Устройство регулирования температуры воздуха в помещении


 


Владельцы патента RU 2427763:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления, в частности к устройствам для регулирования температуры воздуха в помещениях, отапливаемых от систем открытого теплоснабжения. Технический результат: поддержание нормированного температурного режима при длительной эксплуатации за счет устранения загрязнений счетчика расхода теплоносителя путем размещения на входе циркуляционного насоса фильтр со счетчиком из биметалла. Устройство для регулирования температуры воздуха в помещении, отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержит контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса общей циркуляции с выходом регулятора температуры воздуха, при этом дополнительно содержит датчик температуры обратного теплоносителя на выходе из системы отопления, причем на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции размещен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя. На входе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен фильтр, включающий сетку из биметалла и сборник загрязнений, при этом сетка из биметалла выполнена таким образом, что материал со стороны трубопровода повторной циркуляции имеет коэффициент теплопроводности, в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала со стороны входа в циркуляционный насос контура повторный циркуляции. 1 ил.

 

Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления, в частности к устройствам для регулирования температуры воздуха в помещениях, отапливаемых от систем открытого теплоснабжения.

Известно устройство регулирования температуры воздуха в помещении (см. авторское свидетельство СССР №1193378, кл2. F24D/00, 1985, Бюл. №43), отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержащее контур общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса контура общей циркуляции - с выходом регулятора температуры воздуха.

Вследствие снижения температуры воздуха в помещении, недостатком является непроизводительные расходы энергии на перемещение значительного количества энергоемкого горячего теплоносителя в контуре общей циркуляции для того, чтобы восстановить заданную температуру воздуха в отапливаемом помещении.

Известно устройство для регулирования температуры воздуха в помещении (патент РФ №2263848, МПК F24D 3/02, опубл. 10.11.2005, Бюл. №31), отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержащее контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса общей циркуляции - с выходом регулятора температуры воздуха, при этом дополнительно содержит датчик температуры обратного теплоносителя на выходе из системы отопления, причем на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции размещен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя.

Недостатком являются непроизводительные расходы энергии на привод циркуляционного насоса в контуре повторной циркуляции из-за наличия в обратном теплоносителе загрязнений в виде ржавчины и окалины из системы отопления помещения. Кроме того, наличие загрязнений в теплоносителе, поступающих в счетчик расхода, снижает его эксплуатационные характеристики, а это в конечном итоге приводит к разрегулировке температурного режима в отапливаемом помещении.

Техническая задача изобретения заключается в поддержании нормированного температурного режима при длительной эксплуатации за счет устранения загрязнений счетчика расхода теплоносителя путем размещения на входе циркуляционного насоса фильтра со счетчиком из биметалла.

Технический результат по поддержанию нормированного температурного режима при длительной эксплуатации с оптимизацией расхода тепла и затрат энергии на привод циркуляционного насоса повторной циркуляции достигается тем, что устройство для регулирования температуры воздуха в помещении, отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержащее контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса общей циркуляции - с выходом регулятора температуры воздуха, при этом дополнительно содержит датчик температуры обратного теплоносителя на выходе из системы отопления, причем на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции размещен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя, причем на входе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен фильтр, включающий сетку из биметалла и сборник загрязнений, при этом сетка из биметалла выполнена таким образом, что материал со стороны трубопровода повторной циркуляции имеет коэффициент теплопроводности в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала со стороны входа в циркуляционный насос контура повторный циркуляции.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для регулирования температуры воздуха в помещении.

Устройство содержит систему 1 отопления помещения 2, соединенную прямой и обратными магистралями 3 и 4 с источником 5 горячего теплоносителя, образуя контур общей циркуляции, снабженный циркуляционным насосом 6. Контур местной циркуляции образован системой 1 отопления помещения 2 и трубопроводом 7 повторной циркуляции, соединяющим магистрали 3 и 4 вблизи места подключения их к системе 1 отопления.

Контур повторной циркуляции снабжен циркуляционным насосом 8, установленным на трубопроводе 7 повторной циркуляции. Приводы 9 и 10 циркуляционных насосов 6 и 8 снабжены регуляторами 11 и 12 скорости вращения. В обогреваемом помещении 2 установлен датчик 13 температуры, связанный с регулятором 14 температуры, а в системе 1 отопления - датчик 15 температуры обратного теплоносителя, связанный с регулятором 14 температуры, и датчик 16 перепада давления, подключенный к регулятору 17 перепада давления.

