключены к системе отопления дома и имеют подключенный к себе циркуляционный насос, работающий от 12 В или выше, а другие к системе охлаждения термоэлектрических модулей. Циркуляция теплоносителя в доме достигается за счет разности температур между металлическими емкостями с расположенными там термоэлектрическими модулями, которые в свою очередь вырабатывают электроэнергию, питающую циркуляционный насос, а он, как следствие, создает движение теплоносителя, отапливающего дом. Технический результат заключается в том, что устройство обеспечивает циркуляцию теплоносителя независимо от внешних источников электроэнергии. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Термоэлектрический циркуляционный насос, содержащий комплект термоэлектрических модулей (модули, работающие на эффектах Пельтье и Зеебека), с одной стороны которых имеется система нагрева термоэлектрических модулей, а с другой - система охлаждения термоэлектрических модулей, что способствует выработке электроэнергии, отличающийся тем, что дополнительно содержит по одной и более металлической емкости со стороны нагрева и стороны охлаждения термоэлектрических модулей, содержит циркуляционный насос, где непрерывная циркуляция теплоносителя, не зависящая от внешних источников электроэнергии, достигается за счет того, что при нагреве котлом теплоносителя его плотность меняется и он начинает двигаться вверх в металлическую емкость системы нагрева термоэлектрических модулей, тем самым нагревая их, а через них и металлическую емкость, подключенную к системе охлаждения термоэлектрических модулей, в которой теплоноситель начинает двигаться вверх в неотапливаемое помещение, где при помощи одного и более радиаторов охлаждается, за счет чего поступает вниз, что приводит к охлаждению термоэлектрических модулей, разность температур между емкостями приводит к выработке электроэнергии термоэлектрическими модулями, которые в свою очередь питают электроэнергией циркуляционный насос, а он, как следствие, создает движение теплоносителя, отапливающего дом.

2. Термоэлектрический циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что имеет энергонезависимую жидкостную систему охлаждения термоэлектрических модулей, достигаемую за счет естественной циркуляции теплоносителя, охлаждение которого возникает при помощи радиаторов, расположенных в неотапливаемых помещениях или открытой местности.

3. Термоэлектрический циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что циркуляционный насос может работать, например, от напряжения 12 В или выше, в зависимости от требуемых характеристик системы отопления.

4. Термоэлектрический циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что емкости выполнены в виде металлических полых предметов, имеющих по одной и более плоской поверхности, на которые устанавливаются термоэлектрические модули.

5. Термоэлектрический циркуляционный насос по п. 1, отличающийся тем, что емкости дополнительно имеют резьбовые или иные виды соединений для подключения к ним систем нагрева (отопления) или систем охлаждения термоэлектрических модулей.