АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕРМОГИДРОКОНСТРУКТОРА

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно к автономным системам отопления, и может быть использована при строительстве и реконструкции для обогрева как промышленных, так и жилых помещений.
Известна автономная система отопления, содержащая источник тепла, не менее одного нагревательного прибора, расширительный бачок, подающую и обратную магистрали теплоносителя, образующие совместно с перечисленными элементами замкнутый контур (патент РФ №2121627 МПК F24D 3/00).
Недостатком данной системы следует признать сложность гидравлического расчета системы, большие теплопотери, невозможность подключения к смонтированной системе дополнительных нагревательных элементов, возможные протечки системы в местах соединения труб.
Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности является автономная система отопления, построенная на основе использования термогидравлического распределителя фирмы DE DIETRICH, представленная в рабочей и рекламной документации фирмы, а также в журнале «Идеи вашего дома, №10, 2003г., стр. 238. В состав данной системы отопления входит термогидравлический распределитель, к верхней части которого подсоединены патрубки для входа нагретого теплоносителя от котла и патрубки для выхода горячего теплоносителя к потребителям (зону отопления, нагрев горячей воды), а к нижней части подсоединены патрубки для возврата охлажденного теплоносителя. В данной системе термогидравлический распределитель должен иметь достаточно большой диаметр и длину, чтобы не происходило перемешивания горячего и холодного теплоносителя внутри распределителя (скорость движения теплоносителя внутри термогидравлического распределителя должна быть минимальной). К недостаткам описанной системы можно отнести сложность монтажа, высокий вес и стоимость термогидрораспределителя, а следовательно, и системы в целом, необходимость монтажа котельной сразу на месте её размещения.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в упрощении монтажа, повышении надежности работы системы отопления и уменьшении её
Указанная задача решается за счет применения автономной системы отопления на основе термогидроконструктора, включающей первичный контур, в состав которого входит, по крайней мере, один термогидравлический распределитель и, по крайней мере, один насос, по крайней мере, один вторичный контур, в состав которого входит, по крайней мере, один котел и насос, и, по крайней мере, один вторичный контур, в состав которого входит объект потребления тепла и насос; вторичные контуры подключены параллельно первичному контуру путем соединения подающей и обратной труб вторичного контура с соответствующими патрубками термогидравлического распределителя и последовательно относительно друг друга.
Термогидроконструктор содержит термогидрораспределители разных номинальных размеров и позволяет соединять их между собой различным образом для конкретных применений.
Термогидравлические распределители термогидроконструктора снабжены группой патрубков, первая часть из которых предназначена для подключения вторичных контуров, а вторая часть, выполненная в виде гнезд, предназначена для подключения контрольноизмерительных приборов и устройств, обеспечивающих наличие теплоносителя, а третья часть предназначена для соединения с другими термогидравлическими распределителями и/или внешними фрагментами системы отопления.
Диаметр и межосевые расстояния между подающими и обратными патрубками вторичных контуров выбраны таким образом, чтобы обеспечить возможность присоединения к ним стандартных регулирующих узлов подмешивания обратного теплоносителя непосредственно на резьбовые окончания этих патрубков. Термогидравлический распределитель может быть дополнительно снабжен узлами подмешивания обратного теплоносителя, присоединенными к патрубкам вторичных контуров способом сварки стали, и тем самым узлы подмешивания становятся неразъемной частью конструкции термогидравлического распределителя.
Соотношение величин диаметров труб термогидравлических распределителей термогидроконструктора таковы и расстояние между подающим и обратным патрубком вторичных контуров на термогидравлических распределителях выбрано таким образом, чтобы обеспечить минимальное влияние насосов первичного и вторичных контуров друг на друга и на распределение давления в остальной системе. При таком выборе указанных размеров также минимизируется поток теплоносителя через любой вторичный контур при выключенном насосе этого контура, что дополнительно снижает стоимость эксплуатации системы. Приблизительное отношение диаметров труб первичного и вторичных контуров 2:1. Рекомендуемое расстояние между осями патрубков вторичного контура в месте присоединения к первичному контуру в два-пять раз большее диаметра трубы вторичного контура.
Диаметры труб первичного и вторичных контуров термогидроконструктора выбраны в зависимости от суммарной рассеиваемой тепловой мощности и требуемого температурного режима всей системы отопления и ее отдельных фрагментов с помощью известной формулы, связывающей расход теплоносителя и перепад температур с переносимой тепловой мощностью (P CXQXAT, где Р - тепловая мощность в кВт, Степлоемкость теплоносителя, Q-расход теплоносителя в литрах в минуту, ДТ-перепад температур в градусах).
Предложенная конструкция системы отопления обеспечивает гидравлическую независимость составляющих её контуров, что существенно упрощает проектные расчеты и монтаж системы. Легкость использования в термогидроконструкторе узлов подмешивания обратного теплоносителя сильно упрощает применение современных электронных систем автоматического терморегулирования.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых представлены примеры реализации системы.
