Система солнечного теплоснабжения

 

1. СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАЁЖЕНИЯ , содержащая солнечный коллектор , связанный с низкотемпературной секцией аккуглулятора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией соединительным трубопроводом через дополнительный и::точник тепла, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности использования тепла,- низкотемпературная секция аккумулятора снабжена датчиком температуры и сообщена с высокотемпературной дополнительньм трубопроводом с двухпозиционным клапаном, привод которого связан с датчиком температуры.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„11 83ОЗ А

3(я) Г 24 У 3 02;. F 24 D 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ЬИБ.4Н0 И:и А

:В

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3580259/24-06 (22) 18.04 ° 83 (46) 15.08.84. Бюл. 9 30 (,72) A.A.Валюжинич, Ю.A.Ãîðäååý и И.В.Рыбин (71) Особое конструкторское бюро 9 1

Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.И.Кржижановского (53) 662.997(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 846936, кл.Р 24 1 3/02, 1979. (54)(57) 1. CHCTEMA СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛО."

CHABREHHH, содержащая солнечный коллектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией соединительным трубопроводом через дополнительный и"точник тепла, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности использования тепла,. низкотемпературная секция аккумулятора снабжена датчиком температуры и сообщена с высокотемпературной дополнительным трубопроводом с двухпозиционным клапаном, привод которого связан с датчиком температуры.

1108303

2. Система по и. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что низкотемпературная секция аккумулятора сообщена с водопроводом, а последний и соединительный трубопроводы снабжены на выхо" де поплавковыми клапанами, причем клапан водопровода установлен выше

Изобретение относится к гелиотехнике, конкретно к системам теплоснаб" жения зданий.

Известна система солнечного теплоснабжения, содержащая солнечный кол- 5 лектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией соединительным трубопроводом через дополнительный йсточник тепла Р13.

Недостатком известной системы является низкая эффективность использования тепла, обусловленная невозможностью использования дополнительного )5 источника тепла при повышении температуры низкотемпературной секции аккумулятора тепла.

Цель изобретения — повышение эффективности использования теп- .

Поставленная цель достигается тем, что в системе солнечйого теплоснабжения, содержащей солнечный коллектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной

Ь его высокотемпературной секцией соединительным трубопроводом через дополнительный источник тепла, низкотемпературная секция аккумулятора снабжена датчиком температуры и сообщена с высокотемпературной дополнительным трубопроводом с двухпозиционным клапаном, привод которого связан с датчиком температуры.

Низкотемпературная секция аккумулятора может быть сообщена с водопро- З5 водом, а последний и соединительный трубопроводы снабжены на выходе поплавковыми клапанами, причем клапан водбпровода установлен выше уровня дополнительного трубопровода. 40

Низкотемпературная секция может быть снабжена установленным в ней теплообменником, сообщенным с коллектором с образованием замкнутого контура. 45

На чертеже показана схема солнечного теплоснабжения.

Система содержит солнечный коллек» тор 4, связанный с ниэкотемпературной, секцией 2 аккумулятора тепла, сообщен ной с его высокотемпературной секцией 3 соединительным трубопроводом 4 уровня клапана дополнительного трубопровода.

3. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что низкотемпературная секция снабжена установленным в ней теплообменником,сообщенным с коллектором с образованием замкнутого контура.

1 через дополнительный источник 5 тепла. Низкотемпературная секция 2 снабжена датчиком б температуры и сообщена с высокотемпературной секцией 3 дополнительным трубопроводом 7 с двухпоэиционным клапаном 8, привод (на чертеже не показан) которого связан с датчиком б темнературы. Низкотемпературная секция 2 аккумулятора сообщена с водопроводом 9, а последний и соединительный трубопроводы 4 снабжены: на выходе поплавковыми клапанами 10 и 11 соответственно, причем клапан 10 установлен выше уровня клапана 11.

Низкотемпературная секция 2 снабжена установленным в ней теплообменником

12, сообщенным с коллектором 1 с образованием замкнутого контура 13. Контур 13 содержит бак 14 для слива теплоносителя, сообщенный с контуром 13 через трубопроводы с клапанами 15 и 16. Дополнительный источник 5 тепла связан с тепловьщ насосом 17, испаритель 18 которого сообщен с грунтовым тецлообменником 19, сообщенным с теплообменником 20 контура 13. Конденсатор 21 теплового насоса 17, теплообменник 22, сообщенный с трубопроводом 4, и электронагреватель 23 находится в тепловом контакте с источником 5 тепла, снабженным датчиком 24 температуры и сообщенным с калорифером 25. Высокотемпературная секция 3 снабжена электронагревателем 26. Коллектор 1 и нижняя часть низкотемпературной секции 2 снабжены датчиками 27 и 28 температуры. Система содержит также связанные с датчиками б, 24, 27 и 28 температуры терморегуляторы 29, 30, 31 и 32 и управляемые ими насосы 33 и 34, а также насос 35, вентилятор 36, компрессор. 37, дроссельный вентиль 38. Все элементы системы теплоизолированы. Контроль температуры наружного воздуха и воздуха в помещении осуществляется при помощи датчиков температуры (на чертеже не пока" раны ).

Система солнечного теплоснабжения работает следуюшим образом.

