Бак-термоакумулятор

1. Бак-термоакумулятор, що містить внутрішню ємкість (1), забезпечену виведеними назовні теплопроводами (2), проміжний теплоізолюючий шар (3) і зовнішнє облицювання (4), який відрізняється тим, що внутрішня ємкість (1) виконана з полімеру і посилена зовні несучим каркасом (5), а проміжний теплоізолюючий шар (3) виконаний у вигляді пористого або гранульованого заповнювача з теплоізоляційного матеріалу, яким при монтажі заповнений простір між внутрішньою ємкістю (1), несучим каркасом (5) і зовнішнім облицюванням (4), при цьому внутрішня ємкість (1) виконана за допомогою устаткування для ротаційного формування і виготовлена з полімеру, вибраного з C2 2 93950 1 3 люючого шару по периметру і входить заломленими кінцевими кромками в кутові подовжні пази однієї з напівоболонок і скріплена з нею. Теплопроводами є люки або патрубки для підведення, відведення або циркуляції робочого середовища - теплоносія (переважно води) або інші засоби комунікації. Недоліком конструкції відомого бакатермоакумулятора [1] є те, що внутрішня оболонка має тонкостінну конструкцію, яка характеризується невисокою корозійною стійкістю, володіє недостатньою міцністю і надійністю експлуатації, що обмежує застосування бака-термоакумулятора в системах з робочим внутрішнім надмірним тиском не більше 1,0 Мпа (кГ/см2). Крім того, відомий бак-термоакумулятор [1] має складну конструкцію теплоізолюючого шару і його з'єднання із зовнішнім облицюванням, який в процесі експлуатації може викришуватися і руйнуватися, що погіршує технологічність і суттєво знижує надійність експлуатації пристрою в цілому при достатньо високій вартості виготовлення і монтажу. Технічною задачею, на вирішення якої направлений винахід, є удосконалення конструкції бакатермоакумулятора: - шляхом використання для виготовлення внутрішньої ємкості матеріалу, що володіє високою стійкістю до корозії, підвищити термін і надійність її експлуатації; - шляхом посилення внутрішньої ємкості забезпечити підвищення її міцності і робочого внутрішнього надмірного тиску у внутрішній ємкості до 2,5 Мпа (кГ/см2); - шляхом застосування формування теплоізолюючого шару і його з'єднання із зовнішнім облицюванням при монтажі бака-термоакумулятора, забезпечити просте, міцне, функціональне, технологічне і менш трудомістке з'єднання їх між собою. Технічний результат, який досягається при рішенні поставленої технічної задачі і використанні вдосконаленого бака-акумулятора, полягає в підвищенні його надійності, при зниженні вартості його виготовлення і монтажу. Технічна задача вирішується, а технічний результат досягається тим, що в бакутермоакумуляторі, що містить внутрішню ємкість, забезпечену виведеними назовні теплопроводами, проміжний теплоізолюючий шар і зовнішнє облицювання, згідно винаходу, внутрішня ємкість (1) виконана з полімеру і посилена зовні несучим каркасом (5), а проміжний теплоізолюючий шар (3) виконаний у вигляді пористого або гранульованого заповнювача з теплоізоляційного матеріалу, яким при монтажі заповнений простір між внутрішньою ємкістю (1), несучим каркасом (5) і зовнішнім облицюванням (4), при цьому внутрішня ємкість (1) виконана за допомогою устаткування для ротаційного формування і виготовлена з полімеру, вибраного з групи поліолефінів: поліетилен, поліпропілен і полібутен, а несучий каркас (5) виконаний у вигляді сполучених між собою подовжніх елементів - стрингерів (6), поперечних елементів - шпангоутів (7) і ґратчастого днища (8), забезпеченого опорами (9), і виготовлений з матеріалу, вибрано 93950 4 го з групи матеріалів: метал, металопластик, композиційний матеріал і полімер. Виконання внутрішньої ємкості з полімеру і її посилення зовні несучим каркасом, забезпечує підвищення стійкості до корозії, терміну експлуатації і міцності внутрішньої ємкості, оскільки збільшує її робочий внутрішній надмірний тиск до 2,5Мпа (кГ/см2), що підвищує надійність експлуатації вдосконаленого бака-термоакумулятора. У зв'язку з тим, що проміжний теплоізолюючий шар виконаний у вигляді пористого або гранульованого заповнювача з теплоізоляційного