Спосіб роботи струминної тепловидільної установки

Спосіб роботи струминної тепловидільної установки, що включає нагрів рідкого середовища у водонагрівальному пристрої, подачу з водонагрівального пристрою нагрітого рідкого середовища в теплоспоживчий пристрій і відведення з теплоспоживчого пристрою охолодженого рідкого середовища для нагріву у водонагрівальний пристрій з формуванням таким чином контуру циркуляції рідкого середовища, який відрізняється тим, що охолоджене рідке середовище у водонагрівальний пристрій подають через звужуючий пристрій, де знижують витрату рідкого середовища з формуванням у водонагрівальному пристрої критичного режиму течії, при якій тиск в потоці рідкого сере U 2 (19) 1 3 - подачу з водонагрівального пристрою нагрітого рідкого середовища в теплоспоживчий пристрій; - відведення з теплоспоживчого пристрою охолодженого рідкого середовища для нагріву у водонагрівальний пристрій з формуванням таким чином, контура циркуляції рідкого середовища. Цей спосіб роботи струминної тепловидільної установки дозволяє організувати контур циркуляції рідкого середовища для обігріву різного роду приміщень, проте реалізація цих технічних рішень не дозволяє повною мірою використовувати можливості системи автономного опалювання як, в частині її енергетичної ефективності, так і надійності, що, зрештою, звужує область використання цього способу в струминних тепловидільних установках. Задачею корисної моделі являється підвищення надійності і безпеки роботи струминних тепловидільних установок, спрощення їх конструкцій і підвищення ефективності їх роботи. Суть способу полягає в тому, що спосіб роботи струминної тепловидільної установки, включає нагрів рідкого середовища у водонагрівальному пристрої, подачу з водонагрівального пристрою нагрітого рідкого середовища в теплоспоживчий пристрій і відведення з теплоспоживчого пристрою охолодженого рідкого середовища для нагріву у водонагрівальний пристрій, з формуванням таким чином, контура циркуляції рідкого середовища, при цьому охолоджене рідке середовище у водонагрівальний пристрій подають через звужуючий пристрій, де знижують витрату рідкого середовища з формуванням у водонагрівальному пристрої критичного режиму течії при якому тиск в потоці рідкого середовища падає до величини не вище за тиск насиченої пари цього рідкого середовища, і охолоджений рідинною потік одночасно з нагрівом в котлі перетворять, за рахунок скипання частини рідкого середовища, в двофазний потік з переведенням потоку, за рахунок цього, на надзвуковий режим течії, потім в потоці двофазного середовища, що нагрівається, організовують стрибок тиску і в цьому стрибку тиску перетворять двофазний потік в рідинній потік з мікроскопічними парогазовими бульбашками з додатковим нагрівом рідкого середовища в скачці тиску, далі подають нагріте рідке середовище з мікроскопічними бульбашками з водонагрівального пристрою в теплоспоживчий пристрій з віддачею останнім частини теплової енергії нагрітого рідкого середовища до споживача тепла і відведення з теплоспоживчого пристрою охолодженого рідкого середовища через звужуючий пристрій у водонагрівальний пристрій. Розкриваючи причинно-наслідковий зв'язок між істотними ознаками технічного рішення, що заявляється, і технічними результатами, слід зазначити: Зі вступом звужуючого пристрою, як показав аналіз роботи струминної тепловидільної установки, з'явилася можливість організувати циркуляцію нагрітого рідкого середовища від місця її нагріву до місця споживання і назад без застосування спеціального пристрою, наприклад парового котла або циркуляційного насоса. Замість нього в контур циркуляції рідкого середовища - теплоносія може 51748 4 бути включений малогабаритний водонагрівальний пристрій, зокрема, електричний водогрійний котел. Бажано щоб це був проточний котел, наприклад, котел електродного типу, який має невеликий гідравлічний опір і забезпечує швидкий нагрів рідкого середовища, що протікає через нього. Таким чином, спрощується конструкція тепловидільних установок і підвищується як надійність, так і безпека їх роботи. Для підвищення ефективності роботи тепловидільної установки принциповим моментом являється розміщення звужуючого пристрою перед водонагрівальним пристроєм. Це пов'язано з тим, що процес перетворення потоку у водонагрівальному пристрої в двофазний потік з наступним стрибком тиску і перетворенням потоку в однофазний рідинною потік заповнений мікроскопічними парогазовими бульбашками, може відбуватися за строго певних умов. Саме звужуючий пристрій, шляхом зниження витрати рідкого середовища, дозволяє організувати такий режим течії у водонагрівальному пристрої. Нагрів двофазного потоку рідкого середовища у водонагрівальному пристрої дозволяє не лише створити оптимальні умови протікання процесів перетворення потоку рідкого середовища в двофазний надзвуковий потік і проведення стрибка тиску на виході з водонагрівального пристрою, але і організувати процес згортання мікроскопічних бульбашок, що дозволяє інтенсифікувати процес нагріву рідкого середовища у водонагрівальному пристрої. В результаті досягається можливість добитися такого режиму протікання стрибка тиску, при якому настає структурна