Теплоаккумулятор (варианты) Российский патент 2023 года по МПК F24H7/00 F24H9/02 F24H9/45 

Область техники

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для отопления и горячего водоснабжения жилых и нежилых помещений.

Уровень техники

Известна полезная модель RU 206284 U1, «Теплоаккумулятор», МПК F24D 15/02, содержащая корпус, теплонакопитель, воздухонагнетатель, теплообменник. Корпус снабжен слоем теплоизоляции. Теплонакопитель установлен в корпусе с формированием воздушного зазора между ним и слоем теплоизоляции. Теплонакопитель состоит из скрепленных между собой теплоаккумулирующих элементов. Теплоаккумулирующие элементы скреплены между собой таким образом, что образуют подающие каналы и нагревательные каналы. Подающие каналы изолированы от нагревательных каналов в теле теплонакопителя и имеют с ними сообщение по воздушному зазору. Нагревательные каналы снабжены электронагревательными элементами. Воздухонагнетатель соединен с теплообменником и выполнен обеспечивающим подачу воздуха по воздушному зазору в нагревательные каналы. Каждый из подающих каналов соединен на вход с теплообменником, выход которого соединен с воздухонагнетателем. Воздушный зазор сформирован с обеспечением подачи воздуха от воздухонагнетателя через нагревательные каналы в подающие каналы. Для этого воздушный зазор может быть перекрыт по периметру со стороны установки воздухонагнетателя теплоизоляцией, или запорными пластинами, или теплоаккумулирующими элементами. С этой же целью сам теплонакопитель может устанавливаться с образованием воздушного зазора лишь по трем сторонам корпуса: по стороне с воздухонагнетателем, противоположной ей стороне и стороне с открытыми подающими каналами.

Недостатком указанного технического решения является конструктивное исполнение теплоаккумулятора не рассчитанное на работу с теплоносителем под высоким давлением, высокая трудоемкость обслуживания, долгий нагрев воды в контуре горячего водоснабжения, проходящего через теплообменник теплоаккумулятора.

Из известных технических решений близким по назначению и технической сущности к заявленному объекту является изобретение SU 1355838 А1, «Бак», МПК F24H 7/00, B65D 88/42, содержащее бак, преимущественно аккумулятор тепла, содержащий корпус с крышкой и днищем, снабженный патрубками, конденсатосборником, выполненным в виде центрирующего полого стержня, подвижно установленного в корпусе и скрепленного с плавающим зонтом, имеющим периферийную отбортовку, образующую замкнутую канавку, бак содержит также запорные клапаны, закрепленные на вертикальных стержнях, подвижно установленных соответственно в крышке и днище корпуса. Канавка заполнена герметиком, а в ее образующей отбортовке выполнены отверстия, взаимодействующие с запорными клапанами.

Недостатком вышеописанного технического решения является конструктивное исполнение бака не рассчитанное на работу с теплоносителем под высоким давлением, а также на нагрев воды в контуре горячего водоснабжения, высокая трудоемкость обслуживания, большие теплопотери носителя, отсутствие приспособлений в конструкции бака и возможности их установки способных обеспечить защиту внутренних поверхностей бака от коррозии и накипи.

Технической задачей изобретения для решения вышеописанных недостатков является разработка теплоаккумулятора работающего под высоким давлением теплоносителя, с низкой трудоемкость обслуживания, возможностью установки приспособлений для защиты внутренних поверхностей корпуса теплоаккумулятора от коррозии и накипи, с отсутствием потерь рабочей энергии теплоносителя и обеспечением быстрого нагрева воды в контуре горячего водоснабжения.

Сущность изобретения

Техническая задача в первом варианте исполнения решается посредством того, что корпус (1) фиг.1 теплоаккумулятора выполнен из цилиндрической обечайки с торцевыми торосферическими поверхностями, на одной из которых расположен отвод для подключения магниевого анода (8), а на противоположной сливной патрубок (5), при этом корпус (1) имеет теплоизоляцию (2) в виде съемного кожуха цилиндрической формы наружная поверхность которого содержит облицовку (4) и расположен на кольцевой опоре (6) в виде обечайки, а также на внешней поверхности корпус (1) имеет патрубки для подключения измерительных приборов (11) фиг.3.