На выходе циркуляционного насоса 6 прямой магистрали 3 контура общей циркуляции размещен счетчик 18 тепла, а на выходе циркуляционного насоса 8 контура повторной циркуляции размещен счетчик 19 расхода теплоносителя. На выходе 20 циркуляционного насоса 8 контура повторной циркуляции размещен фильтр 21, включающий сетку 22 из биметалла и сборник загрязнений 23, при этом сетка из биметалла выполнена таким образом, что материал 24 со стороны трубопровода 7 повторной циркуляции имеет коэффициент теплопроводности (например, алюминий с коэффициентом теплопроводности, равным 204 Вт/м*К; см. стр.312. Нащокин В.В. Техническая термодинамика и теплопередача. М.: 1980-469 с. ил.), в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала 25 (например, латунь с коэффициентом теплопроводности 85 Вт/м*К; см. там же) со стороны входа 20 циркуляционного насоса 8 контура повторной циркуляции.

Устройство регулирования температуры воздуха в помещении работает следующим образом:

Система 1 отопления, включающая нагревательные элементы в помещении 2 (на чертеже не показано), обладает повышенной площадью теплообмена, т.е. контур местной циркуляции, образованный системой 1 отопления помещения 2, трубопроводом 7 повторной циркуляции с установленным на нем циркулирующим насосом 8 более интенсивно загрязняет теплоноситель ржавчиной и окалиной при наличии внутренней металлической площади теплообмена (трубы, нагревательные приборы, стояки), чем контур общей циркуляции, включающий прямую и обратную 4 магистрали с источником горячего теплоносителя циркуляционного насоса 6. Наличие загрязнений в виде твердых частиц уменьшает проходное сечение как на входе 20 в циркуляционный насос 8, увеличивая скорость перемещения потока теплоносителя (см., например, Ионин А.А. Теплоснабжение. М.: Стройиздат, 1982 - 336 с.), так и в счетчике 19 расхода, что искажает достоверность реального значения количества перемешивающегося обратного теплоносителя, а это, как следствие, резко снижает эффективность регулирования температуры воздуха в помещении. Для устранения данного явления на входе 20 циркуляционного насоса 8 установлен фильтр 21 и обратный теплоноситель, насыщенный твердыми частицами ржавчины и окалины, поступающими из трубопровода 7 повторной циркуляции в фильтр 21 на сетку 22. При выполнении сетки 22 из биметалла при температуре обратного теплоносителя на материале 24 биметалла 22 с коэффициентом теплопроводности, в 2,0-2,5 раза превышающим коэффициент теплопроводности материала 25, со стороны входа в циркуляционный насос 8 образуется термовибрация (см., например, Дмитриев В.П. Биметаллы, Пермь, 1991 - 369 с., ил.). В результате, при прохождении обратного теплоносителя из трубопровода 7 повторной циркуляции в фильтре 21 на сетке 22 наблюдается его очистка от твердых частиц, которые при термовибрационном воздействии перемещаются в сборник загрязнений 23, откуда удаляются вручную или автоматически (на чертеже не показано), и счетчик 19 расхода показывает реальное количество проходимого теплоносителя, т.е. устройство для регулирования температуры воздуха работает устойчиво при длительной эксплуатации.

При понижении температуры в помещении 2 меньше заданной сигнал датчика 13 температуры поступает на регулятор 14 температуры, который воздействует на регулятор 11 скорости вращения, тем самым увеличивая подачу циркуляционного насоса 6.

Увеличение расхода высокостоимостного горячего теплоносителя через счетчик тепла 18 приводит к повышению температуры потока в обратной магистрали 4 контура повторной циркуляции, в силу наличия переходных процессов в устройстве, что регулируется датчиком 15 температуры обратного теплоносителя.

Сигнал датчика 15 температуры обратного теплоносителя поступает на регулятор 14 температуры, который воздействует на регулятор 11 скорости вращения, тем самым уменьшая подачу циркуляционного насоса 6.

При возвращении в оптимальный режим путем уменьшения расхода горячего теплоносителя через циркуляционный насос 6 наблюдается колебание давления в прямой магистрали 3 контура общей циркуляции и соответственно уменьшается перепад давления в системе 1 отопления. При этом сигнал датчика 16 перепада давления поступает на регулятор 17 перепада давления, который воздействует на регулятор 12 скорости вращения, тем самым достигается увеличение подачи насоса 8 контура повторной циркуляции до тех пор, пока перепад давления в системе 1 отопления не станет равен заданному.

