УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ

Устройство для приготовления горячей воды.
Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, небольших производственных и административных зданий.
Известен способ управления работой проточных водогрейных приборов путём подачи части энергоносителя к индикатору горения последней и, при наличии горения, - воздействия на подачу энергоносителя к водогрейному теплообменнику для подогрева энергопотребителя. Повышение надёжности работы водогрейных приборов достигнуто тем, что отводят часть тепла энергопотребителя до водогрейного теплообменника и осуществляют её теплообмен между частью энергоносителя, подаваемой к индикатору, формируют сигнал, характеризующий баланс теплоты при этом теплообмене, и по нему дополнительно воздействуют на подачу энергоносителя 1.
Способ позволяет повысить долговечность водогрейных приборов, вместе с тем, для его осуществления необходимо в системе горячего водоснабжения предусмотреть установку дополнительного теплообменника, связанного с индикатором в виде термопары, что повышает обший расход энергоносителя в процессе эксплуатации приборов.
Известна котельная установка, содержащая водогрейный котёл, подключенный к прямой и обратной магистралям теплоснабжения, последняя из которых снабжена насосом и подключена к входному трубопроводу экономайзера, имеющему выходной трубопровод. Повышение экономичности и надёжности установки достигнуто тем, что экономайзер дополнительно подключён входным трубопроводом к
прямой магистрали, а выходным - к обратной магистрали теплоснабжения до насоса по ходу потока 2.
В установке обеспечено регулирование температуры и расхода воды, подводимой к экономайзеру, а также уменьшение расхода электроэнергии на собственные нужды, вместе с тем, наличие в её схеме экономайзера с системой трубопровода и клапанов повышает стоимость установки и затраты на её профилактическое обслуживание.
Известно устройство для приготовления горячей воды, используемой в системе отопления и горячего водоснабжения, включающее водонагреватель с индикатором температуры, подаюш:ий и обратный трубопроводы и переключающий клапан. Повыщение удобства эксплуатации устройства достигнуто тем, что его переключающий клапан выполнен с присоединённым к обратному и подающему трубопроводам и системе отопления корпусом, в котором размещён запорный элемент золотникового типа 3.
Недостаток устройства состоит в том, что, работая на предварительно подготовленной в отдельной установке горячей воде, поступающей по подающему трубопроводу в водоподогреватель и клапан, последний лишён возможности влиять на температуру воды на выходе установки и в подающем трубопроводе, что снижает экономичность работы устройства.
Задача изобретения состоит в создании устройства для приготовления горячей воды, снабжённого переключающим клапаном, связанным с подающим трубопроводом, которое обеспечивало бы возможность выбора заданной температуры подготавливаемой воды, а также автоматического поддержание её в процессе эксплуатации устройства.
Задача решается тем, что в устройстве для приготовления горячей воды, используемой в системе отопления и горячего водоснабжения, содержащем водогрейный прибор, подающий и обратный трубопроводы
и переключающий ютапан с запорным элементом и корпусом, связанным с подающим трубопроводом, согласно изобретению в качестве корпуса переключающего клапана использованы выходные трубопроводы водогрейного прибора, связанные с подающим трубопроводом, а запорный элемент клапана выполнен в виде поворотных разделителей потоков воды, установленных в полостях выходных трубопроводов.
Целесообразно в качестве водогрейного прибора использовать водогрейный котёл.
Целесообразно в качестве привода поворота разделителей потоков воды использовать электропривод.
Целесообразно поворотные разделители потоков воды в каждом из трубопроводов связать между собой цепной передачей.
Целесообразно ввести в устройство измеритель температуры горячей воды на выходе прибора, преобразователь сигнала измерителя в электрический сигнал, задатчик температуры горячей воды на выходе прибора, блок сравнения сигналов измерителя и задатчика и привод управления потоками воды в переключающем клапане, соединённый с выходом блока сравнения, один вход которого соединён с задатчиком температуры, а другой вход соединён с выходом преобразователя сигнала, вход которого соединён с выходом измерителя температуры на выходе водогрейного прибора.
При использовании изобретения может быть получен технический результат, выражающийся в надёжном поддержании заданного температурного градиента приготовленной горячей воды при минимально необходимом расходе топлива, что обусловлено возможностью подачи в выходной трубопровод части воды из корпуса клапана по укороченной траектории подогрева, путём приоткрывания поворотных разделителей потоков без изменения режима работы котла.
Другие преимущества заявляемого изобретения будут видны из описания и чертежа, где на фиг.1 представлена принципиальная схема устройства, на фиг.2 - выходная секция котла со встроенным корпусом переключающего клапана.
На схеме показан водогрейный прибор в виде котла 1, измеритель 2 температуры горячей воды на выходе котла, преобразователь 3 сигнала измерителя 2 в электрический сигнал, задатчик 4 температуры горячей воды на выходе котла, блок 5 сравнения сигналов измерителя 2 и задатчика 4, привод 6 управления потоками воды в переключающем клапане котла 1, который содержит выходную нагревательную секцию, связанную с подающим трубопроводом 7 (фиг.2) и включающую пару параллельных выходных трубопроводов 8 и 9, между которыми установлены регистры поперечных трубок 10 малого диаметра.