Техническая задача во втором варианте исполнения решается посредством того, что корпус (1) фиг.1 теплоаккумулятора выполнен из цилиндрической обечайки с торцевыми торосферическими поверхностями и во внутреннем пространстве содержит контур горячего водоснабжения (9) фиг.2 в виде змеевика, закрученного по спирали, а также на одной из торцевых торосферических поверхностей корпуса (1) фиг.1 расположен отвод для подключения магниевого анода (8), а на противоположной сливной патрубок (5), при этом корпус (1) имеет теплоизоляцию (2) в виде съемного кожуха цилиндрической формы наружная поверхность которого содержит облицовку (4) и расположен на кольцевой опоре (6) в виде обечайки, а также на внешней поверхности корпус (1) имеет патрубки для подключения измерительных приборов (11) фиг.3.

В первом варианте исполнения теплоаккумулятор включает в себя корпус (1) фиг.1, состоящий из цилиндрической обечайки с торцевыми торосферическими поверхностями, которые соединены с обечайкой посредством сварки. Корпус (1) фиг.1 изготовлен из углеродистой стали толщиной от 2 мм до 5 мм. Такая конструкция корпуса (1) фиг.1 применяется для сосудов, работающих под высоким давлением, которая обладает хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками. В частном случае исполнения корпус (1) фиг.1 изготовлен из нержавеющей стали, для работы устройства с агрессивными средами (теплоносителем).

На торцевых торосферических поверхностях корпуса (1) фиг.1 посредством сварки установлены сливной патрубок (5) фиг.1 и патрубок подключения к системе отопления (7) фиг.1, которые изготовлены из толстостенной бесшовной стальной трубы на конце которой имеется резьба для подключения. Сливной патрубок (5) фиг.1 необходим для слива теплоносителя из теплоаккумулятора при проведении его обслуживания. Патрубок подключения к системе отопления (7) фиг.1 необходим для подключения теплоаккумулятора к системе отопления для подачи в нее теплоносителя. Также на торцевой торосферической поверхности корпуса (1) фиг.1 посредством сварки установлен отвод для подключения анода (8) фиг.1, данный отвод может использоваться как для подключения магниевого анода (10) фиг.2, так и для подключения различного рода предохранительной арматуры. Магниевый анод (10) фиг.1 предназначен для защиты внутренней поверхности корпуса (1) теплоаккумулятора и основных его узлов от коррозионного воздействия теплоносителя, а также от накипеобразования. На боковой поверхности корпуса (1) фиг.1 на разной высоте, посредством сварки установлены патрубки для подключения арматуры (3) фиг.1 различного рода запорной и регулирующей. Патрубки изготовлены из толстостенной бесшовной стальной трубы на конце которой имеется резьба, как во внутреннем, так и в наружном исполнении. В частном случае исполнения в качестве резьбы на сливном патрубке (5) фиг.1, патрубке подключения к системе отопления (7) фиг.1 и патрубке для подключения арматуры (3) фиг.1 применяется сгон, выполненный по ГОСТ 8969-75 или муфта, выполненная по ГОСТ 8966-75.

Корпус (1) фиг.1 имеет теплоизоляцию (2) фиг.1 в виде съемного кожуха цилиндрической формы толщиной не менее 50 мм. В качестве теплоизоляции корпуса (1) фиг.1 используется полиэфирный материал, который обладает низкой теплопроводностью, а также высоким классом огнестойкости (класс B-s2d0). Теплоизоляция (2) фиг.1 применяется для снижения теплопотерь теплоносителя и увеличивает эффективность системы отопления в целом.

В частном случае исполнения в качестве теплоизоляции (2) фиг.1 может быть использован пенополиуретан, данный вид материала обладает низкой теплопроводностью и хорошими техническими и эксплуатационными характеристиками.

Теплоизоляция (2) фиг.1 содержит наружную облицовку (4) фиг.1, изготавливаемую, например, из специальной ткани грязе-водоотталкивающей: Оксфорд гл/кр ПВХ серый.

Наружная облицовка (4) фиг.1 выполняет функцию защиты теплоизоляции (2) фиг.1 от механических повреждений.