Увеличение количества обратного теплоносителя, с недоиспользованным энергетическим потенциалом, перемещающегося через счетчик 19 расхода теплоносителя, приводит к увеличению давления в прямой магистрали 3, т.к. для повышения и дальнейшего поддержания заданной температуры воздуха в отапливаемом помещении 2 требуется большее суммарное количество поступающего к нему теплоносителя из-за снижения расхода высокостоимостного горячего теплоносителя.

Следовательно, поддержание заданной температуры воздуха в помещении 2 системой 1 отопления посредством регулятора 14 температуры воздуха и регулятора 17 перепада давления осуществляется в автоматизированном режиме работы циркуляционных насосов 6 и 8 при поддержании оптимальной подачи высокостоимостного горячего теплоносителя, регистрируемого счетчиком 18 тепла и расхода обратного теплоносителя, с недоиспользованным энергетическим потенциалом, через счетчик 19 расхода теплоносителя. При этом необходимым условием оптимизации перемещения теплоносителей в контуре общей циркуляции и контуре повторной циркуляции является соотношение расхода тепла, регистрируемого счетчиком 18, и затрат энергии на привод соответствующих циркуляционных насосов.

Оригинальность предлагаемого изобретения заключается в том, что надежность регулирования температуры воздуха в помещении при длительной эксплуатации, когда образуются загрязнения в теплоносителе в виде твердых частиц: ржавчины и окалины, которые резко снижают качественный уровень измерительной аппаратуры, достигается установкой на входе в циркуляционный насос повторной циркуляции фильтра со сборником загрязнения, причем фильтр снабжен сеткой из биметалла, выполняется таким образом, что материал со стороны теплопровода повторной циркуляции имеет коэффициент, в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала со стороны входа в циркуляционный насос контура повторной циркуляции.

Устройство для регулирования температуры воздуха в помещении, отапливаемом от системы открытого теплоснабжения, содержащее контуры общей и повторной циркуляции с прямой и обратной магистралями, каждый из которых снабжен циркуляционным насосом с приводом и регулятором скорости вращения, связанными соответственно у насоса контура повторной циркуляции с выходом регулятора давления, а у насоса общей циркуляции - с выходом регулятора температуры воздуха, при этом дополнительно содержит датчик температуры обратного теплоносителя на выходе из системы отопления, причем на выходе циркуляционного насоса прямой магистрали контура общей циркуляции размещен счетчик тепла, а на выходе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен счетчик расхода теплоносителя, отличающееся тем, что на входе циркуляционного насоса контура повторной циркуляции размещен фильтр, включающий сетку из биметалла и сборник загрязнений, при этом сетка из биметалла выполнена таким образом, что материал со стороны трубопровода повторной циркуляции имеет коэффициент теплопроводности, в 2,0-2,5 раза превышающий коэффициент теплопроводности материала со стороны входа в циркуляционный насос контура повторной циркуляции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в закрытых системах теплоснабжения преимущественно жилых зданий при зависимой схеме присоединения к тепловой сети.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использована для коммунально-бытового и промышленного тепло- и горячего водоснабжения с вакуумной деаэрацией воды.

Изобретение относится к области кондиционирования воздуха в помещениях. .

Изобретение относится к системам теплопередачи. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики и используется для получения чистого конденсата (обессоленной воды) из сетевой воды, с последующим использованием его для питания паровых котлов.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. .

Изобретение относится к системам теплопередачи. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а более конкретно к устройствам приготовления воды для отопления, и может быть использовано в системах, работающих на основе теплоты нагретых подземных термальных вод при отоплении зданий и сооружений децентрализованным образом.

Изобретение относится к теплоснабжению и может быть использовано в централизованных водяных системах теплоснабжения, поставляющих тепловую энергию потребителям по нескольким тепломагистралям.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано в открытых системах теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий при зависимой схеме присоединения к тепловой сети.

