Система теплоснабжения автодома

Изобретение относится к устройствам отопления транспортных средств. Система теплоснабжения автодома включает нагреватель теплоносителя, теплообменник горячего водоснабжения, контур циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником и бак теплоносителя, разделенный на отсеки вертикальными перегородками с возможностью перелива теплоносителя через перегородки последовательно из отсека в отсек. Теплообменник горячего водоснабжения расположен в одном из отсеков бака, остальные отсеки бака входят в состав контуров циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником. Первый отсек бака в указанной последовательности соединен трубопроводом с нагревателем теплоносителя, а последний отсек бака в указанной последовательности выполнен с возможностью перелива теплоносителя в трубопровод для транспортировки теплоносителя насосом через нагреватель в первый отсек. Достигается снижение энергетических затрат, необходимых для теплоснабжения автодома, за счет учета приоритетов в расходе теплоносителя. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Изобретение относится к системам теплоснабжения, используемым в автодоме - жилом помещении в фургоне, который либо выполнен в виде прицепа, либо совмещен с транспортным средством.

Предшествующий уровень техники

Особенностью теплоснабжения автодома является использование автономного источника тепла и теплоносителя для различных целей, как для обогрева помещения, например, пола, обеспечения горячего водоснабжения, так и для предварительного подогрева двигателя автотранспортного средства или катера.

В тоже время, например, при необходимости предварительного прогрева двигателя, большую часть теплоносителя целесообразно расходовать именно для этого, а при использовании горячей воды, целесообразно увеличить расход теплоносителя, для ее подогрева. Важно учитывать приоритеты при расходе теплоносителя. Таким образом, актуально не только обеспечить расход теплоносителя для всех целей с заданным приоритетом, но и предусмотреть перераспределение приоритетов.

Наиболее близким аналогом заявленной системы теплоснабжения автодома является система обогрева транспортного средства, раскрытая в патенте США US6332580 от 25.12.2001, включающая нагреватель теплоносителя, теплообменник горячего водоснабжения и контур циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником.

Вместе с тем в известном техническом решении не решается проблема перераспределения приоритетов расхода теплоносителя, что не позволяет снизить энергетические затраты.

Заявляемое изобретение направлено на учет приоритетов в расходе теплоносителя и снижение энергетических затрат в целом.

Раскрытие изобретения

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в снижении энергетических затрат, необходимых для теплоснабжения автодома, за счет учета приоритетов в расходе теплоносителя. При этом перераспределение расхода теплоносителя обеспечивается автоматически при включении или выключении насоса какого-либо контура циркуляции теплоносителя вследствие соподчиненности отсеков в баке теплоносителя.

Указанные технические результаты достигаются в системе теплоснабжения автодома, включающей нагреватель теплоносителя, теплообменник горячего водоснабжения, контур циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником, и бак теплоносителя, разделенный на отсеки вертикальными перегородками с возможностью перелива теплоносителя через перегородки последовательно из отсека в отсек, при этом теплообменник горячего водоснабжения расположен в одном из отсеков бака, остальные отсеки бака входят в состав контуров циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником. Первый отсек бака в указанной последовательности соединен трубопроводом с нагревателем теплоносителя, а последний отсек бака в указанной последовательности выполнен с возможностью перелива теплоносителя в трубопровод, соединяющий последний отсек бака с нагревателем теплоносителя и насосом для транспортировки теплоносителя в первый отсек.

Бак теплоносителя может быть выполнен цилиндрическим и разделен на отсеки вертикальными цилиндрическими перегородками с возможностью перелива теплоносителя через перегородки последовательно из отсека в отсек. Форма бака возможна и другая, например, прямоугольного параллелепипеда, тогда вертикальные перегородки могут иметь форму пластин.

Бак теплоносителя может быть разделен на отсеки теплоизоляционными вертикальными перегородками. Другой вариант выполнения перегородок может, например, предусматривать отделение отсека с теплообменником горячего водоснабжения от соседнего отсека теплопроводящей вертикальной перегородкой, а остальные вертикальные перегородки, отделяющие отсеки друг от друга выполнены теплоизоляционными.