матеріалу, яким при монтажі заповнений простір між внутрішньою ємкістю, несучим каркасом і зовнішнім облицюванням, досягається просте, функціональне і технологічне формування тепло ізолюючого шару з пористого або гранульованого наповнювача безпосередньо при монтажі бакатермоакумулятора, що суттєво спрощує його конструкцію і підвищує надійність експлуатації за рахунок внутрішнього стійкого зчеплення заповнювача з внутрішньою ємкістю, несучим каркасом і зовнішнім облицюванням. У зв'язку з тим, що внутрішня ємкість виконана методом ротаційного формування з полімеру, вибраного з групи поліолефінів: поліетилен, поліпропілен і полібутен, це забезпечує внутрішній ємкості легкість, технологічність, відсутність швів, низьку вартість і високі споживчі властивості, оскільки вона може працювати при температурі теплоносія від -10ºС до +95ºС і володіє високою надійністю, міцністю і стійкістю до агресивних середовищ. Виконання несучого каркаса у вигляді сполучених між собою подовжніх елементів - стрингерів, поперечних елементів - шпангоутів і ґратчастого днища, забезпеченого опорами, дає можливість сформувати несучий каркас у вигляді стрижньової просторової конструкції, що підвищує його міцність при мінімальній матеріаломісткості. Виконання несучого каркасу з матеріалу, вибраного з групи матеріалів: метал, металопластик, композиційний матеріал і полімер, розширює номенклатуру матеріалів для виготовлення несучого каркаса залежно від виробничої і технологічної необхідності. Разом з підвищенням надійності експлуатації, прийняті зміни конструкції знижують трудомісткість виготовлення і монтажу вдосконаленого бакатермоакумулятора, що суттєво знижує вартість його виготовлення. Бак-термоакумулятор має і додаткові відмінності, які розвивають і/або уточнюють вище приведену сукупність головних ознак винаходу, ознаками, що характеризують її лише в окремих випадках виконання і використання. До додаткових відмінностей винаходу відносяться наступні ознаки. У баку-термоакумуляторі, згідно винаходу, у внутрішній ємкості в місцях установки теплопроводів закріплені різьбові фітинги, до яких за допомогою різьбових з'єднань приєднані теплопроводи. Таке удосконалення конструкції бакатермоакумулятора забезпечує високу герметичність і надійність кріплення теплопроводів (люків, патрубків) і циркуляції по ним теплоносія. 5 У баку-термоакумуляторі, згідно винаходу, теплоізолюючий шар виконаний з пористого або гранульованого теплоізоляційного матеріалу, вибраного з групи матеріалів: піноізол, пінополіуретан, пінополістирол, пінопласт і поролон. Застосування такого асортименту теплоізоляційних матеріалів для формування теплоізолюючого шару, дозволяє залежно від виробничої і технологічної необхідності здійснювати оптимальний вибір конкретного теплоізоляційного матеріалу, що забезпечує надійність і високі теплоізоляційні властивості під час експлуатації бакатермоакумулятора при мінімальних витратах на виготовлення і монтаж. У баку-термоакумуляторі, згідно винаходу, зовнішнє облицювання виконане з листового матеріалу, вибраного з групи матеріалів: плакована сталь, оцинкована сталь, неіржавіюча сталь, алюмінієвий сплав, плакований алюміній, металопластик, композиційний матеріал і полімер. Такий широкий асортимент матеріалів зовнішнього облицювання дозволяє, залежно від кліматичних умов, а також виробничої або технологічної ситуації, здійснювати вибір конкретного матеріалу, що забезпечує його оптимальне функціонування у складі бака-термоакумулятора при мінімальних витратах на виготовлення. Надалі винахід пояснюється прикладом його здійснення з посиланнями на креслення, що додається, на якому зображений пропонований бактермоакумулятор. Бак-термоакумулятор містить (див. креслення) внутрішню ємкість 1, забезпечену виведеними назовні теплопроводами 2 (люками, патрубками і іншими засобами комунікації), проміжний теплоізолюючий шар 3 і зовнішнє облицювання 4. Особливістю бака-термоакумулятора є наступні удосконалення його конструкції. Внутрішня ємкість 1 виконана з полімеру і посилена зовні несучим каркасом 5. Проміжний теплоізолюючий