ТЕПЛОВОЙ УЗЕЛ

Тепловой узел.
Данное техническое решение относится к области удовлетворения потребностей людей и может быть использовано в отопительных системах жилых и промышленных зданий, нагреве и подачи горячей воды и других жидких сред.
Известны отопительные системы жилых и промышленных зданий, включающие центральную котельную с которой соединены несколько зданий. При этом в каждом из зданий установлены пластинчатые теплообменники, а внутренние контура каждого из зданий отделены от подводящей магистрали и энергоносители подводящей магистрали и внутренних систем не перемешиваются между собой. При этом циркуляция в каждой внутренней системе отопления осуществляется индивидуальным приводом (преимущественно электрическим насосом), см. например ПМ Российской Федерации № 16303 по кл. F 24 D 3| 02 за 2000г.
Недостатком этих систем является то, что в каждом из зданий температура энергоносителя в подводящей магистрали имеет разную температуру из-за потерь при транспортировке. Как правило, чем дальше от котельной находится здание, тем меньше температура энергоносителя. Поэтому приходится устанавливать в каждом из зданий теплообменники различной мощности, чтобы поддерживать необходимую температуру во всех зданиях или
7МПК F24D15/04 MIIK7F24D3/04
же подавать в них перегретый энергоноситель. Это приводит к усложнению конструкции тепловых систем , увеличивает их затратный механизм и стоимость, что неудобно в процессе эксплуатации.
Так же известны тепловые насосы, предназначенные для нагрева энергоносителя, преимущественно жидкого, путем сжатия и расширения последних в замкнутых системах. Сжатие производится принудительно механическим приводом путем лопастных насосов или вихревых циклонов. При этом, энергоноситель многочисленное число раз подвергают сжатию и расширению в лопастных или вихревых насосах с последующим отделением от него образовавшегося тепла, за счет адиабатических процессов. ( см. патент РФ Х9 2045715 по кл F 25В 29/00 за 1993 г.)
Эти нагревательные устройства невозможно использовать в системах централизованного отопления ввиду их низкой теплоемкости. Кроме того, наличие индивидуального привода делает их громозкими по габаритам и неэкономичными в процессе эксплуатации.
Технической задачей предлагаемого технического решения является устранение перечисленных недостатков и получить отопительные системы более надежные и экономичные в процессе эксплуатации с одновременным упрощением конструкции.
Указанная задача достигается тем, что в тепловом узле преимущественно для систем отопления зданий и сооружений, содержащем сборный пластинчатый теплообменник с раздельными между собой стенкой тела пластины внешними и внутренними каналами, внешние из которых соединены с подающей магистралью для энергоносителя под давлением, а внутренние соединены непосредственно с системой отопления здания с принудительной
циркуляцией другого энергоносителя автономно от энергоносителя подающей магистрали, в нем дополнительно установлен тепловой генератор, вход которого подсоединен к нагнетающей ветви подающей магистрали и с одним из внешних каналов теплообменника, а выход внешних каналов теплообменника соединен с обратной ветвью подающей магистрали.
Бще одним отличием является то,что тепловой генератор выполне в виде вихревой трубы и не имеет свего привода., роль которого выполняет давление энергоносителя в подающей магистрали.
На фиг.1 изображен схематично тепловой узел , выполненный в соответствии с прелагаемым решением.
На фиг. 2 поперечное сечение по А-А фиг теплообменника.
Тепловой узел содержит теплообменник 1 с внешними каналами 2 и внутренними каналами 3 . Один из входов внешних каналов 2 соединен с выходом теплогенератора 4, а его вход соединен с нагнетающей ветвью 5 подающей магистрали. Другой вход внешних каналов 2 соединен с обратной ветвью 6 подающей магистрали. Внутренние каналы 7 соединены с системой отопления здания, которая содержит батареи отопления 8 и насос 9, соединенные между собой трубами 10. Каналы 2 и 3 разделены между собой стенкой пластины 11 теплообменника 1.
Работа предлагаемого теплового узла осуществляется следующим образом. По нагнетающей магистрали 5 из подающей магистрали в теплогенератор подается энергоноситель (горячая вода) Проходя теплогенератор энергоноситель подогревается и подается в каналы 2 теплообменника 1. Проходя по каналам 2 энергоноситель нагревает стенки 11 теплообменника и его температура снижается и через каналы 3 он
сбрасывается в обратную магистраль 3 подающей магистрали и направляется на нагрев. Одновременно по внутренним каналам 7 с помощью насоса 9 циркулирует эругой поток энергоносителя ( вода). Проходя по каналам 7 он нагревается и поступает в батареи отопления 8 нагревает их а сам остывает. Затем по трубам 10 он вновь поступает в теплообменник 1 и нагревается . После нагрева энергоносителя поступает в батареи 8 и обогревает их и процесс повторяется.
Подогрев наружного теплоносителя осуществляется непосредственно перед подачей в теплообменник 1, что более эффективно использование централизованного отопления нескольких потребителей одновременно с большой длиной подводящей магистрали и значительными потерями при транспортировки энергоносителя к потребителю. В подающей магистрали 5 энергоноситель находится под давлением ( обычно давление равно 4-9 атм). С этим давлением энергоноситель заходит в вихревой теплогенератор 4, закручивается в нем с последующим торможением . В результате внутренних превращений в теплоносители его температура увеличивается по отношению к подающему энергоносителю. Нагретый энергоноситель сразу же подается в теплообменник 1 и нагревает его до еврей температуры, а тот в свою очередь нагревает внутренний энергоноситель до большей температуры
Использование предлагаемого решения позволяет регулировать температуру внутреннего энергоносителя отопления не зависимо от температуры подающего энергоносителя . Это дает возможность получать необходимую температуру во всех отапливаемых зданий и использовать один вид теплообменников. Кроме того, отпадает необходимость использовать
индивидуальные приводы в теплогенераторах, а получать различную скорость движения в нем за счет давления энергоносителя в подающей магистрали
Применение предлагаемого решения позволит выровнять условия обогрева всех зданий системы отопления не зависимо от их расположения от котельной и потерь тепла при транспортировки, снизить затраты на котельной, испотльзоватъ один вид теплообменников, а по сравнению с существующими системами отопления зданий снизить затраты на 30-50% с отновремееным упрощением конструкции и повышении надежности в процессе эксплуатации.
Инженер - патентовед Ш/ ТИ. Д.Плеханов