На фиг. 1 в качестве примера реализации одного из типовых вариантов системы изображена схема отопительнойсистемы с двумя термогидравлическими
распределителями.
На фиг. 2 в качестве примера реализации одного из типовых вариантов системы изображена схема системы с одним термогидравлическим распределителем.
Автономная система (фиг. 1) отопления состоит из двух термогидравлических распределителей 1 и 2 соответственно, соединенных между собой кольцевым насосом 3 и разъёмной вставкой 4. Каждый термогидравлический распределитель снабжен группой патрубков, первая часть из которых предназначена для подключения вторичных контуров, а вторая часть, выполненная в виде гнезд, предназначена для подключения контрольноизмерительных приборов и устройств, обеспечивающих наличие теплоносителя, а третья часть предназначена для подсоединения дополнительного термогидравлического распределителя и/или внешних фрагментов системы отопления.
К патрубкам термогидравлических распределителей 1 и 2 подсоединены подающие и обратные патрубки 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, 11 и 12, 13 и 14 вторичных контуров соответственно. В состав первых двух вторичных контуров (в каждый) входят котел 15 и насос 16, в состав
третьего и четвертого - насос 17 и радиаторы 18, в состав пятого - насос 19 и система подогрева «теплого пола 20.
К патрубкам 21 - 25 термогидравлических распределителей подсоединены термоманометр 26, расширительный бак 27, кран слива 28, кран подпитки 29, воздухоотводчик 30.
Система работает следующим образом.
Нагретая до требуемой температуры вода из котла 15 в результате разности давлений, созданной работой насоса 16 поступает в первичный контур, образованный термогидравлическими распределителями 1 и 2 и циркулирует там с помощью насоса 3.
В случае необходимости повышения температуры в зоне радиаторного отопления 18с помощью управляющей автоматики (на фиг. 1 не показана) включается насос 17, который, создавая перепад давлений во вторичном контуре, обеспечивает поступление теплоносителя в подающие патрубки 9 и 11, через которые теплоноситель поступает в радиаторы 18 (в зону отопления). Циркуляционный насос 17 включается, например, в ответ на команду комнатного терморегулятора. Практически, насос 17, включаясь-выключаясь в зависимости от температуры окружающей среды, регулирует степень нагрева зоны, исходя из теплопотерь зоны, которую он обслуживает.
Отдав тепло, теплоноситель из радиатора 18 через обратные патрубки 10 и 12 возвращается в первичный контур, двигаясь по которому за счет разности давлений, создаваемой насосом 3 первичного контура, поступает, в зависимости от необходимости, либо во вторичный контур, предназначенный, например, для нагрева «теплого пола, либо в котел 15 для нагрева теплоносителя до требуемой температуры. Если одного котла недостаточно для поддержания необходимой температуры в отопительной системе, автоматически включаетя второй котел.
Пример реализации (фиг. 2) системы с одним термогидравлическим распределителем.
В первичный контур входит один термогидравлический распределитель 31 и насос 32. К соответствующим патрубкам распределителя подсоединены патрубки вторичных контуров. В состав первого и второго вторичных контуров входят котел 33 и насос 34 в каждый, в состав третьего вторичного контура входят бойлер 35 для подготовки горячей воды, расширительный бак 36 и насос 37, в состав четвертого и пятого вторичных контуров в каждый входят насос 38 и радиаторы 39 для обогрева помещений (зоны отопления). К патрубкам 40 - 43 термогидравлического распределителя подсоединены термоманометр 44, расширительный бак 45, кран слива 46, кран подпитки системы 47, воздухоотводчик 48. Работа системы регулируется управляющей автоматикой (на фиг. 2 не показана).
Нагретый до нужной температуры теплоноситель с помощью насоса 34 из котла 33 поступает в первичный контур и двигается там по кругу с помощью насоса 32 первичного контура.
При потребности в тепле в зоне отопления включается насос 38 вторичного контура зоны отопления и обеспечивает поступление теплоносителя из первичного контура через подающий патрубок и трубы в радиаторы 39 (зону отопления). Отдав тепло, теплоноситель через трубы и обратный патрубок возвращается в первичный контур.
При потребности в нагреве горячей воды (при поступлении соответствующего сигнала от управляющей автоматики) включается насос 37 вторичного контура бойлера, и теплоноситель начинает поступать в теплообменник бойлера 35, отдавая тепло воде в бойлере 35 и возвращаясь обратно в первичный контур.
При отсутствии потребности в тепле во всех вторичных контурах котлы не работают, теплоноситель движется по кругу в первичном контуре.
При падении температуры теплоносителя в первичном контуре ниже заданной включается котел 33 и насос 34 котла, теплоноситель поступает в котел 33, нагревается и возвращается обратно в первичный контур. Если одного котла недостаточно для нагрева теплоносителя до заданной температуры, по команде автоматики включается второй котел.