Устройство для регулирования расхода тепла в системе центрального отопления Советский патент 1981 года по МПК F24D3/02 

(54) УСТЮЙСТЮ ДЛЯ РЕГУЛИЮВАНИЯ РАСХОДА ТЕПЛА В СИСТЕМЕ ЦЕНТРАЛЬНОГО ОТОПЛЕНИЯ

Изобретение относится к устройствам, регу1ирующим температуру внутри помещений с водяным прибором отопления и может быть использовано в системах обогрева крупногабаритных жилых и производственных помещений, хранилищ, тешшц. Известно устройство для регулирования температуры в системах центрального отопления, содержащие питающий трубопровод, смесительньш клапан, регулирующий орган, датчики температуры воздуха в помещении, температуры теплоносителя и температуры наружного воздуха 1. Однако устройство не обеспечивает учета тепловой знергии, запасенной всей системой вцелом что приводит к ухудшению качества регулирования за счет колебания температуры в объекте в щироких пределах, а иногда к неустойчивости режима регулирования. Известно устройство для регулирования расхо да тепла в системе центрального отопления, содержащее нагревательные приборы, подключенные к прямому и обратному трубопроводам, бойпасный трубопровод с клапаном, трубопровод повторной циркуляции с насосом, смеси тельный клапан с исполнительным механизмом, соединенный с трубопроводами прямым,повториой циркуляции и бойпасным, датчик температуры воздуха в помещении и регулятор, причем датчик температуры воздуха в помещении подключен к одному входу регулятора, выход которого соединен с исполнительным механизмом смесительного клапана 2. Однако известное устройство не обеспечивает учета тепловой энергии, запасенной отопительной системой, вследствие чего точность регулирования низкая. Цель изобретения - повышение точности регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулирования расхода тепла в системе центрального отопления введены два импульсных трубопровода,, четыре теплообменника с установленными в них датчиками температуры, причем первый теплообменник установлен в помеи;ении, второй - на нагревательном приборе, третий - на первом импульсном трубопроводе, который включен между прямы и обратным .трубопроводами, четвертый теплообменник установлен на втором импульсном трубопроводе, который включен между трубопроводом повторной циркуляции и обратным трубопроводом, а выходы датчиков температуры подключены к соответствующим входам регулятора. На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - конструкция первого теплообменника для измерения температуры отапливаемого помещения; на фиг. 3 - конструкция второго -теплообменника для измерения температуры поверхности нагревательного прибора; на фиг. 4 - конструкция третьего и четвертого теплообменника для измерения температуры теплоносителя. Устройство состоит из отапливаемого помещения 1 (см. фиг. 1), нагревательного прибора 2, трехходового смесительного клапана 3, прямо го 4 и обратного 5 трубопроводов. Перепады давлений на трехходовом смесительном клапане 3 стабилизируются с помощью перепуска теп лоносителя по перепускному 6 и байпасному 7 трубопроводам, где установлены регулирующие клапаны 8 и 9. На подающем трубопроводе 10 отопительной системы устанавливается дроссель нал щайба 11, снижающая давление в системе. Обратный трубопровод 5 соединен с трехходовы смесительным клапаном 3, трубопроводом повторной циркуляции 12 с циркуляционным насосом 13. Температура воздуха в отапливаемом помещ нии 1 измеряется датчиком температуры 14, под ключенным к одному из входов регулятора 15, который управляет положением регулирующего органа трехходового смесительного клапана 3 через исполнительный механизм 16. Датчик температуры 17 помещен в первый эталонный теплообменников, который выполне в виде емкости 19 с ребрами 20 (см. фиг. 2) из материала с больщой теплопроводностью. Емкость заполнена жидкостью 21. Температура поверхности отопительного прибора 2 измеряется датчиком 22, размещенном во втором теплообменнике 23, который выполнен в виде емкости 24 .(см. фиг. 3), изготовле ной из термоизоляционного материала и наполненной жидкостью 25, а сквозь нее пропущена труба 26 отопительного прибора 2. Соприкосно вение трубы 26 с жидкостью 25 осуществляетс через внутреннее кольцевое оребрение 27. Температура прямого теплоносиггеля измеряется датчиком 28, а обратного теплоносителя - датчиком 29. Оба датчика установлены в третьем и четвертом теплообменниках 30 и 31 (см. фиг. 4), имеющих одинаковую конструкц Они выполнены в виде емкости 32, изготовлен

