АВТОНОМНАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ ДЛЯ ЗДАНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована как в системах отопления, так и в аппаратах обогрева различного назначения.
Известно устройство для нагрева жидкости, содержащее замкнутый гидравлический контур с газовой подушкой, насосом, соединенным с теплогенератором гидродинамического кавитационного типа через напорный патрубок с регулятором расхода жидкости, и теплообменники (RU 2162990, МПК - 7 F24D 11/01, опубл. 10.02.2001).
Недостатком известного устройства является сложность. конструкции и относительно низкий коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую, который прямо пропорционален ограниченной мощности применяемого электродвигателя коэффициента полезного действия насоса и степени совершенства кавитационного устройства.
Технический результат заключается в получение максимального тепловыделения в кавитирующей жидкости при сохранении устойчивой работы системы за счет повышения рабочего давления, подаваемого на вход кавитатора, и создаваемого пульсирующего движения теплоносителя.
Технический результат достигается тем, что автономная система отопления для здания индивидуального пользования включает теплообменники, замкнутый гидравлический контур с газовой подушкой, насосом, соединенным с теплогенератором гидродинамического кавитационного типа, который содержит установленные последовательно предохранительный клапан, гидравлический таран и гидродинамический кавитатор, при этом роль газовой подушки выполняет напорный колпак гидравлического тарана, выход ударного клапана которого и выход предохранительного клапана объединены с входом насоса.
На фиг.1 представлен общий вид автономной системы отопления.
Автономная система отопления включает замкнутый гидравлический контур 1, насос 2, соединенным с теплогенератором гидродинамического кавитационного типа и теплообменники 3. Теплогенератор гидродинамического кавитационного типа содержит установленные последовательно предохранительный клапан 4, гидравлический таран 5 и гидродинамический кавитатор 6. Роль газовой подушки выполняет напорный колпак 7 гидравлического тарана 5. Выход ударного клапана 8 гидравлического тарана 5 и выход предохранительного клапана 4 объединены с входом насоса 2, образуя единый гидродинамический теплогенератор. Для компенсации температурного изменения объема и подпитки системы предусматривается установка расширительной емкости 9.
Работа автономной системы отопления осуществляется следующим образом.
Замкнутый гидравлический контур 1 заполняется рабочей жидкостью из емкости 9, например, водой. При включении в работу насоса 2 вода начинает циркулировать по гидравлическому контуру 1 через ударный клапан 8 гидравлического тарана 5. По истечении некоторого времени давление, создаваемое движущейся жидкостью, превысит вес ударного клапана 8 и он, увлекаемый потоком воды, начнет закрываться. Это вызывает повышение давления в гидравлическом таране 5 и рабочая жидкость частично начинает поступать через нагнетательный клапан 10 в напорный колпак 7 до полного закрытия ударного клапана 8. В момент полного закрытия ударного клапана 8 возникает явление гидравлического удара, при котором давление резко увеличивается и нагнетательный клапан 10 полностью откроется, обеспечивая интенсивное вытеснение рабочей жидкости в напорный колпак 7 гидравлического тарана 5. В этот же момент происходит распространение волны гидравлического удара к расширительной емкости 9 через полностью открытый циркулирующей жидкостью предохранительный клапан 4. После того, как ударная волна израсходует свою энергию нагнетательный клапан 10 закроется и уже под давлением воздуха в напорном колпаке 7 гидравлического тарана 5 рабочая жидкость продолжит свое движение в гидродинамический кавитатор 6, где, оставляя часть приобретенного в гидравлическом таране 5 избыточного напора, нагревается и затем уже поступает в теплообменники 3. Затем поступает в расширительную емкость 9, где происходит температурная компенсация объема жидкости и подпитка системы, а затем насосом 2 вновь направляется в гидравлический контур 1 и процесс повторяется. Привод насоса 2 осуществляется от электродвигателя (на схеме не указан), питающегося от электрической сети. В аварийных случаях питание насоса 2 может производиться от дизеля.
По сравнению с известным решением предлагаемое позволяет используя давление жидкости, обеспечиваемое насосом в качестве входного, на выходе гидравлического тарана получить значительное повышение давления, несколько проигрывая в расходе. Данное повышение давления на выходе гидравлического тарана может быть успешно использовано к улучшению процесса кавитации, поскольку активация жидкости, как причина повышения ее температуры, возрастает с увеличением кавитационного давления. Кроме того, использование гидравлического тарана в автономной системе способствует увеличению объема газовых включений в нагнетаемой жидкости, а пульсирующий режим ее течения, препятствует отложениям накипи в теплообменниках и, одновременно, позволяет увеличить коэффициент теплопередачи жидкости в 1,5÷2 раза.