В нижней части теплоаккумулятора к корпусу (1) фиг.1 посредством сварки сопряжена кольцевая опора (6) фиг.1, которая представляет собой стальную обечайку необходимой толщины и высоты. Кольцевая опора (6) фиг.1 служит основанием для установки теплоаккумулятора и позволяет равномерно распределить нагрузку теплоаккумулятора на поверхность.

Также на корпусе (1) фиг.1 на разной высоте посредством сварки установлены патрубки для подключения измерительных приборов (11) фиг.3, например, термометра. В частном случае исполнения в корпусе (1) фиг.1 теплоаккумулятора предусмотрено ревизионное окно для удобства чистки внутренних поверхностей корпуса (1). Во втором варианте исполнения теплоаккумулятор имеет все признаки первого варианта исполнения, при этом корпус (1) фиг.1 теплоаккумулятора во внутреннем пространстве содержит контур горячего водоснабжения (9) фиг.2 в виде змеевика, закрученного по спирали и изготовленного из гофрированной нержавеющей трубы, марка стали трубы AISI 304.

В частном случае исполнения контур горячего водоснабжения (9) фиг.2 изготавливается из медной трубы так как данный материал имеет высокую теплопроводность, что положительно повлияет на теплопередачу и на эффективность контура в целом. В частном случае исполнения контур горячего водоснабжения (9) фиг.2 изготавливается из алюминиевой трубы так как данный материал имеет высокую теплопроводность, стойкость к коррозии, что положительно повлияет на теплопередачу и на эффективность контура в целом.

Модельный ряд теплоаккумулятора насчитывает семь типоразмеров изделия, отличающихся по объему: 300, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000 литров. Данный диапазон необходим для упрощения подбора теплоаккумулятора к системе отопления. Технический результат заявленного решения заключается в создании теплоаккумулятора работающего под высоким давлением теплоносителя с низкой трудоемкостью обслуживания, в реализации быстрого нагрева воды в контуре горячего водоснабжения, защите внутренних поверхностей корпуса теплоаккумулятора от коррозии и накипи, сохранении рабочей энергии теплоносителя. Краткое описание чертежей:

На фиг.1 представлено схематичное изображение теплоаккумулятора в разрезе;

На фиг.2 представлено схематичное изображение теплоаккумулятора в разрезе с контуром горячего водоснабжения;

На фиг.3 представлено схематичное изображение теплоаккумулятора;

Краткое описание конструктивных элементов:

1. - корпус;

2. - теплоизоляция;

3. - патрубок для подключения арматуры;

4. - наружная облицовка;

5. - сливной патрубок;

6. - опора;

7. - патрубок подключения к системе отопления;

8. - отвод для подключения анода;

9. - контур горячего водоснабжения;

10. - магниевый анод;

11. - патрубок подключения измерительных приборов.

Осуществление заявленного решения

Теплоаккумулятор в первом варианте исполнения работает следующим образом. Теплоаккумулятор соединяют с системой отопления патрубком подключения к системе отопления (7) фиг.1 и патрубками подключения арматуры (3), а также соединяют его с теплообменным аппаратом используя патрубки подключения арматуры (3), а затем заполняют его теплоносителем, например, водой, водно-гликолевым или спиртовым раствором с рабочей температурой от +2 до +90°С. Далее теплообменным аппаратом, например, твердотопливным, электрическим или газовым котлом нагревают теплоноситель до необходимой температуры, который начинает циркулировать по системе отопления через теплоаккумулятор.

Теплоаккумулятор во втором варианте исполнения работает следующим образом. Теплоаккумулятор соединяют с системой отопления патрубком подключения к системе отопления (7) фиг.1 и патрубками подключения арматуры (3), а также соединяют его с теплообменным аппаратом используя патрубки подключения арматуры (3), а затем заполняют его теплоносителем, например, водой, водно-гликолевым или спиртовым раствором с рабочей температурой от +2 до +90°С. Далее теплообменным аппаратом, например, твердотопливным, электрическим или газовым котлом нагревают теплоноситель до необходимой температуры, который начинает циркулировать по системе отопления через теплоаккумулятор. В контур горячего водоснабжения (9) фиг.2 поступает холодная вода, далее по мере продвижения по змеевику, расположенному внутри корпуса (1) фиг.1 теплоаккумулятора, вода нагревается от горячего теплоносителя системы отопления, и ее можно использовать для бытовых нужд пользователя.

