Гелиоустановка для теплоснабжения здания Советский патент 1981 года по МПК F24J3/02 

(54) ГЕГОЮУСТАНОВКА ДЛЯ ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ ЗДАНИЯ

Изобретение относится к гелиотехни 1ке, в частности к гелиоустановкам для теплоснабжения зданий. Известна гелиоустановка для теплоснабжения здания, содержащая связанны через теплообменник первичный контур с гелиоприемником и вторичный контур с последовательно соединенными дублирующим источником энергии, отопительными приборами, насосом и запорным вентилем и параллельно соединенным с теплообменником и запорным вентилем байпасным трубопроводом, и аккумулятор тепла. Теплоноситель первичного контура, нагретый в гелиоприемнике, проходит теплообменник и отдает свое тепло в аккумулятор, выполненный заодно с теплообменником. Тепло из последнего теплоносителем вторичного, контура передается отопительным Приборам. При недостаточности солнечной радиации и отсутствии запаса тепла в аккумуляторе включается дублирующий источник энергии и теплоноситель вторичного контура проходит через бай;пасный трубопровод, минуя теплообменник и аккумулятор { . Однако совмещение теплообменника и аккумулятора тепла приводит в течение светового дня к периодам повышен-; ной температуры теплоносителя первичного контура на входе в гелиоприемник. Кроме того, тепло, отбираемое теплоносителем вторичного контура из аккумулятора, нестабильно в течение светового дня и в отдельные цериоды превышает потребное для отопления. Совмещение теплообменника и аккумулятора тепла увеличивает длительность работы,гелиоустановки за счет тепла, накопленного аккумулятором, что требует увеличения его размеров и, следовательно, поверхности теплообмена с окружакнцей средой. Все перечисленные недостатки приводят к снижению эффективности теплоснабжения здания с помощью солнечной энергии. Цель изобретения - повышение КПД гелиоустановки и расширение функциональных возможностей гелиоустановки. Поставленная цель достигается тем, что вторичный контур дополнительно содержит распределительное устройство с тремя соединительными патрубками и второй запорный вентиль, установленный в байпасном трубопроводе, причем первый патрубок гидравлически соединен с теплообменником, второй - с байпасным трубопроводом, а третий с дублирующим источником энергии, а. аккумулятор тепла выполнен в виде емкости, разделенной установленной в не с возможностью перемещения поперечной перегородкой,на два объема, верхний из которых гидравлически соединен с первым патрубком распределительного устройства, а нижний - со вторым патрубком. Кроме того, вторичный контур дополнительно содержит третий запорный вентиль, установленный между отопител ными приборами и нacoco s, причем второй и третий запорные вентили вьШолне ны трехходовыми и гидравлически соеди нены между собой. На чертеже представлена схема ге лиоустановки для теплоснабжения здани Гелиоустановка содержит связанные через теплообменник 1 первичный.контур 2 с гелиоприемником 3 и вторичный контур 4 с последовательно соединенными дублирующим источником 5 энергии отопительными приборами 6, насосом 7 и запорным вентилем 8 и параллельно соединенным с теплообменником 1 и запорным вентилем 8 байпасным трубопров дом. 9, и аккумулятор 10 тепла. Вторичный контур 4 дополнительно содержит распределительное устройство 11 с тремя соединительными патрубками и второй запорный вентиль 12, установ ленный в байпасном трубопроводе 9, причем первый патрубок гидравлически соединен с теплообменником I, второй с байпасным трубопроводом 9, а третий - с дублирующим источником 5 энер гии. Аккумулятор 10 тепла выполнен в виде емкости, разделенной установленной в ней с возможностью перемещения поперечной перегородкой 13 на два объ

