УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ВОЗДУХА В ЖИЛОМ ПОМЕЩЕНИИ

Полезная модель относится к автоматическим устройствам для регулирования температуры воздуха в жилых помещениях.
Известен регулятор температуры [1], содержащий датчик температуры, расположенный в помещении. Датчик температуры связан через шток с рабочим элементом регулирующего органа; кроме того, регулятор температуры имеет узел настройки.
Недостатком данного изобретения является его сложная конструкция регулирующего органа, и устройство не может обеспечить надежную работу при длительной его эксплуатации. Так подвижный стакан с окнами, который перемещается внутри неподвижного закрепленного стакана во время эксплуатации под действием образовавшейся накипи и твердых частиц, содержащихся, в теплоносителе засорится, и регулятор температуры перестает выполнять свои функции.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является электрический термостат [2], содержащий твердый наполнитель, корпус с патрубками подвода охлаждающей жидкости из двигателя, отвода на перепуск и на радиатор, два клапана, установленные внутри корпуса на штоке, датчики температуры и нагрузки, блок сравнения, блок управления.
Данный термостат служит для охлаждения охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания и поэтому не может быть использован в устройствах для регулирования воздуха в жилых помещениях.
Заявляемая полезная модель решает задачу создания быстродействующего устройства для регулирования температуры воздуха в жилом помещении во время отопительного сезона, т.е. в зимнее время года.
Техническим результатом при этом является поддержание требуемого температурного режима воздуха в жилом помещении во время отопительного сезона, что создает комфорт во время эксплуатации жилого помещения и позволяет сберечь энергоресурсы.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для регулирования температуры воздуха, содержащем тепловую сеть, теплообменник, твердый наполнитель, регулирующий клапан, установленный на штоке; блок сравнения; блок управления, упомянутое устройство содержит задатчик с переключателем и электрический датчик температуры, вход которого связан с воздухом жилого помещения, выход электрически подключен через блок сравнения к блоку управления; распределитель горячей воды, вход которого связан с тепловой сетью, выход подключен к тепловой сети с возможностью теплообмена с теплообменником. Кроме того, распределитель горячей воды содержит электронагревательный элемент, установленный вне горячей воды, вход которого подключен к блоку управления, выход через твердый наполнитель, шток связан с регулирующим клапаном.
На приведенном чертеже (см. фиг.1) представлено устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении. Устройство содержит распределитель горячей воды 1 с тремя патрубками: патрубок 2 для приема горячей воды из тепловой сети, патрубок 3 для отвода горячей воды через канал 6 в теплообменник 20, патрубок 4 для отвода горячей воды через канал 7 в тепловую сеть 21; шток 8; регулирующий клапан 9; резиновую втулку 10; твердый наполнитель 11; стакан 12; теплоизоляционный цилиндр 13; теплообменник 14; электронагревательный элемент 15; пружину 16; уплотнительную кольцо 17; уплотнительную прокладку 18; крепежные винты 19; теплообменник 20; канал тепловой сети 21; блок управления 22; блок сравнения 23; датчик температуры 24; задатчик 25; блок питания 26; замыкающий контакт 27; канал подачи электроэнергии 28; каналы подачи сигналов 29, 30, 31, 32 и переключатель режимов температуры воздуха помещения 33.
Электронагревательный элемент 15 (черт.1) встроен в теплообменник 14, который прижат к стакану 12 с помощью крепежных винтов 19. Уплотнительное кольцо 17 и уплотнительная прокладка 18 создают герметичность данного устройства. Электрический датчик температуры 24 и задатчик 25 с переключателем режима температуры воздуха 33 устанавливают в помещении, например на стенке помещения. Задатчик 25 имеет шкалу деления и поворотом переключателя 33 пользователь имеет возможность задавать любую желаемую температуру воздуха помещения. Блок питания 26 отсоединен от устройства замыкающим контактом 27. Регулирующий клапан 9 в зависимости от температуры воздуха жилого помещения позволяет изменять количество потока горячей воды на теплообменник 20.