Изобретение относится к области автоматического регулирования и управления, в частности к устройствам для регулирования температуры воздуха в помещениях, отапливаемых от систем открытого теплоснабжения

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в системах централизованного теплоснабжения

Изобретение относится к способу получения чистого пара с последующей его конденсацией и получением обессоленной воды повышенного качества

Изобретение относится к области автономных систем отопления, в частности к деаэрационно-расширительным мембранным бакам, и может быть использовано в автономных системах отопления и горячего водоснабжения для обогрева внутренних объемов зданий

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для создания импульсного режима течения жидкости

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для регулирования расхода тепла в системах отопления зданий и сооружений. Технический результат заключается в повышении надежности управления теплопотреблением. Для этого предложено устройство для автоматического управления теплопотреблением, которое содержит подающую магистраль, соединенные последовательно ключ, водоструйный элеватор, потребитель тепла со стояковой системой отопления, обратную магистраль, а также блок управления, выход которого подключен ко второму входу ключа, циркуляционный насос, первый вход которого связан с обратной магистралью, второй вход циркуляционного насоса соединен со вторым выходом блока управления, а выход циркуляционного насоса подключен ко второму входу водоструйного элеватора. Устройство включает «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления, где m - количество стояков, входы которых подсоединены к соответствующим «m» выходам с 2-го по (1+m)-й потребителя тепла со стояковой системой отопления, а выходы «m» блоков измерения температуры теплоносителя на входах в стояки системы отопления потребителя тепла со стояковой системой отопления связаны с соответствующими «m» входами с 1-го по m-й блока управления. 1 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики. Гидравлический теплогенератор, включающий входное закручивающее устройство, соединенное с корпусом вихревой камеры, патрубок отвода нагретой жидкости, отличающийся тем, что снабжен со стороны размещения дросселя приосевым центральным отверстием с установленным в нем патрубком подвода в приосевую область вихревой камеры дополнительных масс жидкости, торцы которого оборудованы ходовыми винтами с сальниковым уплотнением, обеспечивающим регулировку режимов работы. Устройство нагрева жидкости, содержащее гидравлический теплогенератор, сетевой насос с электроприводом, соединенный с корпусом теплогенератора, подающий и обратный трубопроводы с запорными вентилями, обеспечивающие взаимосвязь теплогенератора с теплообменниками, отличающееся тем, что линия подачи разделена на две, одна из которых направлена к закручивающему поток устройству вихревой камеры, а вторая через эжектор - в ее приосевую область, кроме того, имеются две линии отвода - одна, выйдя из центрального отверстия диафрагмы, подается на вход насоса, вторая, пройдя систему внешних отопительных приборов, подсасывается эжектором в приосевую область вихревой камеры, образуя тем самым замкнутый гидравлический контур. Использование изобретения позволит за счет интенсификации тепломассообмена получить ускорение темпа нагрева несжимаемой среды. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике отопления и теплоснабжения. Система отопления содержит магистральные подающий и обратный трубопроводы, разводящие теплоноситель по стоякам. Стояки образованы вертикальными подающими и обратными трубопроводами и к ним присоединены при помощи подводок комплекты нагревательных приборов. Система дополнительно оборудована перемычками, которые соединяют последовательно концы подающих и обратных вертикальных трубопроводов как в стояках, так и трубопроводы соседних стояков, обеспечивая возможность последовательного прохода по ним части теплоносителя, минуя комплекты нагревательных приборов. Свободные концы крайних подающего и обратного трубопроводов, соединенных стояков (первого и последнего), присоединены к соответствующим магистральным трубопроводам. Это позволяет повысить тепловую устойчивость системы отопления. 3 ил.

Изобретение относится к области отопления зданий. Устройство автоматического управления содержит подающий и обратный трубопроводы, элеватор и систему отопления, а также насос, блок управления, блок измерения температуры наружного воздуха, блоки измерения температуры теплоносителя, установленные на подающем и обратном трубопроводах. Регулирующий клапан установлен в подающем трубопроводе, его выход связан с первым входом элеватора, а вход через обратный клапан связан с обратным трубопроводом. Циркуляционный насос входом подключен к обратному трубопроводу, а выходом через обратный клапан подключен к выходу водоструйного элеватора. Или параллельно обратному трубопроводу между вторым входом водоструйного элеватора и вторым блоком измерения температуры теплоносителя установлен циркуляционный насос. Или параллельно подающему трубопроводу между выходом водоструйного элеватора и первым блоком измерения температуры теплоносителя установлен циркуляционный насос. Это позволяет обеспечить надежную и длительную эксплуатацию в основном и резервном режимах работы за счет обеспечения устойчивого гидравлического режима и постоянного расхода циркуляции теплоносителя в системе отопления. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх