Автоматичний регулятор для систем гарячого водопостачання

1 Автоматичний регулятор для систем гарячого водопостачання, який містить замкнений герметичний об'єм змінюваної величини, принаймні один елемент якого є рухомим, заповнений рідиною, що знаходиться в тепловому контакті з гарячою водою, яка постачається споживачам, шток, кінематично з'єднаний з клапаном, який регулює подачу теплоносія, який відрізняється тим, що замкнений герметичний об'єм змінюваної величини заповнений рідиною лише частково, рідина має температуру кипіння, нижчу за задану температуру води, а частина об'єму змінюваної величини утворена сильфоном, нижній кінець якого відкритий і жорстко з'єднаний з нерухомою частиною згаданого об'єму, в якому знаходиться рідина, а верхній кінець сильфона герметично закритий кришкою, яка має можливість здійснювати поступальний рух у вертикальному напрямку і до якої прикріплено шток, з'єднаний з клапаном через систему важелів 2 Автоматичний регулятор за п 1, який відрізняється тим, що додатково містить спіральну пружину, яка охоплює шток і один кінець якої впирається в кришку сильфона 3 Автоматичний регулятор за будь-яким з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що додатково містить пристрій для початкової установки величини змінюваного об'єму О Винахід стосується регулювання витрат теплоносія в системах центрального водяного опалювання та гарячого водопостачання, в яких використовуються теплообмінники і може бути використаний в житловому та промисловому будівництві Відомо, ЩО В системах центрального водяного опалювання та гарячого водопостачання для нагріву води, яка постачається споживачам (наприклад, в квартири), використовуються теплообмінники, в яких тепло від теплоносія, що циркулює в замкненому контурі, передається воді, яка постачається кінцевим споживачам При цьому температура теплоносія підтримується в заданих межах за допомогою центрального нагрівника і окремий споживач не може и змінити При експлуатації таких систем витрата нагрітої до заданої температури води, як правило, не буває постійною, а не передбачуваним чином змінюється з часом, а Іноді припиняється зовсім Для того, щоб підтримувати задану температуру згаданої води, необхідно певним чином змінювати потік теплоносія, що проходить через теплообмінник Наприклад, при змен шенні споживання підігрітої води її температура буде підвищуватись Отже для приведення и до заданої величини необхідно зменшувати підведення тепла до теплообмінника, що, за умови сталості температури теплоносія означає зменшення потоку останнього через теплообмінник Для розв'язання цієї задачі використовуються автоматичні регулятори подачі теплоносія в теплообмінник Широко розповсюджені автоматичні регулятори, побудовані за класичної схемою датчикперетворювач-виконавчий механізм, до складу яких входять датчик температури нагрівної води, сигнал якого через перетворювач керує реверсивним електродвигуном, який приводить в дію регулюючий клапан, встановлений на трубопроводі подачі теплоносія (див, наприклад, рекламний проспект фірми Данфосс) Такі автоматичні регулятори можуть забезпечити регулювання подачі теплоносія в широких межах, але для їхньої безперебійної роботи необхідне безперебійне постачання електроенергії Це суттєво знижує їх експлуатаційну надійність Крім 1 (О ю 52767 того їх складність зумовлює їх високу вартість, яка мальної експлуатації такого регулятора також неможе перевищувати вартість теплообмінника, а обхідна періодична заміна гліцерину Крім того також високі експлуатаційні витрати, пов'язані з необхідно періодично поповнювати втрати води в необхідністю залучення висококваліфікованого системі гарячого водопостачання і відводити воду, персоналу для їх обслуговування що проганяється Вказані недоліки частково усуваються в так Основна задача винаходу полягає в удосконазваних автоматичних регуляторах прямої дії, які не лення раніше відомого регулятора за рахунок спепотребують зовнішнього джерела енергії для приціального вибору робочої рідини, що має темпераведення в дію регулюючого клапана, а використотуру кипіння нижчу за задану температуру води, вують теплову енергію нагрітої води, яка перетвояка подається споживачам, та ВІДМІННОГО ВІД прорюється в механічну роботу по переміщенню тотипу виконання об'єму змінюваної величини, що рухомих елементів клапана, тобто працюють як дає можливість суттєво розширити межі регулютеплова машина ВІДОМІ, наприклад, автоматичні вання витрат