рекомбінація в рідкому середовищі, зокрема, у воді. У нашому випадку вдалося створити такий режим перетворення двофазного надзвукового потоку води в скачці тиску, коли генерується додаткова кількість тепла і при цьому частина води "вигорає" (в ході експериментальної експлуатації установки з'ясувалося що в процесі циркуляції води по контуру; водонагрівальний пристрій із звужуючим пристроєм на вході - теплоспоживчий пристрій - водонагрівальний пристрій із звужуючим пристроєм на вході, зменшується кількість циркулюючої в контурі води). Далі, у міру нагріву рідкого середовища у водонагрівальному пристрої, установка поступово виходить на описаний вище режим течії рідкого середовища у водонагрівальному пристрої, коли в скачці тиску починається генерування додаткової кількості тепла за рахунок втрати частини циркулюючої в контурі води. При необхідності тривалої роботи установки, остання може містити бак для підживлення і вирівнювання тиску в контурі циркуляції рідкого середовища контурі циркуляції води, і бак який може бути використаний також для створення необхідного тиску в контурі циркуляції рідкого середовища. В цьому випадку, доцільно виконати пристрій для газовиділення, через яке з контуру циркуляції віддаляються гази, що утворюються в процесі роботи установки, зокрема, гази, розчинені у воді, яка "вигоріла" в процесі генерації тепла. Можливо також підключення до трубопроводу підживлення і хлипаком підтримки тиску, або баком, який встановлений на певній висоті. 5 На кресленні - Фіг. представлена принципова схема установки, в якій реалізується описуваний спосіб її роботи. Струминна тепловидільна установка містить водонагрівальний пристрій 1, теплоспоживчий пристрій 2. Водонагрівальний пристрій 1 забезпечено з боку входу в з теплоспоживчого пристрою 2 звужуючим пристроєм 3. Спосіб роботи струминної тепловидільної установки, включає нагрів рідкого середовища у водонагрівальному пристрої 1, подачу з нього нагрітого рідкого середовища в теплоспоживчий пристрій 2 і відведення з нього охолодженого рідкого середовища у водонагрівальний пристрій 1 з формуванням таким чином, контуру циркуляції рідкого середовища. Оскільки на вході у водонагрівальний пристрій 1 встановлений звужуючий пристрій З, гідравлічний опір з боку виходу з водонагрівального пристрою 1 нижче чим з боку входу в нього. При нагріві у водонагрівальному пристрої 1 рідкого середовища відбувається її скипання з утворенням парових пухирів і розширенням за рахунок цього середовища у водонагрівальному пристрої 1, що є спонукальною силою на початок циркуляції рідкого середовища в контурі. Розташування водонагрівального пристрою 1 із звужуючим пристроєм З посилює цей процес за рахунок створення режиму природної циркуляції рідкого середовища в контурі її циркуляції. Охолоджене рідке середовище у водонагрівальному пристрої 1 поступає через звужуючий пристрій 3, що призводить до зниження витрати рідкого середовища з формуванням на виході з водонагрівального пристрою 1 критичного режиму течії, при якій тиск в потоці рідкого середовища падає до величини не вище за тиск насиченої пари цього рідкого середовища, і охолоджений рідинною потік одночасно з нагрівом в котлі перетворять, за рахунок скипання частини рідкого середовища у двофазний потік з переведенням потоку, за Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 51748 6 рахунок цього на надзвуковий режим течії. Потім, в потоці двофазного середовища, що нагрівається, шляхом його гальмування, наприклад, за рахунок розширення потоку на виході з проточної частини водонагрівального пристрою, організовують стрибок тиску, і в цьому стрибку тиску перетворять двофазний потік в рідинній потік з мікроскопічними парогазовими бульбашками з додатковим нагрівом рідкого середовища в скачці тиску. Формування на виході з проточної частини водонагрівального пристрою 1 стрибка тиску дозволяє створити в контурі циркуляції рідкого середовища перепад тиску, який є джерелом примусової циркуляції рідкого середовища в контурі. Далі подають нагріте рідке середовище з мікроскопічними бульбашками з водонагрівального пристрою 1 в теплоспоживчий пристрій 2 з віддачею частини теплової енергії нагрітого рідкого середовища споживачеві тепла і відведення з теплоспоживчого пристрою 2 охолоджені рідкі середовища через звужуючий пристрій з у водонагрівальний пристрій 1. В результаті досліджень, експериментів і дослідно- конструкторських робіт була створена автономна теплогенерирующая установка, яка після виходу на розрахунковий режим споживає 12 кВт.ч електроенергії (споживана потужність котла - 12 кВт). З теплоспоживчого пристрою знімалося від 30 до 50 кВт тепловій потужності. Температура води, що подається в теплоспоживчий пристрій, складала величину від 120°С до 180° С, температура води, що відводиться, з теплоспоживчого пристрою складала величину від 50° З до 90° С. Корисна модель може бути використана як спосіб роботи автономних джерел опалювання житлових і виробничих приміщень в умовах відсутності центрального опалювання, а також для зниження витрати органічного палива при організації автономного водяного опалювання і гарячого водопостачання. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601