СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ МНОГОЭТАЖНОГО ЗДАНИЯ

Система отопления многоэтажного здания
Полезная модель относится к системам отопления и горячего водоснабжения с принудительной циркуляционной подачей в одном направлении горячей воды от источника горячего водоснабжения к стоякам отопления и возвращении горячей воды по обратному трубопроводу.
Известны системы аналогичного назначения, содержащие по меньшей мере один водогрейный котел, прямой и обратный трубопроводы сетевой воды, стояки отопления, соединенные параллельно, каждый из которых включает последовательно соединенные нагревательные приборы (радиаторы), установленные на этажах здания, горячая вода из которых возвращается в водогрейный котел по обратному трубопроводу
1, 2, 3.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является система отопления помещений многоэтажных зданий 2, принятая в качестве прототипа. Система по прототипу содержит прямой трубопровод с входной задвижкой, параллельно соединенные стояки отопления, каждый из которых оснащен нагревательными приборами, установленными на этажах здания, обратный трубопровод, выходную задвижку, два датчика температуры, установленные на первом и последнем этажах здания, последовательно соединенный контроллер, электродвигатель и многовходовый клапан, причем выходы датчиков температуры соединены с первым и вторым входами контроллера.
F24D 3/02
В системе осуществляется измерение температуры воздуха помещений первого и последнего этажей здания, сравнивается разница температур с пороговым значением и изменяется направление циркуляционной подачи горячей воды на противоположное в случае, когда разница температур превышает допустимое значение. Тем самым обеспечивается равномерная температура воздуха на всех этажах отапливаемого здания.
Недостатком прототипа является тот факт, что в случае нарушения целостности трубопроводов, стояков отопления и нагревательных приборов из-за протечек, разрывов трубопроводов, вызванных отрицательной температурой окружающего воздуха или изношенностью трубопроводов и стояков, в системе не предусмотрены меры по обнаружению аварии и ее устранению. Это приводит к затоплению помещений горячей водой, выходу из строя установленного в помещениях оборудования, что усугубляется в случае, когда авария происходит в выходные, праздничные дни или в ночное время.
При этом изменение направления циркуляции горячей воды на противоположное, как это предлагается в системе по прототипу, не обеспечит равномерной температуры на всех этажах здания, но может привести к увеличению объема вылившейся воды при аварийной протечке.
Задачей полезной модели является обеспечение своевременного обнаружения неисправности системы и сокращение ущерба при протечке горячей воды.
Сущность полезной модели заключается в том, что в систему отопления многоэтажного здания, содержащую параллельно подключенные к прямому и обратному трубопроводам стояки отопления, входную и выходную задвижки, через которые прямой и обратный трубопроводы связаны с источником горячего водоснабжения, контроллер и первый трехвходовый клапан с электроприводом, установленный в прямом трубопроводе последовательно с входной задвижкой и подключенный вторым выходом к перемычке, которая соединена с обратным трубопроводом перед входом выходной задвижки, введены блок аварийной сигнализации, второй трехвходовый клапан с электроприводом, установленный в обратном трубопроводе перед его соединением с перемычкой, и два расходомера, выходы которых подключены к соответствующим входам контроллера, при этом один расходомер установлен в калиброванном отрезке прямого трубопровода с фланцевыми соединениями, который размещен между первым выходом
первого трехвходового клапана с электроприводом и входом стояков отопления, а другой установлен в калиброванном отрезке обратного трубопровода с фланцевыми соединениями, размещенном между выходом стояков отопления и входом второго трехвходового клапана с электроприводом, второй выход которого соединен со сливным трубопроводом, а управляющий вход соединен с управляющим входом первого трехвходового клапана с электроприводом и входом блока аварийной сигнализации и подключен к выходу контроллера.
Благодаря введению в систему двух расходомеров, установленных на калиброванных отрезках трубопроводов, и осуществлению контроля за разностью их показаний, обеспечивается своевременное обнаружение нарушения целостности системы циркуляции горячей воды в многоэтажном здании, выработка аварийного сигнала, по которому дежурный персонал принимает меры по уменьшению ущерба при протечке горячей воды.
Кроме этого, в системе автоматически прекращается подача горячей воды в прямой трубопровод с помощью управляемого трехходового клапана, и обеспечивается слив горячей воды из обратного трубопровода с помощью второго управляемого трехходового клапана, а с помощью перемычки осуществляется возврат горячей воды в водрнагревательную систему.
Сущность полезной модели поясняется чертежом структурной схемы системы отопления многоэтажного здания.
Система содержит прямой и обратный трубопроводы 1, 2, оснащенные соответственно входной и выходной задвижками 3,4, через которые трубопроводы 1,2 связаны с источником горячего водоснабжения (например, водогрейным котлом), параллельно подключенные к трубопроводам 1,2 стояки 5 отопления, и устройство обнаружения неисправности циркуляционной системы, включающее расходомеры б, 7, установленные в калиброванных отрезках трубопроводов с фланцевыми соединениями, размещенных соответственно в прямом трубопроводе 1 перед входом стояков 5 отопления, а в обратном трубопроводе 2 - после выхода из них, два трехвходовьгх шаровых клапана 8, 9 с электроприводами (далее по тексту - трехвходовые клапаны), перемычку 10, контроллер 11 и блок 12 аварийной сигнализации.
Первый трехвходовый клапан 8 установлен в промежутке прямого трубопровода 1 между выходом входной задвижки 3 и калиброванным участком трубопровода с расходомером 6 и соединен своим вторым выходом с перемычкой 10, которая соединена с обратным трубопроводом 2 перед входом выходной задвижки 4.