ной из термоизоляционного материала и заполненной жидкостью 33. Внутри емкости имеется нагревательный трубчатый элемент 34, который

Таким образом, регулирование расхода тепла осуществляется с помощью датчика температуры 14, быстро реагирующего на изменение ЛЯ измерения температуры прямого теплоносиеля подключается между прямым 4 и обратным 5 трубопроводами с помощью импульсного труборовода малого диаметра 35, а для измерения емпературы обратного теплоносителя подключатся с помощью импульсного трубопровода 36 параллельно циркуляционному насосу 13. Устройство работает следующим образом. При отклонении температуры воздуха в помещении 1, измеряемой датчиком 14, в сторону меньщих значений от заданной, на выходе регулятора 15 появляется сигнал, пост)шающий на исполнительный механизм 16, который увеличивает проходное сечение трехходового смесительного клапана 3 для горячей воды и уменьщает для холодной обратной воды. Таким образом повыщается температура прямого теплоносителя по трубопроводу 4 и, как следствие, возрастает температура, воздуха внутри помещения 1. При увеличении температуры воздуха в помещении 1 регулятор 15 вырабатывает такой сигнал, что исполнительный механизм 16 уменьщит проходное сечение трехходового смеситель.ного клапана 3 для горячей воды и увеличит для обратной, а так как температура обратной воды значительно ниже темцературы прямой воды, то температура прямого теплоносителя по трубопроводу 4 снизится, а следовательно, снизится температура воздуха в объекте 1. Кроме основного сигнала с датчика 14, на регулятор 15 подаются дополнительные сигна лы с датчиков температуры 17, 22, 28, 29, пропорциональные запасенной тепловой энергии, распределенной между тепловым объектом 1, отопительным прибором 2, прямым и обратным теплоносителями по трубопроводам 4 и 5. Изменение энергетического состояния системы, например, увеличение или уменьшение температуры поверхности нагревательного прибора 2, измеряемой датчиком 22, приведет к медленному изменению выходного сигнала регулятора 15 так, чтобы с помощью положения регулирующего органа трехходового смесительного клапана 3 компенсировать эти изменения. Аналогичный корректирующий сигнал подается на вход регулятора 15 с других датчиков температуры 17, 28, 29. В этих сигналах содержится информация о ранее запасенной тепловой энергии в каждом из контролируемых датчиками температуры элементов системы (отапливаемое помещение, отопительный прибор, теплоноситель в прямом и обратном трубопроводе). Кроме того, эти сигналы содержат информацию о перераспределении в процессе работы тепловой энергии между выщеперечисленными элементами системы.

температуры объекта 1, и с помощью датчиков 17, 22, 28, 29, реагирующих на изменение энергетического состояния системы с большой инерционностью (динамическим запаздыванием). Поэтому процесс регулирования температуры объекта носит монотонный быстрозатухающий характер. В связи с зтим существенно снижается расход тепловой энергии.

Формула изобретения

Устройство для регулирования расхода тепла в системе центрального отопления, содержащее нагревательные приборы, подключенные к прямому и обратному трубопроводам, байпасный трубопровод с клапаном, трубопровод повторной циркуляция с насосом, смесительный клапан с исполнительньпи механизмом, соединенный с трубопроводами прямым, повторной циркуляции и байпасньп, датчик температуры воздуха в помепдении и регулятор, причем датчик температуры воздуха в помещении подключен к одному входу регулятора, выход

которого соединен с исполнительным механизмом смесительного клапана, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, в него введены два

нмпульсных трубопровода, четырех теплообменника с установленными в них датчиками температуры, причем первый теплообмшнюс установлен в помещении, второй - на- йагрёвательном приборе, третий - на первом имлульсном трубопроводе, который включен между прямым н обратным трубопроводами, четвертый теплообменник установлен на втором импульсном трубопроводе, который включен между трубопроводом повторной циркуляции и обратньп« трубопроводом а выходы датчиков темп ратуры подключены к соответствующим входам регулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

Фиг.1

-19

-17

Фиг. 2

Фи$.Ъ