Устройство аккумуляционного обогрева

 

Использование: для обогрева коттеджей, отдельных квартир и т.д. Сущность изобретения: устройство содержит два независимых контура 1 и 10 теплоносителя, соединенные между собой теплообменником 5 типа "труба в трубе", который служит обогревающим устройством. Внутренняя полость теплообменника подключена к первому контуру 1, снабженному последовательно установленными нагревательной установкой 2 и аккумулятором 4, а наружная 10 - ко второму контуру, в котором дополнительно установлена пиковая нагревательная установка 6. 1 ил.

Изобретение относится к технике обогрева, например коттеджей, отдельных квартир многоэтажных домов, в которых аккумуляционное электрообогревающее устройство является потребителем-регулятором питающей электрической трансформаторной подстанции (ТП).

Известна система отопления и горячего водоснабжения, содержащее замкнутые и разомкнутый независимые контуры теплоносителей, теплообменник и аккумулирующую емкость горячей воды, в которой теплообменник помещен в аккумулирующую емкость горячей воды и сообщен с ней через выходную камеру (1).

К недостаткам этого устройства следует отнести низкое качество регулирования температуры обогревающего устройства за счет помещения теплообменника в аккумулирующую емкость.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы устройства аккумуляционного электрообогрева.

Задача решается тем, что, устройство аккумуляционного обогрева дополнительно снабжено пиковой нагревательной установкой, размещенной во втором контуре, а обогревающим устройством служит упомянутый теплообменник.

На чертеже схематично представлено устройство аккумуляционного обогрева.

Устройство аккумуляционного обогрева, например электрообогрева, состоит из последовательно соединенных в замкнутом контуре 1 нагревательной установки 2 с нагревательными элементами 3, например трубчатыми электрическими нагревателями (ТЭН), аккумулирующей емкости 4 и обогревающего устройства 5, а также пиковой нагревательной установки 6 с нагревательными элементами 7, например ТЭН. Обогревающее устройство выполнено в виде теплообменника "труба в трубе", внутренняя полость 8 которого соединена с контуром 1, а внешняя полость 9, соединенная с пиковой нагревательной установкой 6, образует второй контур 10.

Нагревательная установка 2 может быть объединена с аккумулирующей емкостью 4. Тогда нагревательные элементы 3, помещенные в емкость 4, образуют аккумуляционный нагреватель (в случае если теплоноситель вода-водонагреватель).

Устройство работает следующим образом. При аккумуляционном электрообогреве в часы провала графика нагрузки энергосистемы или питающей ТП (районной или потребительской) включают нагревательные элементы 3 нагревательной установки 2. Происходит естественная или принудительная циркуляция теплоносителя, например воды, в замкнутом контуре 1 (принудительная циркуляция может осуществляться насосом, который на чертеже не показан). При этом теплоноситель, проходя через аккумулирующую емкость 4, охлаждается, нагревая содержащийся в ней теплоноситель. За счет емкости 4 происходит сглаживание температуры теплоносителя в течение суток. Теплоноситель после емкости 4 проходит во внутреннюю полость 8 обогревающего устройства 5 и вновь поступает в установку 2.

Нагревательные элементы 7 пиковой нагревательной установки 6 включают в то время, когда теплоноситель контура 1 в обогревающем устройстве 5 имеет температуру ниже заданного диапазона и график нагрузки позволяет включение указанной нагрузки.

Режим работы обогревающего устройства 5, выполненного в виде теплообменника "труба в трубе", определяется требуемой температурой воздуха обогреваемого устройства аккумуляционного обогрева помещения, потоками тепловой энергии через ограждающие конструкции этого помещения, воздухообмен помещения, температурами теплоносителей контуров 1 и 10 и графиком нагрузки ТП.

1-й режим. В часы провала графика нагрузки включают нагревательные элементы 3 нагревательной установки 2. Теплоноситель, проходя по контуру 1, через емкость 4, проходит во внутреннюю полость 8 обогревающего устройства 5, где происходит теплообмен между теплоносителями контуров 1 и 10. Поскольку нагревательная установка 6 отключена, циркуляции в контуре 10 нет (может быть прекращена клапаном или вентилем, которые на чертеже не показаны) и теплоноситель во внешней полости 9 нагревается до установившейся температуры. Заданная температура воздуха помещения может изменяться за счет изменения скорости протекания теплоносителя по контуру 1.

2-й режим. В часы пика нагрузки, когда нельзя включать нагревательные элементы 3 установки 2, но можно включать нагревательные элементы 7 пиковой нагревательной установки 6, меньшей по мощности, чем установка 2, происходит циркуляция теплоносителя в контуре 10. Когда мощность нагревательных элементов покрывает расход тепловой энергии обогревающего устройства 5, циркуляцию в контуре 1 прекращают.

3-й режим. Как и во втором, но когда мощность нагревательных элементов 7 с излишком покрывает расход тепловой энергии обогревающего устройства 5, а температура теплоносителя в полости 8 указанного устройства 5 ниже температуры теплоносителя в полости 9, происходит подзарядка аккумулирующей емкости 4 пиковым нагревателем 6.

Изобретение повышает эффективность работы устройства аккумуляционного электрообогрева, т. к. во-первых, повышает эффективность расхода тепловой энергии; во-вторых, повышается качество регулирования температуры воздуха помещения; в-третьих, аккумуляционный электрообогрев позволяет более полно сгладить график нагрузки питающей ТП; в-четвертых, позволяет использовать поселки усадебных домов, коттеджей или многоэтажные дома с электрообогревом в качестве потребителей-регуляторов ТП или энергосистемы в целом.

Техническая реализация устройства не вызывает сомнения, например в усадебных домах с трехфазным единым энергетическим вводом (≈3N, 380B, 50Гц), где электрифицированы технологические процессы обогрева, воздухообмена, горячего водоснабжения, быта и личного подсобного хозяйства.

Формула изобретения

Устройство аккумуляционного обогрева, содержащее обогревающее устройство, два независимых контура теплоносителя, соединенные между собой теплообменником типа труба в трубе, внутренняя, центральная полость которого подключена к первому контуру, снабженному последовательно установленными нагревательной установкой и аккумулятором, а наружная, кольцевая, к второму, отличающаяся тем, что оно дополнительно снабжено пиковой нагревательной установкой, размещенной во втором контуре, а обогревающим устройством служит упомянутый теплообменник.

РИСУНКИ

Рисунок 1