Акумуляційна геліоґрунтова теплонасосна система теплопостачання

Реферат: Акумуляційна геліоґрунтова теплонасосна система теплопостачання містить контури сонячного колектора та опалення, на яких встановлені циркуляційні насоси, теплообмінне обладнання, запірно-регулювальна арматура і контрольно-вимірювальні прилади. Система додатково оснащена триконтурним баком-акумулятором, через який проходять контури сонячного колектора, опалення, а також контур теплового насоса і вертикального ґрунтового теплообмінника. UA 68592 U (54) АКУМУЛЯЦІЙНА ГЕЛІОҐРУНТОВА ТЕПЛОНАСОСНА СИСТЕМА ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ UA 68592 U UA 68592 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до геліотехніки, а саме до комбінованих геліонагрівальних установок, і може знайти застосування в теплоенергетиці та житлово-комунальному господарстві. Відома комбінована двоконтурна геліоводонагрівальна установка (патент України № 64198, 2004), взята як аналог, що складається із сонячного колектора, двох баків-акумуляторів, теплового дублера і запірно-регулювальної арматури. Основним недоліком відомої комбінованої системи теплопостачання є неможливість накопичення великої кількості теплоти, що є надлишковою у теплий період року. Найбільш близьким аналогом пристрою, що заявляється, є двоконтурна геліоводонагрівальна установка (патент України № 14733, F24J 2/42, 15.05.2006, бюл. № 5), до якої входять сонячний колектор з двоконтурним теплообмінним пристроєм, в який вмонтовані керамічні нагрівачі, баки-акумулятори, циркуляційні насоси, запірно-регулювальна арматура і контрольно-вимірювальні прилади, а також трубопроводи з електричними клапанами і контролер режимів роботи. Установка складається з двох контурів. Перший контур містить геліоколектор, бак-акумулятор, теплообмінний пристрій, насос, електричні клапани і датчик руху теплоносія. Другий контур містить аналогічні складові за виключенням геліоколектора. Режими роботи двоконтурної геліоводонагрівальної установки, а також часові графіки роботи насосів визначаються і задаються контролером. Відомі установки такого типу не накопичують (акумулюють) сезонну профіцитну теплоту інсоляції і не є енергоефективними в експлуатації тому, що в теплообмінному пристрої для можливого догрівання теплоносія використовується нагрівач електричного опору. Крім того, установка не має запобіжних пристроїв, що компенсують об'ємне розширення теплоносія в обох контурах унаслідок його нагрівання, і повітровипускної арматури. Це є найбільш суттєвими недоліками відомої двоконтурної геліонагрівальної установки, що знижує ефективність функціонування та надійність роботи всієї системи. В основу корисної моделі поставлена задача створення акумуляційної теплонасосної геліогрунтової системи теплопостачання шляхом оснащення її триконтурним бакомакумулятором, через який гідравлічно проходять контури сонячного колектора, опалення, а також контур теплового насоса і вертикального ґрунтового теплообмінника, що робить таку систему надійною та енергоефективною і дозволяє здійснювати теплопостачання протягом року. Поставлена задача вирішується тим, що акумуляційна геліогрунтова теплонасосна система теплопостачання, яка містить контури сонячного колектора та опалення, на яких встановлені циркуляційні насоси, теплообмінне обладнання, запірно-регулювальна арматура і контрольновимірювальні прилади, згідно з корисною моделлю, додатково оснащена триконтурним бакомакумулятором, через який гідравлічно проходять контури сонячного колектора, опалення, а також контур теплового насоса і вертикального ґрунтового теплообмінника. Така акумуляційна теплонасосна геліогрунтова система дає можливість сезонного накопичення профіцитної теплоти інсоляції, що дозволяє здійснювати теплопостачання протягом року. Суть акумуляційної геліогрунтової теплонасосної системи теплопостачання, пояснюється кресленням, на якому зображена принципова схема акумуляційної геліогрунтової теплонасосної системи теплопостачання. Схема складається з трьох контурів (опалення 8, сонячного колектора 1 та теплового насоса 5), що проходять через бак-акумулятор 2, а також контура вертикального ґрунтового колектора 6. Колектор складається з сімох гідравлічно з'єднаних паралельно U-подібних теплообмінників, що розташовані у свердловинах (шість розташовані по кутах правильного шестикутника, сьомий у центрі). Циркуляційні насоси 3, 9 призначені для прокачування теплоносія через систему опалення. Вимірювання кількості теплоти забезпечується установкою в усіх контурах тепломірів 4. Також для визначення теплових параметрів роботи системи на вході та виході контурів встановлені датчики температури (термоелектричні перетворювачі) Т1…Т10. Для компенсації об'єму при температурному розширенні теплоносія в кожному контурі передбачені мембранні бачки 7. Акумуляційна геліогрунтова теплонасосна система теплопостачання працює наступним чином. У холодний період року бак-акумулятор 2 накопичує теплоту за рахунок використання теплоти інсоляції та відновлювальної теплоти ґрунтового масиву за допомогою теплового насоса 5, до складу якого входять циркуляційні насоси відповідних контурів. У контурах опалення 8, сонячного колектора 1 і теплового насоса 5 теплоносієм є вода, а в контурі ґрунтового теплообмінника 6 водний розчин пропіленгліколю (антифриз). За допомогою 1 UA 68592 U 5 регулювання витрати теплоносіїв в контурах підтримується необхідна температура в баціакумуляторі 2 і опалювальному контурі 8 (водяна тепла підлога). Залежно від теплового навантаження можливі варіанти спільного або одиночного використання джерел теплоти. Тепломіри реалізують автоматичну реєстрацію показань з різною періодичністю на комп'ютері. При досягненні теплоносієм зворотної температури (Т1 ≥ Т2), циркуляційний насос 3 автоматично вимикається. Акумуляційна геліогрунтова теплонасосна система теплопостачання є бівалентною за типом і дозволяє здійснювати цілорічне теплопостачання споживача. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Акумуляційна геліоґрунтова теплонасосна система теплопостачання, що містить контури сонячного колектора та опалення, на яких встановлені циркуляційні насоси, теплообмінне обладнання, запірно-регулювальна арматура і контрольно-вимірювальні прилади, яка відрізняється тим, що додатково оснащена триконтурним баком-акумулятором, через який гідравлічно проходять контури сонячного колектора, опалення, а також контур теплового насоса і вертикального ґрунтового теплообмінника. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2