ема, верхний из которых гидравлическиSS ние части расхода нагретого в теплосоединен с первым патрубком распреде-.обменнике 1 теплоносителя вторичного .лительного устройства 11, а нижний -контура 4 в верхний объем аккумулятосо вторым патрубком.ра 10, его возмещение в результате Кроме того, вторичный контур 4 дополнительно содержит третий запорный вентиль 14, установленный между отопительными приборами 6 и насосом 7, причем второй и третий запорные вентили 12 и 14 выполнены трехходовыми и гидравлически соединены между собой трубопроводом 15. Первичный контур 2 также снабжен насосом 16. В контурах 2 и 4 гелиоустановки предусмотрены термодатчики для измерения основных параметров системы теплоснабжения (на чертеже не показаны).. Гелиоустановка для теплоснабжения здания работает следующим образом. В отопительный период теплоснабжения здания осуществляется с включением первичного контура 2 и отводом избытка тепла в верхний обьем аккумулятора 10 во вторичном контзфе 4, либо с отключенным первичным контуром 2 и подачей тепла из верхнего объема аккумулятора 10 во вторичном койтуре 4, либо с отключенным первичным контуром 2 и Отсутствием запаса тепла в аккумуляторе 10 вторичного контура 4 с помощью дyбJШpyющeгo источника 5 энергии. В первом варианте отопления насос 16 первичного контура 2 включен также, как и насос 7 вторичного контура 4, в котором вентили 8 и 14 открыты, а вентиль 12 - закрыт. Тепло, Полученное теплоносителем первичного контура 2 в гелиоприемнике 3, передается в теплообменнике 1 теплоносителю вторичного контура 4. Распределительное устройство 1I, выполненное в виде регулирующего трехходового 1шапана, например типа 27ч905нж, свободно пропуская теплоноситель вторичного контура 4 в направлении от теплообменника 1 к дублирующему источнику 5 энергии и отопительным приборам 6, обеспечивает циркуляцию теплоносителя, минуя аккумулятор 10. При поступлении сигнала термодат.чика о превышении заданной температуры отопления, первый соединительный патрубок распределительного устройства 11 прикрывается клйпаном, второй - приоткрывается, что обеспечивает поступле5перемещения перегородки 13 расходом холодного телглоноси-г-еля из нижнего объема, поступающим через второй пат рубок распределительного устройства и смешение горячего и холодного теплоносителя в последнем. Во втором варианте отопления насос 16 отключен. Во вторичном контуре 4 вентиль 8 закрыт, а вентили 12 и 14 открыты, з исключением направления связывающего их трубопровода 15. Второй патрубок распределительного устройства 11 так же закрыт клапаном. Горячий теплоноситель вторичного контура 4, накопленный в аккумуляторе 10, поступает через распределител ное устройство 11 и дублирующий исто ник 5 энергии в отопительные приборы . В третьем варианте отопления на,сос 16 также отключен. Во вторичном контуре 4 положение вентиля 8 практически безразлично для работы системы, вентили 12 и 14 открыты аналогично второму варианту отопления, а в распределительном устройстве 11 первый патрубок закрыт клапаном. Дублирующий источник 5 энер гии включен и производит нагрев тепло носителя вторичного контура 4, циркулирующего через отопительные приборы 6 и байпасньй трубопровод 9. В неотопительный период тепло, полученное от солнечной энергии в первичном контуре 2 гелиоустановки, передается через теплообменник 1 теплойосителю вторичного контура 4, в котором третий патрубок распределительного устройства 11 закрыт клапаном, что предотвращает попадание горячего. теплоносителя в дублирующий источник 5 энергии и отопительные приборы 6. Вентиль 8 открыт, а вентили 12-и 14 открыты в направлении расхода теплоносителя от аккумулятора 10 к насосу 7 через трубопровод 15. Теплоноситель во вторичном контуре 4 циркулирует через теплообменник 1, распределительное устройство П, клапан 12, трубопровод 15, клапан 14, дасос 7 и клапан 8,пока, его температура на выходе из теплообменника 1 . не достигает заданной. После чего клапан 12 закрывается, первый патрубок распределительного устройства П закрывается, третий открывается и холодный теплоноситель |из ни-жнего объема аккумулятора 10 по7. ступает через распределительное устройство 11 в систему отопления, а горячий - в верхний объвь- аккумулятора 10. Накопленный в аккумуляторе 10 горячий теплоноситель, например вода, реализуется на нужды теплоснабжения, а недостающий объем компенсируется холодной водой из водопровода (на чертеже не показан). Наличие аккумулятора 10 тепла-, выполненного в виде емкости, разделенной подвижной перегородкой 13 на два объема и включенной с помощью распределительного устройства 11 и запорного клапана 12 последовательно в контур циркуляции теплоносителя вторичного контура 4 и вне контакта с теппообменнико м 1, позволяет уменьшить температуру теплоносителя первичного контура 2 на входе в гелиоприемник 3, ограничить максимальную температуру теплоносителя вторичного контура 4 на входе в отопительные приборы 6, накапливать в аккумуляторе 10 теплоноситель только с температурой вьпве заданной, что в свой очередь, вследствие более полного съема тепла с первичного контура 2 и минимальных- потерь во вторичном контуре 4 повышает КПД гелиоустановки. Кроме того, использование третьего запорного вентиля 14 и выполнение вентилей 12 и 14 трехходовыми с гидравлической связью между ними трубопроводом 15 обеспечивает возможность накопления горячего теплоносителя в неотопительный период, что расширяет функциональные возможности гелиоустановки для теплоснабжения здания. Формула изобретения 1; Гелиоустановка для теплоснабжеия здания, содержащая связанные чет ез теплообменник первичный контур.с елиоприемником и вторичный контур с оследовательно соединенными дублирущим источником энергии, отопительыми приборами, насосом н запорным ентилем и параллельно соединенным с еплообменником и запорным вентилем айпасным трубопроводом, и аккумуляор тепла, отличающаяся ем, что, с целью повьшения КПД, втоичный контур дополнительно содержит аспределительное устройст-во с тремя оединительныы патрубками и второй 188 запорный вентиль, установленный в байпасном трубопроводе, причем первый патрубок гидравлически соединен с теплообменником , второй - с Дайпасным трубопроводом, а третий - с дублирующим источником энергии, а аккумулятор тепла выполнен в виде емкости, раздет: пенной установленной в ней свозможностью перемещения поперечной перегородкой на два объема, верхний из которых гидравлически соединен с первым патрубком распределительного устройства, а нижний - со вторым патрубком.

П

Ч 8 2. Гелиоустановка по п. 1 о т - . личающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, вторичный контур дополнительно содержит третий запорный вентиль-, установленный между отопительными приборами и насосом, причем второй и третий запорные вентили выполнены трехходовыми и гидравлически соединены между собой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2265047, кл. F 24 J 3/02, опублик. 1975.

№

15

/ 1 (Г

/ ; у

ЯЛ .

п V