Водонагрівна система

Реферат: Водонагрівна система містить тепловий насос, бойлер із розташованим у його порожнині теплообмінником, насос, вмонтований в один із трубопроводів, які сполучають тепловий насос із теплообмінником. Бойлер містить вхідний патрубок та вихідний патрубок, а також споживач теплової енергії. Патрубок сполучений із системою водопостачання. Вихідний патрубок сполучений із споживачем нагрітої води. Споживач теплової енергії містить замкнуту трубчату систему з насосом, заповнену водою, і сполучений із системою тепловий насос - теплообмінник за допомогою трійників, розташований по обидва боки теплообмінника. Система додатково містить принаймні один високотемпературний підігрівач. В робочому об'ємі якого розташовані два трубчаті теплоприймачі. Один із яких послідовно вмонтований між вихідним патрубком бойлера та споживачем нагрітої води. Інший у напрямку руху теплоносія між тепловим насосом та споживачем теплової енергії. UA 114051 U (54) ВОДОНАГРІВНА СИСТЕМА UA 114051 U UA 114051 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до систем опалення та гарячого водопостачання і може бути використана як для підтримання оптимального температурного режиму всередині приміщень та будівель, так і для забезпечення подачі нагрітої води для побутових та виробничих потреб. Відомим аналогом є автономна система для гарячого водопостачання та опалення, яка містить тепловий насос, тепловий акумулятор, який підключений до теплового насоса з утворенням замкнутого контуру, сонячний водонагрівач для системи гарячого водопостачання в літній період [1]. В цій системі холодну воду спочатку підігрівають в безполум'яному котліакумуляторі до температури 40-50 °C, після чого вода подається в тепловий насос, в якому підігрівається до температури 80-90 °C. Недоліком аналога є незначний коефіцієнт трансформації теплового насоса, обумовлений значним інтервалом температури на вході та виході теплового насоса. Найближчим аналогом до корисної моделі є автономна система для гарячого водопостачання та опалення, яка містить пластинчатий теплообмінник, підключений до водяного джерела низькопотенційного тепла, парокомпресійний тепловий насос, між якими у замкненому контурі циркулює антифриз, акумулятор антифризу у вигляді ємності, встановленої між тепловим насосом та теплообмінником у напряму руху антифризу від теплового насоса до теплообмінника [2]. Недоліком найближчого аналога є недостатня ефективність роботи теплового насоса при низьких зовнішніх температурах повітря. В основу корисної моделі оставлена задача підвищення ефективності роботи водонагрівної системи. Поставлена задача вирішується тим, що водонагрівна система містить тепловий насос, бойлер із розташованим у його порожнині теплообмінником, насос, вмонтований в один із трубопроводів, які сполучають тепловий насос із теплообмінником, бойлер містить вхідний патрубок, сполучений із системою водопостачання, та вихідний патрубок, сполучений із споживачем нагрітої води, а також споживач теплової енергії, який містить замкнену трубчату систему з насосом, заповнену водою, і сполучений із системою тепловий насос - теплообмінник за допомогою трійників, розташованих по обидва боки теплообмінника, згідно з корисною моделлю, водонагрівна система додатково містить принаймні один високотемпературний підігрівач, в робочому об'ємі якого розташовані два трубчаті теплоприймачі, один із яких послідовно вмонтований між вихідним патрубком бойлера та споживачем нагрітої води, а інший у напряму руху теплоносія між тепловим насосом та споживачем теплової енергії. Корисна модель пояснюється кресленням, де схематично представлена запропонована водонагрівна система. Тепловий насос 1 через вхідний патрубок 2 та вихідний патрубок 3 трубопроводом сполучений з теплообмінником 4, розташованим в порожнині бойлера 5. Між вхідним патрубком 2 теплового насоса 1 та теплообмінником 4 вмонтовано насосний вузол 6 та трійник 7, а між вихідним патрубком теплового насоса 3 та теплообмінником трійник 8. Бойлер 5 містить вхідний патрубок 9, сполучений з системою водопостачання і вихідний патрубок 10. Водонагрівна система містить також високотемпературний підігрівач 11 із двоконтурним котлом 12. Один із контурів сполучений із споживачем нагрітої води (на фігурі не показаний), а інший із системою опалення 13 із вхідним 14 та вихідним 15 патрубками. Між трійником 7 та вихідним патрубком 15 системи опалення 13 вмонтовано насосний вузол 16. Система містить також гідророзділювач 17, розташований між системою опалення 13 та тепловим насосом 1. Корисна модель працює наступним чином. Нагріта вода із теплового насоса 1 через вихідний патрубок 3 та трійник 8 подається до гідророзділювача 17, який другим контуром сполучений з високотемпературним підігрівачем 11 і з системою опалення 13, а також за допомогою насосного вузла 6 до теплообмінника 4, розташованого в порожнині бойлера 5. Холодна вода із системи водопостачання через вхідний патрубок 9 надходить в порожнину бойлера 5, де підігрівається, і через вихідний патрубок 10 подається через високотемпературний підігрівач 11 до споживача нагрітої води. Високотемпературний підігрівач програмують або встановлюють в ручному режимі на оптимальну температуру системи водяного теплопостачання. Тепловий насос 1 включають в автоматичний режим роботи із збереженням оптимального коефіцієнта ефективності для підігріву зворотної води системи опалення 13 та води в порожнині бойлера 5. За допомогою високотемпературного підігрівача 11 та системи автоматичного чи ручного регулювання воду в системі опалення та частину води системи гарячого водопостачання підігрівають до заданої температури. 1 UA 114051 U 5 10 15 20 25 У конкретному виконанні водонагрівна система містить тепловий насос фірми-виробника "Mitsubishi Electric", гідророзділювач, бойлер непрямого нагріву "Drazice" та високотемпературний резистивний підігрівач. Здійснено випробування запропонованої системи, в результаті яких встановлено, що при різниці температури ззовні та всередині опалювального приміщення 30-40 Κ ефективність запропонованої системи на 8-12 % вища у порівнянні з системою - прототипом. Таким чином, запропонована водонагрівна система є більш ефективна у порівнянні з системою-прототипом і може працювати при різних температурах зовнішнього середовища, практично не знижуючи ефективність роботи теплового насоса. Джерело інформації: 1. Патент РФ № 175400, МПК F24 D 17/00, опубл. 31.10.1999, бюл. № 5. 2. Патент України на корисну модель № 77072, МПК F14 D 17/02, F24 D 15/04, опубл. 25.01.2013, бюл. № 2. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Водонагрівна система, що містить тепловий насос, бойлер із розташованим у його порожнині теплообмінником, насос, вмонтований в один із трубопроводів, які сполучають тепловий насос із теплообмінником, бойлер містить вхідний патрубок, сполучений із системою водопостачання, та вихідний патрубок, сполучений із споживачем нагрітої води, а також споживач теплової енергії, який містить замкнуту трубчату систему з насосом, заповнену водою, і сполучений із системою тепловий насос - теплообмінник за допомогою трійників, розташований по обидва боки теплообмінника, яка відрізняється тим, що додатково містить принаймні один високотемпературний підігрівач, в робочому об'ємі якого розташовані два трубчаті теплоприймачі, один із яких послідовно вмонтований між вихідним патрубком бойлера та споживачем нагрітої води, а інший у напрямку руху теплоносія між тепловим насосом та споживачем теплової енергії. Комп’ютерна верстка О. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2