Бак теплоносителя может включать первый отсек с теплообменником горячего водоснабжения, при этом второй отсек входит в состав контура предварительного подогрева двигателя, а последующий отсек или отсеки входят каждый в состав контура с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения, тогда нагреватель теплоносителя соединен трубопроводом с нижней частью (дном) первого отсека, а трубопроводы контура предварительного подогрева двигателя и контуров с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения отводят теплоноситель из отверстия в дне, соответственно, второго и третьего отсеков, а подводят теплоноситель в верхние части этих отсеков.

Первый отсек может входить в состав контура предварительного подогрева двигателя, при этом во втором отсеке установлен теплообменник горячего водоснабжения, а третий отсек входит в состав контура с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения, тогда трубопровод соединяет нагреватель теплоносителя с нижней частью первого отсека, а трубопроводы контура предварительного подогрева двигателя и контура с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения отводят теплоноситель из отверстия в дне, соответственно, второго и третьего отсеков, а подводят теплоноситель в верхние части этих отсеков.

Краткое описание чертежей

На фигуре схематично показана система теплоснабжения автодома.

Осуществление изобретения

Система теплоснабжения автодома, показанная на фигуре, включает бак 1 теплоносителя, выполненный цилиндрическим и разделенный на отсеки 2, 3, 4, 5, 6 и 7 вертикальными цилиндрическими теплоизоляционными перегородками с возможностью перелива теплоносителя через расположенные концентрично и уменьшающиеся по высоте перегородки последовательно из отсека 2 в отсек 3, из отсека 3 в отсек 4, из отсека 4 в отсек 5, из отсека 5 в отсек 6, а из отсека 6 в отсек 7, продолжением которого служит трубопровод 8 для перекачки теплоносителя посредством насоса 9 через нагреватель 10 теплоносителя в нижнюю часть отсека 1. В верхней части бака 1, над отсеками, находится воздух и сохраняется атмосферное давление.

Теплообменник 11 горячего водоснабжения расположен в отсеке 3.

Отсеки 2, 4, 5 и 6 входят каждый в состав контура циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником. Отсек 2 входит в состав контура предварительного подогрева двигателя 12, включает трубопровод 13 и насос 14, перекачивающий теплоноситель со дна отсека 2 по трубопроводу 13 в верхнюю часть отсека 2.

Отсеки 4, 5 и 6 входят каждый в состав контура с рекуперативным теплообменником, соответственно, 15, 16 и 17, например, зависимым отопителем для обогрева помещения, включающим, соответственно, трубопроводы 18, 19 и 20, с насосами 21, 22 и 23, перекачивающими теплоноситель со дна отсеков 4, 5 и 6 по трубопроводам 15, 16 и 17 в верхнюю часть отсеков 4, 5 и 6.

Для домов на колесах, создаваемых на основе автомобиля с двигателем внутреннего сгорания (ДВС), высшим приоритетом является контур 2 предпускового подогрева ДВС. Если происходит запуск двигателя, то большая часть тепловой энергии должна отбираться соответствующим контуром теплоносителя, подогревающего двигатель автомобиля. По мере прогрева двигателя доля отбираемой для его нагрева тепловой энергии должна уменьшаться и при достижении необходимого уровня температуры отбор тепловой энергии должен быть сведен к минимальной величине.

По мере уменьшения отбора тепла контуром высшего приоритета возрастает доля тепла, отбираемого контуром следующего, более низкого, уровня приоритета. В частности, приоритетом, менее значимым, чем контур предпускового нагрева, но более значимым, чем приоритет подогрева воздуха в жилом помещении, обладает контур подогрева разборной бытовой воды.

При выделении различных по требуемой температуре воздуха зон, в каждой из которых поддержание температуры обеспечивается собственным теплообменником с индивидуальным тепловым контуром, более высоким приоритетом обладают те зоны, в которых требуется более высокая температура.

Контуры с отсеками 2, 3, 4, 5 и 6 обладают последовательно уменьшающимися значениями приоритета.

