Система аккумуляторного электроотопления Российский патент 2021 года по МПК F24D13/00 

Название изобретения система аккумуляторного электроотопления, данное изобретение относится к теплоэнергетике и предназначена для использования в качестве основной системы отопления жилых и производственных помещений. Рассматриваемая в заявке система аккумуляторного электроотопления рассчитана на отопление помещений 500 м². Причем, изменяя емкость накопительных баков и мощность ТЭНов, на основе расчетов, можно изменять производительность установки как в большую, так и в меньшую сторону.

В качестве прототипа системе аккумуляторного электроотопления рассматривается проточный электроводоподогреватель модели ЭВП-48М «Stanless», близкий по своим характеристикам, адрес в Интернете:

https://www.delsot.ru/catalog/elektrokotly/s-termoregulyatorom/elektrokotel-otopleniya-evp-48m-stanless. Данный водоподогреватель расчитан на отопление жилых и производственных помещений площадью 400-480 м². Нагрев воды в данном подогреватели осуществляется ТЭНами суммарной потребляемой мощностью 48квт/час.

Недостатками прототипа являются:

1. большая потребляемая мощность, в три раза больше чем в предлагаемой мною системе аккумуляторного электроотопления;

2. данный электроводонагреватель, не рассматривается в качестве самостоятельного источника тепловой энергии в системе отопления, используется только как вспомогательный источник теплоснабжения;

3. из-за малого объема нагревательного бака и плотного расположения ТЭНов в нем, нельзя использовать в системе отопления неподготовленную воду - образующаяся накипь быстро выводит ТЭНы из строя.

Задачей системы аккумуляторного электроотопления является снижение потребления электроэнергии установкой по отношению к рассматриваему прототипу. Нагрев воды в системе аккумуляторного электроотопления осуществляется v-образными ТЭНами мощностью по 2 кВт/час. Тип ТЭНов указан в спецификации. В каждый бак устанавливается по 4 ТЭНа. Суммарная потребляемая мощность установки составляет 16 кВт/час.

Технический результат достигается системой аккумуляторного электроотопления, характеризующейся тем, что в ней применяются ТЭНы для нагрева воды, накопление тепловой энергии производится в двух горизонтально расположенных баках, принцип работы системы аккумуляторного электроотопления заключается в первоначальном нагреве теплоносителя в обоих баках до заданной температуры и при пуске системы аккумуляторного электроотопления в работу циркуляция теплоносителя производится через один бак, второй бак с нагретым теплоносителем и неработающими ТЭНами отключен от системы отопления гидроклапаном, при достижении температуры в подключенном к системе отопления первом баке ниже 75 °C термореле производит переключение гидроклапанов и циркуляция теплоносителя производится через второй бак, а первый бак, отключенный от системы отопления производит нагрев в нем теплоносителя до температуры 75 °C, при достижении в первом баке температуры 75 °C термореле производит переключение гидроклапанов на баках, первый бак подключается к системе отопления, а второй бак отключается от системы отопления и в нем производится нагрев теплоносителя до заданной температуры которую контролирует термореле, подача электроэнергии на ТЭНы обоих баков производится при поступлении остывшего теплоносителя в баки за счет срабатывания термореле, температурный режим в системе отопления регулируется скоростью потока теплоносителя, что осуществляется выбором скорости на циркуляционном насосе либо положением балансировочного клапана, изменяя емкость накопительных баков и мощность ТЭНов можно изменять производительность установки.

Снижение потребления электроэнергии в системе аккумуляторного электроотопления достигается за счет накопления тепловой энергии в аккумуляторных баках, причем для повышения эффекта применена двух корпусная схема. Данная схема позволяет использовать существующие схемы электроснабжения объектов. Циркуляция теплоносителя производится через один бак, второй бак с нагретым теплоносителем отключен от системы отопления гидроклапаном. При остывании теплоносителя в работающем баке до заданной температуры гидроклапана переключают баки. Первый бак отключается от системы отопления до нагрева в нем теплоносителя до заданной температуры, а через второй бак производится циркуляция теплоносителя. Таким образом, систему аккумуляторного электроотопления можно использовать в качестве самостоятельной системы отопления, причем не требуется внесение изменений в существующую конструкцию системы отопления здания. Достаточно большой объем накопительных баков системы и свободное расположение ТЭНов в них, позволяют использовать в системе отопления воду с жесткостью до 7 млг/л. То есть можно применять обычную водопроводную воду.