В солнечном коллекторе 1 происхо. дит преобразование солнечной радиации в тепловую энергию и повышение

1108303 вследствие этого температуры поглощающей поверхности солнечного коллектора 1. Дифференциальный терморегулятор 31 анализирует разность температур поглощающей поверхности солнечного коллектора 1, измеряемых датчи- 5 ком 27 температуры, и наружного воздуха. Если эта разность превышает определенное значение, свидетельствующее о наличии солнечной радиации достаточ. но высокого уровня, то выдается сиг- 10 нал на включение циркулирующего насо,са 34, прокачивающего теплоноситель через солнечный коллектор 1. Дифференциальный терморегулятор 32 анализирует разность температур поглощаю- 15 щей поверхности солнечного коллектора 1 и жидкой среды, в качестве кото- рой используется вода, измеряемых датчиком 28 температуры, расположен- ным в нижней части низкотемпературной2О секции 2. Если эта разность превышает некоторое заданное значение, то ьщается сигнал на включение теплообменника 12 и закрытие клапана 15.

При выполнении Указанных условий пог -25 лощенное в солнечном коллекторе 1 тепло. переносится теплоносителем к расположенному в низкотемпературной секции 2 теплообменнику 12, где передается воде, поступающей в низкотемпературную секцию 2, и аккумулируется за счет теплоемкости воды. Если разность температур, измеряемая терморегулятором 32, падает ниже заданного значения, выдается сигнал на выключение теплообменника 12, открытие клапана 15 и включение циркуляционного насоса 33. В этом случае поглощеяное солнечное тепло передается в грунт, используемый в качестве

40 аккумулирующей среды, при помощи теплообменника 20 и грунтового теплообменника 19.

При понижении температуры жидкой среды источника 5 тепла ниже заданного значения датчик 24 температуры вы- 45 дает сигнал на терморегулятор 30, который включает компрессор 37 теплового насоса и циркуляционный насос

33. Запасенное в грунте тепло передается в грунтовом теплообменнике 19 циркулирующему в контуре теплоносителю и затем поступает в испаритель 18 теплового насоса 17. В конденсаторе

21 теплового насоса 17 тепло поступает к жидкой среде источника 5 тепла, откуда, по мере необходимости, используется для обеспечения тепловой нагрузки отопления и горячего водоснабжения. Электронагреватель 23 в дополнительном источнике 5 тепла является резервным источником энер- ЬО гии.

При нагреве воды в верхней части низкотемпературной секции 2 выше заданной температуры размещенный здесь датчик 6 температуры выдает сигнал

Ь5 на терморегулятор 29, откуда поступа— ,ет сигнал на открытие клапана 8 и во:да самотеком по дополнительному трубопроводу 7 поступает в высокотемпературную секцию .3.

При понижении уровня воды в низкотемпературной секции 2 поплавковый клапан 10 открывает водопровод 9 и холодная вода из водопровода 9 поступает в нижнюю часть низкотемпературной секции 2.

Если расход воды из высокотемпературной секции 3 на горячее ьодоснабжение превышает поступление воды через клапан 8, то уровень воды в высокотемпературной секции 3 начинает уменьшаться. При понижении уровня воды ниже уровня, определяемого поплавковым клапаном 11, последний открывает соединительный трубопровод 4 и вода из низкотемпературной секции 2 поступает в теплообменник 22, размещенный в источнике 5 тепла, где догревается до требуемой температуры, а затем поступает в высокотемпературную секцию 3. Электронагреватель 25 в баке 3 сбора нагретой воды является резервным источником тепла.

Режим отопления в рассматриваемой системе теплоснабжения реализуется следующим образом.

При понижении температуры воздуха в помещении здания ниже требуемого значения размещенный в помещении дат. чик температуры выдает сигнал на включение вентилятора 36 и циркуляционного насоса 35. Циркулирующий в контуре теплоноситель переносит тепло иэ источника 5 тепла к калориферу 25, где оно передается прокачиваемому через калорифер 25 воздуху, поступающему затем в отапливаемое помещение. Теплоносителем, прокачиваемым через солнечный коллектор 1, в рассматриваемой системе теплоснабжения является вода. Для обеспечения защиты от замерзания служит подсистема, включающая датчик температуры наружного воздуха и клапан 16, установленный в трубопроводе,соЕдинякицем. воздушнУю полость в верхней части бака 14 для хранения сливаемой из солнечного коллектора 1 воды с верхней точкой контура 13. При понижении температуры наружного воздуха ниже температуры замерзания воды датчик температуры наружного воздуха выдает сигнал на открытие клапана 16 и останов насосов

34 после чего происходит слив воды из солнечного коллектора 1 в бак 14 для хранения сливаемой воды.

Система в соответствии с данной схемой позволяет испольэовать в качестве теплоснабжения один дополнительный источник тепла как для отопления, так и для горячего водоснабже. ния, причем дополнительное тепло в

1108303

Составитель К.Заграничная

Редактор М.дылын Техред Т.Фанта Корректор A.Tÿñêo

Заказ 5846/28 Тираж 711 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 подсистему горячего водоснабжения подводится паиболее эффективным способом, а именно, к выходу .из низкотемпературной секции аккумулятора теп ла.

Поддержание с помощью лоплавковых клапанов в секциях аккумулятора телла разных уровней воды позволяет обеспечить ее подачу через дополниельный источник тепла и высокотемпеатурную секцию за счет гидростатиче- 10 ского напора, что приводит к .экономии

1 электроэнергии на привод насоса для прокачки жидкой среды и тем самым повышает экономические показатели снстеЬИ.

Поддержание в низкотемпературной секции постоянно низкой температуры. позволяет использовать для теплообмена между коллектором и аккумулятором замкнутый контур теплоносителя, Таким образом, предложенная система в целом обеспечивает повышение эффективности использования тепла.