Теплоноситель поступает из нагревателя 10 в отсек 2 бака 1, имея максимальную температуру Т₁. В отсеке 2, подающим теплоноситель в ДВС, устанавливается температура Т_2, которая меньше, чем Т₁, поскольку часть тепла расходуется на нагрев ДВС. Соответственно в отсеке 3 поддерживается температура Т_3, которая меньше, чем Т₂, т.к. в этом отсеке происходит нагрев холодной воды, поступающей в теплообменник 11, откуда после нагрева через кран разбора горячей воды она используется для бытовых нужд. Аналогично, в контурах с отсеками 4, 5 и 6 устанавливаются последовательно уменьшающиеся значения температуры. Если, например, насос 16 соответствующего контура циркуляции тосола отключен, то тосол не поступает в отопитель этого контура и, соответственно, не возвращается в отсек 5 по трубопроводу 19. Но заполнение отсека 5 обеспечивается поступлением в него тосола переливом из соседнего отсека 4.

Исходно объем теплоносителя, например тосола, в системе достаточен, чтобы заполнить отсеки бака, образованные соосными теплоизоляционными перегородками, в том числе центральный отсек 7, из которого через отверстие в дне бака тосол насосом 9 подается в котел-нагреватель 10, а также трубопроводы, по которым тосол, после прохождения через зависимые отопители возвращается в соответствующие зоны бака. Исходный объем тосола в системе рассчитывается из условия, что его количество в центральном отсеке всегда достаточно для транспортировки (перелива) в нагреватель, а от него в первый, самый горячий по температуре отсек бака.

При необходимости, для предотвращения излишнего перетекания теплоносителя из трубопроводов, подводящих теплоноситель в верхние части отсеков, трубопроводы могу быть снабжены клапанами, перекрывающими поступление теплоносителя из трубопроводов при выключенном насосе соответствующего контура циркуляции теплоносителя.

Управление системой теплоснабжения автодома возможно, например, посредством набора выключателей нагревателя 10 с насосом 9 и насосов 14, 21, 22 и 23.

1. Система теплоснабжения автодома, включающая нагреватель теплоносителя, теплообменник горячего водоснабжения и контур циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником, отличающаяся тем, что включает бак теплоносителя, разделенный на отсеки вертикальными перегородками с возможностью перелива теплоносителя через перегородки последовательно из отсека в отсек, в одном из отсеков бака расположен теплообменник горячего водоснабжения, остальные отсеки бака входят в состав контуров циркуляции теплоносителя с насосом и рекуперативным теплообменником, при этом первый отсек бака в указанной последовательности соединен трубопроводом с нагревателем теплоносителя, а последний отсек бака в указанной последовательности выполнен с возможностью перелива теплоносителя в трубопровод для транспортировки теплоносителя насосом через нагреватель в первый отсек бака.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что бак теплоносителя выполнен цилиндрическим и разделен на отсеки вертикальными цилиндрическими перегородками с возможностью перелива теплоносителя через перегородки последовательно из отсека в отсек.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что бак теплоносителя разделен на отсеки теплоизоляционными вертикальными перегородками.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что отсек с теплообменником горячего водоснабжения отделен от соседнего отсека теплопроводящей вертикальной перегородкой, а остальные вертикальные перегородки, отделяющие отсеки друг от друга, выполнены теплоизоляционными.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что бак теплоносителя включает первый отсек с теплообменником горячего водоснабжения, второй отсек входит в состав контура предварительного подогрева двигателя, а последующие отсеки входят каждый в состав контура с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения, при этом

трубопровод соединяет нагреватель теплоносителя с нижней частью (дном) первого отсека, а трубопроводы контура предварительного подогрева двигателя и контуров с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения отводят теплоноситель из отверстия в дне, соответственно, второго и третьего отсеков, а подводят теплоноситель в верхние части этих отсеков.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что первый отсек входит в состав контура предварительного подогрева двигателя, во втором отсеке установлен теплообменник горячего водоснабжения, третий отсек входит в состав контура с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения, при этом трубопровод соединяет нагреватель теплоносителя с нижней частью первого отсека, а трубопроводы контура предварительного подогрева двигателя и контура с рекуперативным теплообменником для обогрева помещения отводят теплоноситель из отверстия в дне, соответственно, второго и третьего отсеков, а подводят теплоноситель в верхние части этих отсеков.