Твердый наполнитель 11, установленный в данном устройстве в случае расширения имеет большие перемещения на единицу массы наполнителя [3, стр.201], так что вполне сможет регулировать открытие и закрытие регулирующего клапана 9. Кроме того, для привода в действие 2-3 г. наполнителя требуется небольшая мощность, поэтому в конструкции переключателя для привода твердого наполнителя используется электронагревательный элемент 15, и он устанавливается вне водной среды. Такая конструкция позволяет удобство монтажа и эксплуатации электронагревательного элемента 15 и возможность автоматического регулирования предложенного устройства
Заявляемое устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении работает следующим образом.
При отсутствии необходимости регулирования температуры воздуха в жилом помещении замыкающий контакт 27 выключен и питание в данное устройство не поступает. В этом случае регулирующий клапан 9 под действием пружины 16 закрывает патрубок отвода 4 в тепловую сеть 7, а патрубок отвода 3 горячей воды в теплообменник 20 открывается. При этом теплоноситель в виде горячей воды из общей тепловой сети 5 через патрубки 2, 3 распределителя горячей воды 1; и канал 6 поступает в теплообменник 20, где происходит теплообмен между горячей водой и воздухом жилого помещения.
В случае повышения температуры воздуха в помещении выше допустимого значения пользователь устанавливает в задатчике 25 поворотом переключателя режимов температуры 33 на желаемый параметр, включает электрическую цепь питания замыкающим контактом 27. В результате этого электрические сигналы от датчика температуры 24 по каналу 29 и задатчика 25 по каналу 31 подаются в блок сравнения 23. Сопоставляя сигналы, поступающие от датчика температуры 24 и задатчика 25, в блоке сравнения 23 происходит вычисление регулирующего сигнала, и сигнал рассогласования по каналу 30 поступает в блок управления 22. В блоке управления 22 формируется сигнал управления, который по каналу 32 подается в электронагревательный элемент 15.
Электронагревательный элемент 15 начинает работать, при этом свою теплоту через теплообменник 14 и стакан 12 передает твердому наполнителю 11, происходит его расширение и перемещение штока 8 с регулирующим клапаном 9. При этом распределитель горячей воды 1 часть потока через патрубок 4, и канал 7 направляет в общую тепловую сеть 21, другая часть уже в меньшем объеме через патрубок 3, и канал 6 продолжает поступать в теплообменник 20. В результате теплообмена горячей воды в теплообменнике 20 в уменьшенном объеме с воздухом помещения происходит его снижение температуры.
При дальнейшей работе электронагревательного элемента 15 в результате расширения твердого наполнителя 11 и перемещения штока 8 с регулирующим клапаном 9 происходит полное закрытие патрубка 3 и достигается заданная температура воздуха в жилом помещении.
При уменьшении температуры воздуха ниже заданного значения происходит обратное явление, т.е. блок управления 22 перестает подачу электроэнергии на электронагревательный элемент 15, в результате чего твердый наполнитель 11, шток 8 и регулирующий клапан 9 под действием пружины 16 возвращаются в исходное положение. Патрубок 4 закрывается, а патрубок 3 открывается, и весь поток горячей воды направляется на теплообменник 20, при этом в результате теплообмена горячей воды с воздухом помещения происходит достижение заданной температуры.
Таким образом, устройство для регулирования температуры воздуха в жилом помещении позволяет поддерживать его заданную температуру во время отопительного сезона, что позволяет создать комфортные условия эксплуатации жилых помещений, сберечь энергоресурсы и получить экономический эффект.
Источники информации
1. Патент РФ 2297023 С1. Регулятор температуры / Петров С.П., Суздальцев А.И., Петрова О.С. Опубл. 10.04.2007 г.
2. Патент РФ 2270923 С2. Электрический термостат /Тимофеев В.Н., Кузин Н.П., Краснов А.Н. Опубл. 27.02.2006 Бюл.№6.
3. Петриченко P.M. Системы жидкостного охлаждения быстроходных двигателей внутреннего сгорания. Л. «Машиностроение» (Ленингр. отд-ние), 1975.