Теплоаккумулятор относится к области теплотехники и может быть использован для отопления и горячего водоснабжения жилых и нежилых помещений. В первом варианте исполнения теплоаккумулятор включает корпус, состоящий из цилиндрической обечайки с торцевыми торосферическими поверхностями, на которых расположены сливной патрубок, патрубок подключения к системе отопления, отвод для подключения анода. На боковой поверхности корпуса на разной высоте находятся патрубки для подключения арматуры различного рода, запорной и регулирующей. Корпус имеет теплоизоляцию в виде съемного кожуха цилиндрической формы, наружная поверхность которого содержит облицовку. В нижней части корпус сопряжен с кольцевой опорой. Также на корпусе на разной высоте расположены патрубки для подключения измерительных приборов. Во втором варианте исполнения теплоаккумулятор имеет все признаки первого варианта исполнения, при этом корпус теплоаккумулятора во внутреннем пространстве содержит контур горячего водоснабжения в виде змеевика, закрученного по спирали. Техническим результатом является создание теплоаккумулятора, работающего под высоким давлением теплоносителя с низкой трудоемкостью обслуживания, реализация быстрого нагрева воды в контуре горячего водоснабжения, защита внутренних поверхностей корпуса теплоаккумулятора от коррозии и накипи, сохранение рабочей энергии теплоносителя. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Теплоаккумулятор, включающий корпус, содержащий патрубок подключения к системе отопления и патрубки для подключения арматуры, отличающийся тем, что корпус выполнен из цилиндрической обечайки с торцевыми торосферическими поверхностями, на одной из которых расположен отвод для подключения магниевого анода, а на противоположной - сливной патрубок, при этом корпус имеет теплоизоляцию в виде съемного кожуха цилиндрической формы, наружная поверхность которого содержит облицовку, и расположен на кольцевой опоре в виде обечайки, а также на внешней поверхности корпус имеет патрубки для подключения измерительных приборов.

2. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из углеродистой стали.

3. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен из нержавеющей стали.

4. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что сливной патрубок имеет сгон.

5. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что сливной патрубок содержит муфту.

6. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена из полиэфирного материала.

7. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена из пенополиуретана.

8. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что облицовка теплоизоляции выполнена из грязеводоотталкивающей ткани.

9. Теплоаккумулятор по п. 1, отличающийся тем, что корпус имеет ревизионное окно для чистки внутренних поверхностей корпуса.

10. Теплоаккумулятор, включающий корпус, содержащий патрубок подключения к системе отопления и патрубки для подключения арматуры, отличающийся тем, что корпус выполнен из цилиндрической обечайки с торцевыми торосферическими поверхностями и во внутреннем пространстве содержит контур горячего водоснабжения в виде змеевика, закрученного по спирали, а также на одной из торцевых торосферических поверхностей корпуса расположен отвод для подключения магниевого анода, а на противоположной - сливной патрубок, при этом корпус имеет теплоизоляцию в виде съемного кожуха цилиндрической формы, наружная поверхность которого содержит облицовку, и расположен на кольцевой опоре в виде обечайки, а также на внешней поверхности корпус имеет патрубки для подключения измерительных приборов.

11. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что корпус выполнен из углеродистой стали.

12. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что корпус выполнен из нержавеющей стали.

13. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что сливной патрубок имеет сгон.

14. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что сливной патрубок содержит муфту.

15. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена из полиэфирного материала.

16. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что теплоизоляция выполнена из пенополиуретана.

17. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что облицовка теплоизоляции выполнена из грязеводоотталкивающей ткани.

18. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что корпус имеет ревизионное окно для чистки внутренних поверхностей корпуса.

19. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что контур горячего водоснабжения выполнен из гофрированной нержавеющей трубы.

20. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что контур горячего водоснабжения выполнен из медной трубы.

21. Теплоаккумулятор по п. 10, отличающийся тем, что контур горячего водоснабжения выполнен из алюминиевой трубы.