Система опалення житлових та громадських будівель

Винахід належить до галузі опалення житлових та адміністративних будівель і може бути використаний при проектуванні та ула штуванні опалення приміщень в період початку опалювального сезону з метою економії високопотенційних енергоносіїв. Відома система опалення житлових та адміністративних будівель [1], що має нагрівач, циркуляційний насос, обігрівальні прилади, систему подавальних та зворотних магістралей. Недоліком відомої системи опалення є недостатня енергоефективність за рахунок використання високопотенційних енергоносіїв впродовж всього опалювального періоду. Найбільш близькою до пропонуємої є система опалення житлових та адміністративних будівель [2], що містить у собі систему подавальних та зворотних магістралей, сонячний колектор, водяний теплообмінник, нагрівач, циркуляційні насоси, батарею фотоелементів, автоматичний блок регулювання, ґрунтовий теплообмінник, який складається з двох або декількох секцій для акумулювання в одній з них високопотенційної, а в інших - низькопотенційної теплової енергії. Ненадійність даної системи полягає в тому, що закумульоване тепло в ґрунтовому теплоакумуляторі не повністю відбирається з нього в зв'язку з тим, що температура теплоносія в подавальній магістралі системи опалення не може бути нижча за допустиму. Таким чином, вирішується задача відбору тільки частини закумульованої теплової енергії, хоча можливо відібрати усю залишкову теплову енергію. Основою винаходу є задача удосконалення системи опалення житлових та громадянських будівель, в якій наявність нового функціонального елемента дозволяє використовувати залишкову теплову енергію і тим самим розширювати функціональні можливості системи, суттєво підвищуючи її е фективність та зменшуючи забруднення навколишнього середовища в опалювальний період. Означена задача вирішується тим, що система опалення житлових та адміністративних будівель, яка містить систему подавальних та зворотних магістралей, сонячний колектор, водяний теплообмінник, нагрівач, циркуляційні насоси, батарею фотоелементів, автоматичний блок регулювання, ґрунтовий теплообмінник, який складається з двох або декількох секцій для акумулювання в одній з них високопотенційної, а в інших низькопотенційної теплової енергії, відповідно до винаходу, додатково обладнана тепловим насосом. Суть винаходу пояснюється кресленням, де на фіг.1 показана схема системи низькотемпературного опалення. Система опалення житлових та адміністративних будівель містить сонячну батарею 1, яка з'єднана подавальною Т1 та зворотною Т2 магістраллю з водяним теплообмінником 2 і циркуляційним насосом 3, в зворотну магістраль Т2 для компенсації температурного розширення теплоносія, циркулюючого в цій системі, приєднано закритий розширювальний бак 4, а після водяного теплообмінника 2 по подавальній магістралі Т1 приєднано регулюючий клапан В1, що дистанційно регулюється, циркуляційний насос 5, клапан В2 та триходові клапани В3, В4, після яких приєднані трубчаті теплообмінники ґрунтових теплоакумуляторів 6, 7, які подавальною Т1 та зворотною Т2 магістралями через триходові клапани В5, В6 з'єднані з тепловим насосом 8, а потім регулюючим вентилем В7, через який проходить процес змішування охолодженої і нагрітої води, та циркуляційним насосом 9 і обігріваючою панеллю системи низькотемпературного опалення 10, по цих же магістралях до системи приєднані резервний нагрівач 11, регулювальний триходовий вентиль В8, який використовується для змішування нагрітого теплоносія з охолодженим, і закритий розширювальний бак 12 для компенсації температурного розширення теплоносія в системі опалення, сонячна батарея фотоелементів 13, яка використовується для перетворення сонячної енергії в електричний струм для забезпечення роботи циркуляційних насосів 3, 9. Робота системи здійснюється в двох режимах таким чином: 1. Літній режим (режим накопичування теплової енергії). Сонячна енергія, що попадає на сонячну батарею 1, перетворюється на теплову, нагріваючи циркулюючий в ній теплоносій, для об'ємної компенсації якого застосовується закритий розширювальний бак 4. Теплоносій поступає по подавальній магістралі Т1 в змійовик водяного теплообмінника 2 і віддає частину теплової енергії, а далі, по зворотній магістралі Т2, за допомогою циркуляційного насоса 3, повертається для подальшого догрівання в сонячну батарею 1. Потім теплоносій за допомогою циркуляційного насоса 5 в контурі системи опалення поступає в водяний теплообмінник 2, омиває його змійовик, нагрівається (при цьому його температура на виході контролюється температурним датчиком Д1) і по подавальній магістралі Т1 подається на триходовий регулювальний вентиль В3, за допомогою якого здійснюється переключення подачі теплоносія в залежності від його температури, до високопотенційного 6, або низькопотенційного 7 ґрунтових теплоакумуляторів, де за рахунок теплопередачі від стінок їх змійовиків тепло передається до ґрунту, який його акумулює, а теплоносій, віддавши частину теплової енергії по зворотній магістралі Т2, повертається до водяного теплообмінника 2 для догріву. 2. Зимовий режим (використання накопиченої теплової енергії для обігріву приміщень). Теплоносій, який циркулює в системі опалення, по зворотній магістралі Т2 поступає в ґрунтовий теплоакумулятор 7, де відбирає закумульовану низькопотенційну теплову енергію і по подавальній магістралі Т1 спрямовується до триходового регулюючого вентиля В7, де відбувається процес змішування нагрітої і охолодженої води до температури теплоносія, заданої для низькотемпературного опалення, яка контролюється температурним датчиком Д2. Після розрядки низькотемпературного ґрунтового теплоакумулятора 7, триходовий регулюючий вентиль В4 переключає подачу теплоносія до високотемпературного ґрунтового теплоакумулятора 6, після розрядки якого відбір залишкової теплової енергії з теплоакумуляторів здійснюється тепловим насосом 8, який включається після відкриття клапанів В5, В6. Після відбору всієї закумульованої теплової енергії для нагрівання теплоносія використовується резервний нагрівач 11, де температура контролюється температурним датчиком Д3, а її зниження відбувається за рахунок підмішування охолодженого теплоносія із зворотної магістралі Т2 у триходовому регулюючому вентилі В8. Циркуляція теплоносія в системі опалення і ґрунтових теплоакумуляторах здійснюється за допомогою циркуляційного насоса 9, а компенсація його об'ємного розширення здійснюється в розширювальному баці 12. Робота керуючих клапанів В1, В2, В3, В4, В5, В6, В7, В8 здійснюється блоком керування 25 по відповідних електричних лініях 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25. Таким чином, за рахунок акумуляції теплової енергії в ґрунто вих теплообмінниках в теплий період року, яка потім використовується в зимовий період року зміщується період використання високопотенційних енергоносіїв, зменшуючи при цьому екологічне навантаження на навколишнє середовище.