УСТАНОВКА ДЛЯ СИСТЕМЫ ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Полезная модель относится к области горячего водоснабжения и может быть использована в системах горячего водоснабжения для экономии тепловой энергии, поступающей из тепловой сети.
Заявляемая полезная модель относится к приоритетным направлениям развития науки и технологии «Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и потребления тепла и электроэнергии» [Алфавитно-предметный указатель к Международной патентной классификации по приоритетным направлениям развития науки и технологий / Ю.Г. Смирнов, Е.В. Скиданова, С.А. Краснов. - М.: ПАТЕНТ, 2008. - с. 58 и с. 97].
Полезная модель позволяет значительно уменьшать затраты тепловой энергии за счет использования низкопотенциального тепла наружного воздуха в теплый период.
Известна установка для нагрева сетевой воды теплом уходящих газов, содержащая газоход, воздухоподогреватель, подогреватель сетевой воды, байпас с регулирующим шибером для пропуска части уходящих газов помимо подогревателя сетевой воды [Патент РФ №2186290, МПК C1, F22B 1/18, F24H 1/00, опубликовано 27.07.2002].
Признаками аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемой установки, является наличие теплообменного аппарата между воздушной и водяной средами. Устройство состоит из газохода, воздухоподогревателя, подогревателя сетевой воды, установленный перед дымососом, байпас с регулирующим шибером для пропуска части уходящих газов помимо подогревателя сетевой воды.
Недостатком аналога является сложность эксплуатации.
За прототип принята система горячего водоснабжения [Патент RU №2386901 C1, МПК F24D 11/02, опубликовано 20.04.2010].
Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемой установки, являются: теплообменник с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, теплообменник, утилизирующий тепло наружного воздуха с помощью вентилятора и датчик температуры наружного воздуха.
Установка содержит контур водоподогревателя с потребителями горячей воды и контур компрессионного теплового насоса, который включает в себя конденсатор и испаритель. Испаритель выполнен в виде воздушного теплообменника, утилизирующего тепло наружного воздуха. Установка дополнительно включает в себя регулирующие заслонки, для регулирования потока наружного воздуха, регулятор температуры воздуха, датчик температуры воздуха, шиберную заслонку в перепускном канале кожуха и исполнительный механизм.
К недостаткам данной системы можно отнести увеличение затрат электрической энергии на работу компрессора теплового насоса. Применение теплового насоса во много раз увеличивает расходы на установку и обслуживание системы, в которой он устанавливается.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании энергоэффективной установки для нагрева воды, позволяющей уменьшить затраты на его установку и обслуживание, отличающейся простотой конструкции. Полезная модель включает в себя теплообменник с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, теплообменник, утилизирующий тепло наружного воздуха с помощью вентилятора, датчик температуры наружного воздуха, подключенный к трехходовому клапану, имеющему одно входное и два выходных отверстия, где одно входное отверстие соединено с трубопроводом холодного водоснабжения, одно выходное отверстие с байпасом, а другое выходное отверстие с теплообменником, утилизирующим тепло наружного воздуха. Трехходовой клапан с датчиком температуры наружного воздуха предназначен для регулирования потока холодной водопроводной воды, в зависимости от температуры наружного воздуха, помимо теплообменника, утилизирующего тепло наружного воздуха, либо через него.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в эффективном использовании тепловой энергии в теплый период года для нагрева воды для систем горячего водоснабжения зданий и сооружений.
Технический результат достигается тем, что установка для системы горячего водоснабжения, содержащая теплообменник с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, теплообменник, утилизирующий тепло наружного воздуха с помощью вентилятора, согласно полезной модели, установка содержит байпас с трехходовым клапаном, подключенным к датчику температуры наружного воздуха.
При этом в установке теплообменник, теплообменник, утилизирующий тепло наружного воздуха с помощью вентилятора соединен по ходу движения холодной воды последовательно, а теплообменник с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения подключен к тепловой сети.
Введение в установку теплообменника, утилизирующего тепло наружного воздуха и вентилятора позволяет проводить отбор тепла у наружного воздуха для предварительного нагрева холодной водопроводной воды, когда температура наружного воздуха больше температуры холодной водопроводной воды. Наличие байпаса и трехходового клапана с датчиком температуры наружного воздуха позволяет регулировать поток холодной водопроводной воды либо мимо теплообменника, утилизирующего тепло наружного воздуха, либо через него.
Кроме того, в отличие от прототипа, установка снижет затраты тепловой энергии, поступающей из тепловой сети в теплообменник с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, за счет предварительного нагрева холодной воды в теплообменнике, утилизирующем тепло наружного воздуха с помощью вентилятора.
Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое устройство поясняется чертежом, где на фиг. - схематично представлена установка для системы горячего водоснабжения.
Установка для системы горячего водоснабжения содержит трубопровод системы холодного водоснабжения 1, трехходовой клапан 2, подключенный к датчику температуры наружного воздуха (на чертеже не обозначен), теплообменник 3, утилизирующий тепло наружного воздуха, вентилятор 4, кожух 5, трубопровод 6 системы горячего водоснабжения, теплообменник 7 с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, прямой трубопровод 8 системы теплоснабжения (из тепловой сети), обратный трубопровод 9 системы теплоснабжения (в тепловую сеть).
Установка работает следующим образом:
Холодная вода поступает из системы холодного водоснабжения по трубопроводу 1. Если температура наружного воздуха обдувающего теплообменник 7 с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения с помощью вентилятора 4 выше температуры холодной воды, подаваемой по трубопроводу 1, то вода поступает через трехходовой клапан 2, подключенный к датчику температуры наружного воздуха (на чертеже не обозначен) в теплообменник 3, утилизирующий тепло наружного воздуха с помощью вентилятора 4, находящимся в кожухе 5. После теплообменника 3, утилизирующего тепло наружного воздуха, подогретая вода по трубопроводу 11 поступает в теплообменник 7 с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, где дополнительно подогревается, до необходимой температуры, горячей водой, поступающей из тепловой сети по прямому трубопроводу 8, проходящей через теплообменник 7 с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения и отводящейся в тепловую сеть по обратному трубопроводу 9. Поступившая вода по трубопроводу 11, подогретая в теплообменнике 7 с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, отводится по трубопроводу 6 в систему горячего водоснабжения.
Если температура наружного воздуха, обдувающего теплообменник 7 с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения с помощью вентилятора 4, меньше температуры холодной воды, подаваемой по трубопроводу 1, то вода поступает через трехходовой клапан 2, подключенный к датчику температуры наружного воздуха (на чертеже не обозначен) по байпасу 10 и трубопроводу 11 в теплообменник 7 с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, где подогревается до необходимой температуры горячей водой, поступающей из тепловой сети по прямому трубопроводу 8, проходящей через теплообменник 7 и отводящейся в тепловую сеть по обратному трубопроводу 9. Поступившая вода по трубопроводу 11, подогретая в теплообменнике 7, с прямым и обратным патрубками, подключенными к системе горячего водоснабжения, отводится по трубопроводу 6 в систему горячего водоснабжения.
Использование заявляемой полезной модели позволяет повысить производительность процесса нагрева воды для нужд горячего водоснабжения. Несмотря на дополнительные затраты электроэнергии на работу вентилятора, данное устройство позволит значительно уменьшить затраты тепловой энергии, поступающей из тепловой сети, за счет использования низкопотенциального тепла наружного воздуха.