Для увеличения траектории движения нагреваемой воды в трубопроводах 8,9, которые служат в качестве корпуса переключающего клапана, установлены разделители И, 12 потоков воды, предназначенные для перелива воды между смежными регистрами трубок 10, причём разделители И связаны с трубопроводами 8,9 жёстко, а разделители 12 установлены с возможностью поворота на осях 13, кинематически связанных, например цепной передачей, друг с другом и с приводом 6 (на чертеже не показано).
В простейшем варианте исполнения устройства его переключающий клапан может быть смонтирован в одном из трубопроводов 8 или 9 и содержать один разделитель 12 потоков воды, который может управляться и вручную по сигналу с блока сравнения.
При эксплуатации устройства в режиме отопления вода по обратному трубопроводу 14 подаётся в водогрейный прибор 1.
Измеритель 2 температуры воды может быть настроен на измерение нескольких заданных значений, например 50°С; 75°С; и 95°С, аналогичные значения будут установлены соответственно и в задатчике
4, при этом перед запуском устройства разделители 12 потоков воды устанавливают в положение перекрытия сечения трубопроводов 8,9.
При эксплуатации устройства, когда температуру на выходе котла 1 необходимо поддерживать на максимальном значении 95°С, в задатчике 4 устанавливают соответствующее предельное значение, а поток воды из подающего трубопровода 7 поступает в трубопровод 9 перед первым разделителем 11, затем по первому регистру трубок 10 переходит в трубопровод 8 до первого разделителя 12 и по смежному регистру трубок 10 возвращается в трубопровод 9 до его разделителя 12. Такая траектория потока будет сохраняться до тех пор, пока в блок 5 сравнения не поступят предельно рассогласованные сигналы от измерителя 2 и задатчика 4. При превышении на измерителе 2 заданного значения температуры по сигналу с блока 5 сравнения на привод 6 поступит управляющий сигнал, включающий привод 6 на щелевое открывание разделителей 12 путём поворота на осях 13, встроенных в трубопроводы 8,9. Часть потока воды устремится к выходу по укороченной траектории, без перелива по регистрам трубок 10, а на выходе устройства при смешивании потоков восстановится заданное значение температуры потока воды. С понижением заданного значения температуры, например до 75°С, в регулирующем клапане будет происходить поворот разделителей 12 на больший угол, вплоть до показанного пунктиром полного открывания, соответственно появляется возможность уменьшения расхода топлива на единицу объёма подготовленной горячей воды.
Это повышает КПД устройства, упрощает его обслуживание независимо от вида используемого топлива. Устройство может быть оборудовано несколькими секциями нагрева воды, в каждой из которых может быть смонтирован переключающий клапан описанного исполнения.
Опытный образец устройства с клапаном заявляемой конструкции успешно выдержал испытание в зимний сезон 2001-2002г.г., при этом его КПД достиг . Устройство рекомендовано для оборудования отопительных систем и систем горячего водоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, производственных и административных зданий.
Формула изобретения
1.Устройство для приготовления горячей воды, используемой в системе отопления и горячего водоснабжения, содержащее водогрейный прибор, подающий и обратный трубопроводы и переключающий клапан с запорным элементом и корпусом, связанным с подающим трубопроводом, отличающееся тем, что в качестве корпуса переключающего клапана использованы выходные трубопроводы водогрейного прибора, связанные с подающим трубопроводом, а запорный элемент клапана выполнен в виде поворотных разделителей потоков воды, установленных в полостях выходных трубопроводов.
2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что в качестве водогрейного прибора использован водогрейный котёл.
3.Устройство по П.1, отличающееся тем, что в качестве привода поворота разделителей потоков воды использован электропривод.
4.Устройство по П.1, отличающееся тем, что разделители потоков воды в каждом из трубопроводов связаны между собой цепной передачей.
5.Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно содержит измеритель температуры горячей воды на выходе прибора, преобразователь сигнала измерителя в электрический сигнал, задатчик температуры горячей воды на выходе прибора, блок сравнения сигналов измерителя и задатчика и привод управления потоками воды в переключающем клапане, соединённый с выходом блока сравнения, один вход которого соединён с задатчиком температуры, а другой вход соединён с выходом преобразователя сигнала, вход которого соединён с выходом измерителя температуры на выходе водогрейного прибора.
Источники информации, использованные при составлении заявки: 1.Авторское свидетельство СССР Хо 1328643, кл.Р24Н 1/10,
Устройство для приготовления горячей воды
Использование: Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах теплоснабжения индивидуальных жилых домов, коттеджей, небольших производственных и административных зданий.
Сущность изобретения: В устройстве для приготовлении горячей воды, содержащем водогрейный прибор в виде котла 1, измеритель 2 температуры горячей воды на его выходе, преобразователь 3 сигнала измерителя 2 в электрический сигнал, задатчик 4 температуры горячей воды на выходе прибора, блок 5 сравнения сигналов измерителя 2 и задатчика 4, привод 6 управления потоками воды в переключающем клапане, включающем связанную с подающим трубопроводом 7 пару параллельных выходных трубопроводов 8,9 нагревательной секции котла с регистрами поперечных трубок 10 малого диаметра, между которыми установлены неподвижные 11 и поворотные 12разделители потоков воды в трубопроводах 8,9, при этом разделители 12 связаны с приводом 6.
Фиг.2,4 з.п.ф.
Реферат к патенту
Измеритель
t° горячей воды
Котёл водогрейный
13
11
12