теплоносія і підвищити надійність регулятори прямої дм, в яких використовується як пристрою в цілому, а також усунути нераціональні робоче тіло речовина (звичайно рідина) з великим витрати підігрітої води температурним коефіцієнтом об'ємного розшиЦя задача розв'язується за рахунок того, що в рення автоматичному регуляторі для систем гарячого водопостачання замкнений герметичний об'єм Зміна об'єму цієї рідини при ЗМІНІ температури змінюваної величини, частково заповнений (навикористовується для регулювання величини відприклад, менше ніж наполовину) рідиною, що знакриття клапану подачі теплоносія ходиться в тепловому контакті з гарячою водою, Такі системи прості, порівняно дешеві, не пояка постачається споживачам, причому рідина має требують електропостачання, але вони можуть температуру кипіння нижчу за задану температуру забезпечувати роботу тільки порівняно малих вигарячої води, а частина об'єму змінюваної величитрат теплоносія Так, наприклад, ВІДОМІ автоматини утворена сильфоном, нижній кінець якого відчні регулятори прямої дії фірми Данфосс можуть критий і жорстко з'єднаний з нерухомою частиною застосовуватись лише на трубопроводах діаметзгаданого об'єму, в якому знаходиться рідина, а ром до 25мм (рекламний проспект фірми Данверхній кінець сильфона герметично закритий фосс) Це пов'язано з тим, що зміна об'єму рідини кришкою, яка має можливість здійснювати постунедостатньо велика, щоб забезпечити необхідне пальний рух у вертикальному напрямку і до якої переміщення рухомого елемента регулюючого прикріплено шток, з'єднаний з клапаном, який реклапана гулює подачу теплоносія через систему важелів Цей недолік усунутий у відомому автоматичному регуляторі АПГВ (див Автоматика для подогревателей горячего водоснабжения тип АПГВ, ТУ 204 УССР 513-75 Паспорт и техническое описание Киев - 1997), найбільш близькому до заявленого винаходу за наявністю конструктивних елементів та їх функціональним призначенням До його складу входить рідинне термореле, що працює за принципом прямої дії і яке складається з замкненого герметизованого об'єму змінюваної величини, причому зміна об'єму досягається за рахунок того, що один з конструктивних елементів, що утворюють цей об'єм (мембрана), виконаний рухомим з можливістю значних деформацій, а сам об'єм заповнений робочою рідиною з великим температурним коефіцієнтом об'ємного розширення (гліцерином), змінення об'єму якої при зміненні температури спричинює деформацію мембрани і приводить в рух повзунок, який відкриває і закриває запірний голчастий клапан, який регулює тиск води в виконавчому механізмі, до складу якого входять клапан подачі теплоносія, шток, пружина та регулятор зусилля пружини Такий автоматичний регулятор не вимагає електропостачання, забезпечує обслуговування практично будь-якої витрати теплоносія, але цей позитивний технічний результат досягнуто за рахунок ускладнення конструкції, яке одночасно спричинює такі недоліки як необхідність постійного прогону води, що забезпечує роботу виконавчого механізму, тобто и нераціональні витрати, а також зниження надійності регулятора в цілому, викликане наявністю голчастого клапану, робота якого може бути порушена внаслідок накопичення бруду з води, що проганяється Для забезпечення нор Крім того автоматичному регулятор може додатково містити спіральну пружину, яка охоплює шток і один кінець 5 якої впирається в кришку сильфона Крім того автоматичному регулятор може додатково містити пристрій для початкової установки величини змінюваного об'єму і жорсткості його змінюваної частини На Фіг показано автоматичний регулятор Автоматичний регулятор складається з корпуса 1, який в нижній частині має два отвори, в які вставлено два патрубки 2 для під'єднання регулятора до магістральної труби, по якій споживачеві подається гаряча вода підігріта в теплообміннику (на рисунку не показано), а в верхній частині має два отвори з патрубками 3 для під'єднання регулятора до магістральної труби, по якій в теплообмінник подається Теплоносій Всередині корпусу 1 розміщено замкнений герметичний об'єм змінюваної величини, верхня, рухома (змінювана) частина якого утворена сильфоном 4, а нижня нерухома (незмінювана) частина утворена відрізком труби 5, нижній кінець якої закритий герметично торцевою кришкою б обтічної, наприклад, напівсферичної форми для зменшення гідравлічного опору, розміщеною в верхній частині ділянки магістрального трубопроводу для підігрітої води, що утворена внутрішніми