Система аккумуляторного электроотопления выполнена в виде двух баков горизонтально расположенных на трапецеидальной раме, имеющей наклон к горизонту 5°-10°. Выбранная двухкорпусная конструкция установки облегчает сборку и позволяет собрать ее в подвальном помещении без применения грузоподъемных механизмов. Кроме того, расположение ТЭНов вдоль оси накопительной емкости, повышает эффективность работы энергоустановки за счет увеличения площади контакта ТЭНов с водой.

Корпуса баков изготовлены из трубы ∅920×8 ГОСТ10704-91 длиной 2000 мм. Днище изготовлены из стального листа Ст. 3 толщиной 10 мм. Патрубок поз.21 фигура 4 выполнен из трубы ∅219×4.5 длиной 170 мм. Он ввариваются в днище бака фигура 4. На свободный конец патрубка наваривается фланец ∅300×∅220 толщиной 16 мм Ст.3 с восьмью отверстиями 014 мм. На данный фланец болтами М12×60 крепится заглушка ∅300 мм толщина 8 мм Ст. 3 с закрепленными на ней четырьмя ТЭНами позиция 23 фигура 4.

Обвязка баков с системой отопления производится через крутоизогнутые отводы 90° позиции 17 и 18 фигура 3. На отводы навариваются переходники с Ду 80 на Ду 50. Переход диаметров необходим для устранения турбулентности внутри баков в момент работы циркуляционного насоса и создает границу между горячей и холодной водой. Трапецеидальная рама изготавливается из уголка 63×63. На баки навариваются ограничители, предотвращающие скатывание баков с рамы.

Подача воды в баки производится через отвод позиция 18 фигура 3 в низшую точку. Отбор воды производится через отвод позиция 17 фигура 3 из высшей точки бака. Разводящий трубопровод системы теплоснабжения выполняется трубой ∅57×3.5 ГОСТ 3262-75.

Работает система аккумуляторного электроотопления следующим образом. Система отопления и аккумуляторные баки заполняются водой, подается напряжение на ТЭНы позиция 20 фигура 4 и на термореле позиции 5 и 6 фигура 1. При нагревании воды в аккумуляторных баках до 75°С термореле позиции 5 и 6 фигура 1 отключают ТЭНы. Установка готова к работе. Подается напряжение на термореле позиция 14 фигура 1 и на циркуляционный насос позиция 15 фигура 1. Термореле позиция 14 фигура 1 открывает соленоидный клапан позиция 12 фигура 1. Циркуляционный насос позиция 15 фигура 1 производит прокачку горячей воды в систему отопления через накопительный бак позиция 2 фигура 1. При поступлении холодной воды из обратки в накопительные баки позиция 2 и 1 фигура 1 термореле позиция 6 и 5 фигура 1 срабатывают и подается напряжение на ТЭНы накопительных баков позиция 2 и 1 фигура 1. Термореле поз. 5 и 6 фиг. 1 отключают ТЭНы в баках при нагревание в них воды до температуры 75°С. При остывании воды в накопительном баке позиция 2 фигура 1 ниже 75°С срабатывает термореле позиция 14 фигура 1, закрывается соленоидный клапан позиция 12 фигура 1 и открывается соленоидный клапан позиция 11 фигура 1. Циркуляция горячей воды в системе отопления производится через накопительный бак позиция 1 фигура 1. При нагревании воды в накопительном баке позиция 2 фигура 1 до 75°С термореле позиция 14 фигура 1 закрывает соленоидный клапан позиция 11 фигура 1 и открывает соленоидный клапан позиция 12 фигура 1. Регулировка температуры в системе отопления производится регулировкой скорости теплоносителя в отопительной сети, что в свою очередь осуществляется балансировочным клапаном позиция 9 фигура 1 и регулировкой оборотов на двигателе циркуляционного насоса позиция 15 фигура 1.

