Устройство для отопления и горячего водоснабжения одноэтажных зданий

Изобретение предназначено для нагрева воды и может быть использовано в энергетике. Устройство содержит котел, расширительный бак, теплообменник, гидровоздушный теплообменник, трубопроводы, в том числе трубопровод, соединяющий верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, предохранительные клапаны, емкость и резервуар. Котел, резервуар, расширительный бак и трубопровод, соединяющий верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, имеют общую продольную ось в вертикальной плоскости, теплообменник и емкость соосны и их ось параллельна осям резервуара, трубопровода, соединяющего верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, и расширительного бака, кроме того, теплообменник через кран соединен с трубопроводом, соединяющим верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, в пространстве между внутренними стенками и наружными стенками котла расположены источники тепловой энергии и теплоаккумулирующие вещества. Изобретение обеспечивает использование теплоты фазового перехода теплоаккумулирующего вещества. 1 ил.

 

Изобретение относится к области энергетики и, в частности, к установкам отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений.

Известна конструкция устройства (А.с. 1028972, опубл. 13.07.1983), содержащая корпус, ведущий вал, трубопроводы.

Недостаток. Для работы требуется два вида энергоносителей - пар низкого давления и электрический ток.

Наиболее близким аналогом является конструкция по патенту RU 2196933, F22B 21/00, содержащая котел, расширительный бак, теплообменник, предохранительные клапаны, краны, трубопроводы.

Недостаток. Не используется теплота фазового перехода вещества для нагрева рабочей жидкости.

Цель изобретения - использование теплоты фазового перехода теплоаккумулирующего вещества для нагрева рабочей жидкости.

Указанная цель достигается за счет того, что оно содержит емкость и резервуар, при этом котел, резервуар, расширительный бак и трубопровод, соединяющий верхнюю часть котла с днищем расширительного бака имеют общую продольную ось в вертикальной плоскости, теплообменник и емкость соосны и их ось параллельна осям резервуара, трубопровода, соединяющего верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, кроме того, теплообменник через кран соединен с трубопроводом, соединяющим верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, в пространстве между внутренними стенками и наружными стенками котла расположены источники тепловой энергии и теплоаккумулирующие вещества.

Техническим результат достигается за счет:

- использования теплоты газового перехода теплоаккумулирующего вещества химических элементов.

- запаса тепловой энергии в теплоаккумулирующем веществе в три раза больше в сравнении с водяным аккумулятором.

- работы теплоаккумулятора в автоматическом режиме в интервале заданных температур.

На фиг.1 - принципиальная схема общего вида конструкции устройства для нагрева рабочей жидкости.

Устройство состоит из котла 1, внутренней стенки котла 2, источника тепловой энергии 3, теплоаккумулирующего вещества 4, например смесь алюминия с кремнием для запаса в единице объема в три раза больше тепловой энергии при фазовом переходе «твердое-жидкое» в сравнении с водяным аккумулятором (бойлером) и на семьдесят процентов больше по сравнению с аналогичными электронагревательными устройствами для этих же целей, наружной стенки 5 котла, крана 6 и 9, трубопровода 7, обеспечивающего параллельное подсоединение теплообменника 8 к трубопроводу 30, соединяющего верхнюю часть котла 1 с днищем расширительного бака 20, емкости (бойлера) 10 для получения горячей воды из трубопровода 13, трубопровода 11, теплоизоляционного слоя 12, воздушного пространства 14, продольной оси 15, трубопровода 16, гидровоздушного теплообменника 17 для нагрева воздуха в отапливаемом помещении 19, указателей 18, 26, 27, пространства 21 над уровнем рабочей жидкости (воды) 25 в расширительном баке, электротеплореле 22 для управления работой источников тепловой энергии, предохранительных клапанов 23, 24 и 32, резервуара 28 для сбора рабочей жидкости из теплообменника 8 и гидровоздушного теплообменника 17, пространства 29 для размещения источников тепловой энергии 3 и теплоаккумулирующего вещества 4, трубопровода 31, продольной оси 33.

Работа устройства. К электротермореле 22, электробаку (на фиг.1 не показан) и к источникам тепловой энергии 3 подают электроток. Выделяется в электроисточниках 3 тепло, которое вначале нагревает теплоаккумулирующее вещество 4, находящееся в твердом состоянии, а затем температура достигает температуру фазового перехода и теплоаккумулирующее вещество 4 плавится во всем объеме пространства, находящегося между внутренними стенками 2 и наружными стенками 5 котла 2, между стенками трубопровода 31 и наружными стенками трубопровода 30 в пространстве 29. Причем процесс плавления сопровождается увеличением объема теплоаккумулирующего вещества 4, уменьшением свободного пространства 14.

Синхронно с нагревом и плавлением теплоаккумулирующего вещества 4 выделяемое тепло передается через стенки 2 рабочей жидкости 25, находящейся внутри котла 1 и трубопровода 30. За счет термосифона рабочая жидкость 25 перемещается вверх относительно продольной оси 15 с котла 1 в расширительный бачок 20 и далее по указателю 18 в гидровоздушный теплообменник 17, где нагревает его стенки, а следовательно, и воздушное пространство в помещении 19, трубопровод 16 и резервуар 28, возвращается в котел 1 с меньшей температурой.

Применение термосифона, соосное расположение вертикальных продольных осей 15 котла 1, трубопровода 30, резервуара 28 и расширительного бака 20, а также нагрев рабочей жидкости 25 в трубопроводе 30 обеспечивает эффективную циркуляцию в направлении указателей 18, 26, 27 рабочей жидкости 25 в данном устройстве без применения циркуляционного насоса.

Для горячего водоснабжения (при необходимости) открывают кран 6. Рабочая жидкость 25 циркулирует по указателю 26 через трубопровод 7, теплообменник 8, трубопровод 11, нагревая воду, поступающую по трубопроводу 13 в емкость (бойлер) 10. Через кран 9 расходуется потребителю.

При достижении температуры нагрева, например, девяносто градусов Цельсия электротермореле 22 отключает подачу электроэнергии к источникам тепла 3. Температура рабочей жидкости 25 в устройстве понижается до наперед регламентированного значения, после чего электротермореле 22 снова подает напряжение к источникам 3 тепловой энергии. Процесс повторяется.

Устройство для отопления и горячего водоснабжения одноэтажных зданий, содержащее котел, расширительный бак, теплообменник, гидровоздушный теплообменник, трубопроводы, в том числе трубопровод, соединяющий верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, предохранительные клапаны и краны, отличающееся тем, что оно содержит емкость и резервуар, при этом котел, резервуар, расширительный бак и трубопровод, соединяющий верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, имеют общую продольную ось в вертикальной плоскости, теплообменник и емкость соосны и их ось параллельна осям резервуара, трубопровода, соединяющего верхнюю часть котла с днищем расширительного бака и расширительного бака, кроме того, теплообменник через кран соединен с трубопроводом, соединяющим верхнюю часть котла с днищем расширительного бака, в пространстве между внутренними стенками и наружными стенками котла расположены источники тепловой энергии и теплоаккумулирующие вещества.