Второй трехвходовый клапан 9 установлен в промежутке обратного трубопровода 2 между местом его соединения с перемычкой 10 и калиброванным отрезком с расходомером 7 и соединен своим вторым выходом со сливным трубопроводом 13.
Управляющие входы электроприводов клапанов 8,9 и вход блока 12 аварийной сигнализации подключены к выходу контроллера 11, к соответствующим входам которого подключены выходы расходомеров 6,7.
Предлагаемая система отопления работает следующим образом:
Горячая вода с выхода источника горячего водоснабжения через первую задвижку 3, необходимую для проведения ремонтных и наладочных работ, поступает на вход первого трехходового клапана 8, первый выход которого в исходном состоянии открыт, а второй выход - закрыт. Далее горячая вода по прямому трубопроводу 1 проходит через первый калиброванный отрезок трубопровода с расходомером 6 и поступает на вход параллельно соединенных стояков отопления 5, оснащенных нагревательными приборами, установленными на различных этажах многоэтажного здания. Отработанная сетевая вода с выхода стояков отопления через последовательно включенные расходомер 9, второй трехвходовый клапан 9 и выходную задвижку 4 поступает по обратному трубопроводу 2 на вход источника горячего водоснабжения, в котором нагревается до требуемой температуры и вновь подается на вход прямого трубопровода 1.
До последнего времени в тепловых узлах и котельных в качестве расходомеров применялись манометры дифференциальные мембранные, представляющие собой измерительные преобразователи перепада давления с выходным сигналом переменного тока, полученным на основе изменения взаимной индуктивности.
Расход жидкости при этом измеряется по методу переменного перепада давления в сужающих устройствах. Сужающие устройства выполняются в виде диафрагм, которые устанавливаются во фланцевые соединения. Однако указанные расходомеры требуют трудоемкой калибровки непосредственно при установке, периодической настройки манометров, не обеспечивающих высокой точности измерения расхода жидкости.
От указанных недостатков свободны разрабатываемые в настоящее время электромагнитные расходомеры типа «Взлет ЭР, обеспечивающие высокоточное измерение расхода жидкости, не требующие проверок и калибровок в течение 4-х лет, имеющие импульсный выходной сигнал, легко обрабатываемый современными вычислительными устройствами.
Измеряемое электромагнитным расходомером значение среднего объема расхода жидкости (м3/ч) определяется следующим выражением:
д  2,83х 03УДу2,
где V  0,02 -12 м/с - скорость прохождения жидкости Ду - диаметр условного прохода (мм)
Относительная погрешность измерения расхода
AQ  ± (0,9 + 0,002/V + 0,021/V2)%
Питание 220 В 50 Гц
Потребляемая мощность - не более 5 ВА
Настройка расходомеров осуществляется на калиброванном отрезке трубопровода непосредственно при сборке на стенде предприятия-изготовителя расходомеров.
Первый расходомер 6 измеряет расход горячей воды Qi в прямом трубопроводе 1, второй расходомер 7 измеряет расход горячей воды Q2 в обратном трубопроводе 2.
Выходные сигналы расходомеров 6, 7 поступают на входы контроллера И, представляющего собой электронное устройство, в котором вычисляется абсолютное значение разности Qi - QJJ и сравнивается с допустимым значением АСЬюп, величина которого выбирается с учетом погрешности расходомеров и значения запаздывания прохождения воды по замкнутой системе водоснабжения в отапливаемом здании.
При выполнении неравенства | Qi - Qa I  AQfl0n на выходе контроллера вырабатывается сигнал, который поступает на вход блока 12 аварийной сигнализации, вырабатывающего звуковой сигнал, свидетельствующий о наличие протечки горячей воды. Дежурный персонал по этому сигналу принимает меры, уменьшающие ущерб от аварий.
Одновременно сигнал с выхода контроллера И поступает на управляющие входы трехвходовых клапанов 8 и 9, установленных в прямом и обратном трубопроводах 1, 2. Под действием этого сигнала в клапане 8 закрывается его первый выход, прекращая подачу горячей воды в прямой трубопровод 1, и открывается второй выход, через который вода поступает по перемычке 10 в обратный трубопровод 2 и через выходную задвижку 4 - на вход источника горячего водоснабжения. В клапане 9, в свою очередь, закрывается его первый выход, препятствуя поступлению горячей воды из перемычки 10, и открывается второй выход, через который вода из обратного трубопровода поступает в сливной трубопровод 13.
Указанное переключение позволяет свести к минимуму объем вылившейся горячей воды при нарушении герметичности системы отопления здания.
Таким образом, благодаря автоматическому контролю за расходом воды в прямом и обратном трубопроводах обеспечивается уменьшение ущерба от протечек горячей воды в трубопроводах и стояках отопления.
Промышленная применимость полезной модели определяется возможностью изготовления устройства в соответствии с приведенным описанием и чертежом при использовании известных материалов и технологического оборудования. Полезная модель может быть использована в системах отопления многоэтажных зданий.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Система отопления и горячего водоснабжения. - Свидетельство на полезную модель РФ № 16619, МПК F24D 3/08, публикация 20.01.2001г.
2.Способ отопления помещений многоэтажных зданий и устройство, его реализующее. - Патент РФ № 2154239, МПК F24D 3/02 ,19/10, публикация 10.08.2000 г.
3.Водогрейный котлоагрегат. Свидетельство на полезную модель РФ № 23190, МПК F24D 3/02, публикация 27.05.2002 г. 6