частинами патрубків 2, тобто тими, які знаходяться всередині корпуса 1 Таким чином забезпечується надійний тепловий контакт між гарячою водою, що подається споживачам, і робочою рідиною, що знаходиться в нижній частині труби 5 Верхня відкрита частина труби 5 з'єднана з нижнім краєм сильфона 4 і сполучається з його 52767 тан CF2BrCF2Br), температура кипіння якого ставнутрішнім простором через його нижній відкритий новить 47,3°С при тиску 1 атм кінець Верхній кінець сильфона 4 закрито кришПри пониженні температури гарячої води відкою 7 До кришки 7 приєднано шток 8, який через носно заданої тиск пари робочої рідини зменшусистему важелів 9 кінематично зв'язаний з повороється, кришка 7 під дією сили ваги і сили пружності тним важелем клапана 10, встановленого у верхз боку сильфона 8 рухається вниз, тягнучи за соній частині корпусу між патрубками 3 Шток 8 охобою шток, який через систему важелів 9 відкриває плює спіральна пружина 11, нижній кінець якої клапан 10, який збільшує подачу теплоносія, внаспирається на кришку 7 сильфона 4, а верхній кіслідок чого температура підігрітої води починає нець упирається в гайку 12, призначену для регупідвищуватись Це підвищування температури лювання натягу пружини і початкової установки триватиме, поки температура підігрітої води не величини змінюваного об'єму досягне заданої, і подальше збільшування подачі Автоматичний регулятор працює таким чином теплоносія припиниться внаслідок процесу описаВ вихідному стані, тобто до початку надходження ного вище гарячого теплоносія, клапан 10 відкрито і сильфон 4 знаходиться в стисненому стані При цьому тиск Як уже відзначалося, для забезпечення підпарів рідини у сильфоні 4 близький до атмосфертримання автоматичним регулятором заданої теного мператури крім вибору виду робочої рідини необхідно встановлювати початкову величину При надходженні теплоносія вода в магістралі герметичного об'єму Це можна зробити за допогарячого водопостачання починає нагріватися могою гайки 12, переміщення якої у вертикальноВнаслідок того, що існує тепловий контакт між гаму напрямку змінює об'єм сильфона 5 При цьому рячою водою і робочою рідиною в нижній частині змінюється не тільки об'єм сильфона, а і початкогерметичного об'єму змінюваної величини, останве зусилля сил пружності, що виникають при його ня також нагрівається і, коли її температура досядеформації Для того, щоб забезпечити змінювангає температури кипіння, тиск пари в герметичноня початкового зусилля сил пружності, що діють на му об'ємі зростає Це призводить до збільшення шток 9, незалежно від регулювання початкової величини герметичного об'єму за рахунок розшивеличини герметичного об'єму, служить пружина рення сильфона При цьому його верхній кінець 11, початковий натяг якої може змінюватись за закритий кришкою 7 рухається вгору і штовхає допомогою гайки 12 шток 8, який через систему важелів 9 діє на поворотний важіль клапана 10 і починає закривати йоАвтоматичний регулятор за цим винаходом го При цьому зменшується подача теплоносія в практично забезпечує регулювання будь-яких витеплообмінник, температура підігрітої води, що трат теплоносія від нульових до максимально мопроходить через патрубки 2 спадає, що спричинює жливих в даній системі водопостачання Він не припинення подальшого підвищення тиску в сипотребує електропостачання, не забруднює дольфоні 5 і процес подальшого закривання клапана вкілля відпрацьованої водою, тобто екологічно 10 зупиняється Робоча рідина, співвідношення її безпечний Екологічна безпека гарантується також КІЛЬКОСТІ і початкової величини герметичного об'повною заводською герметизацією об'єму, що місєму добираються так, щоб процес закривання клатить робочу рідину, міняти яку в процесі експлуапана 10 припинявся при досягненні гарячою водою тації немає потреби Це також забезпечує високу заданої температури Наприклад, для забезпеченнадійність, яка визначається практично тільки герня підтримання встановленої будівельними норметичністю згаданого об'єму Його робота не може мами і правилами температури води, що подаєтьбути порушена забрудненістю гарячої води Запрося до житлових приміщень, 55°С, в регуляторі понований автоматичний регулятор порівняно деможе бути використана рідина з температурою шевий і не потребує спеціального обслуговування кипіння нижчою за 55°С, наприклад, такий відомий в процесі експлуатації хладоагент як Хладон-114В2 (тетрафтордіброме 52767 ФІГ. ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24