Термореле позиция 13 фигура 1 выполняет роль аварийного термоотключателя, и отключает систему аккумуляторного электроотопления от электросети в случае выхода из строя термореле позиции 5 и 6 фигура 1. Позиция 7 фигура 1 запорный вентиль Ду-50. Позиция 8 фигура 1 запорный вентиль Ду-15 выполняет роль спускника воздуха при заполнении баков и системы отопления водой. Позиция 10 фигура 1 расширительный бак заполняется водой при ее нагреве в системе отопления. Позиция 16 фигура 3 накопительный бак выполнен из трубы ∅920×8 ГОСТ 10704-91 длина 2000 мм. Позиция 19 фигура 3 рама под накопительными баками изготовленная из стального уголка 63×63. Позиция 21 фигура 4 выполнен из трубы ∅219×4,5 длиной 170 мм. Позиция 22 фигура 4 выполнен из стального листа толщиной 16 мм ∅300×0220 8 отв. ∅14 мм. Позиция 3 фигура 1 подающий трубопровод труба ∅57×3,5 ГОСТ 3262-75, позиция 4 фигура 1 трубопровод обратки труба ∅57×3,5 ГОСТ 3262-75.

Стрелками на фигуре 1 показано направление движения теплоносителя в системе отопления.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Система аккумуляторного электроотопления включает ТЭНы для нагрева воды, два горизонтально расположенных бака. Принцип работы системы аккумуляторного электроотопления заключается в первоначальном нагреве теплоносителя в обоих баках до заданной температуры и при пуске системы аккумуляторного электроотопления в работу циркуляция теплоносителя производится через один бак, второй бак с нагретым теплоносителем и неработающими ТЭНами отключен от системы отопления гидроклапаном. При достижении температуры в подключенном к системе отопления первом баке ниже 75 °C термореле производит переключение гидроклапанов и циркуляция теплоносителя производится через второй бак, а первый бак, отключенный от системы отопления, производит нагрев в нем теплоносителя до температуры 75 °C. При достижении в первом баке температуры 75 °C термореле производит переключение гидроклапанов на баках, первый бак подключается к системе отопления, а второй бак отключается от системы отопления и в нем производится нагрев теплоносителя до заданной температуры, которую контролирует термореле. Подача электроэнергии на ТЭНы обоих баков производится при поступлении остывшего теплоносителя в баки за счет срабатывания термореле. Температурный режим в системе отопления регулируется скоростью потока теплоносителя, что осуществляется выбором скорости на циркуляционном насосе либо положением балансировочного клапана, изменяя емкость накопительных баков и мощность ТЭНов, можно изменять производительность установки. Технический результат заключается в снижении потребления электроэнергии. 4 ил.

Система аккумуляторного электроотопления характеризуется тем, что в ней применяются ТЭНы для нагрева воды, накопление тепловой энергии производится в двух горизонтально расположенных баках, принцип работы системы аккумуляторного электроотопления заключается в первоначальном нагреве теплоносителя в обоих баках до заданной температуры и при пуске системы аккумуляторного электроотопления в работу циркуляция теплоносителя производится через один бак, второй бак с нагретым теплоносителем и неработающими ТЭНами отключен от системы отопления гидроклапаном, при достижении температуры в подключенном к системе отопления первом баке ниже 75°C термореле производит переключение гидроклапанов и циркуляция теплоносителя производится через второй бак, а первый бак, отключенный от системы отопления, производит нагрев в нем теплоносителя до температуры 75°С, при достижении в первом баке температуры 75°C термореле производит переключение гидроклапанов на баках, первый бак подключается к системе отопления, а второй бак отключается от системы отопления и в нем производится нагрев теплоносителя до заданной температуры, которую контролирует термореле, подача электроэнергии на ТЭНы обоих баков производится при поступлении остывшего теплоносителя в баки за счет срабатывания термореле, температурный режим в системе отопления регулируется скоростью потока теплоносителя, что осуществляется выбором скорости на циркуляционном насосе либо положением балансировочного клапана, изменяя емкость накопительных баков и мощность ТЭНов, можно изменять производительность установки.