шар 3 виконаний у вигляді пористого або гранульованого заповнювача з теплоізоляційного матеріалу, яким при монтажі заповнений простір між внутрішньою ємкістю 1, несучим каркасом 5 і зовнішнім облицюванням 4. Внутрішня ємкість 1 виконана методом ротаційного формування за допомогою устаткування для ротаційного формування і виготовлена з полімеру, вибраного з групи поліолефінів: поліетилен, поліпропілен і полібутен. Несучий каркас 5, виконаний у вигляді сполучених між собою подовжніх елементів - стрингерів 6, поперечних елементів - шпангоутів 7 і ґратчастого днища 8, забезпеченого опорами 9. Несучий каркас 5 виготовлений з матеріалу, вибраного з групи матеріалів: метал, металопластик, композиційний матеріал і полімер. У внутрішній ємкості 1 в місцях установки теплопроводів 2 закріплені різьбові фітинги 10, до яких за допомогою різьбових з'єднань приєднані теплопроводи 2. Теплоізолюючий шар 3 викопаний з пористого або гранульованого теплоізоляційного матеріалу, 93950 6 вибраного з групи матеріалів: піноізол, пінополіуретан, пінополістирол, пінопласт і поролон. Зовнішнє облицювання 4 виконане з листового матеріалу, вибраного з групи матеріалів: плакована сталь, оцинкована сталь, неіржавіюча сталь, алюмінієвий сплав, плакований алюміній, металопластик, композиційний матеріал і, полімер. Залежно від призначення і комплектації в баку-термоакумуляторі можуть бути встановлені (на кресленнях не показані) наступні пристрої: - змійовик гарячого теплоносія, - змійовик попереднього підігріву теплоносія, - змійовик нагріву теплоносія від сонячної енергії, - рекуперативний теплообмінник, - електричний нагрівач для підігріву теплоносія в нічний час за пільговим тарифом споживання електричної енергії, - підігрівачі теплоносія для денного використання, - засоби охолоджування теплоносія, - інші технологічні засоби. Монтаж бака-термоакумулятора здійснюють таким чином. Спочатку виготовляють внутрішню ємкість 1 методом ротаційного формування з полімеру, вибраного з групи поліолефінів: поліетилен, поліпропілен і полібутен. Внутрішня ємкість 1, виготовлена ротаційним формуванням із згаданих поліолефінів: поліетилен, поліпропілен і полібутен, характеризується легкістю, технологічністю, не має швів, володіє низькою вартістю і високими споживчими властивостями, оскільки може працювати при температурі теплоносія (робочого середовища) від -10ºС до +95ºС, володіє високою надійністю, міцністю і стійкістю до агресивних середовищ. У внутрішній ємкості 1 в місцях установки теплопроводів 2 закріплюють різьбові фітинги 10, до яких за допомогою різьбових з'єднань надалі приєднують теплопроводи 2 (люки, патрубки і інші засоби комунікацій). Це забезпечує герметичність і надійність кріплення теплопроводів 2 до внутрішньої ємкості 1. Окремо виготовляють несучий каркас 5, який виконують з матеріалу, вибраного з групи матеріалів: метал, металопластик, композиційний матеріал і полімер, у вигляді сполучених між собою подовжніх елементів - стрингерів 6, поперечних елементів - шпангоутів 7 і ґратчастого днища 8, забезпеченого опорами 9. Таке виконання несучого каркаса 5 у вигляді стрижньової просторової конструкції забезпечує йому високу міцність при мінімальній матеріаломісткості. Несучий каркас 5 встановлюють на опори 9, а усередині несучого каркаса 5 встановлюють в проектному, переважно у вертикальному, положенні внутрішню ємкість 1. Виконання внутрішньої ємкості 1 з полімеру і її посилення зовні несучим каркасом 5, забезпечує підвищення стійкості до корозії, терміну експлуатації і міцності внутрішньої ємкості, оскільки збільшує її робочий внутрішній надмірний тиск до 7 93950 2,5Мпа (кГ/см2), що підвищує надійність експлуатації вдосконаленого бака-термоакумулятора. Зовні несучого каркаса 5 за допомогою технологічних засобів встановлюють зовнішнє облицювання 4 так, щоб між внутрішньою ємкістю 1, несучим каркасом 5 і зовнішнім облицюванням 4 утворився вільний простір для формування проміжного теплоізолюючого шару 3 необхідної товщини. Зовнішнє облицювання 4 виконують з листового матеріалу, вибраного з групи матеріалів: плакована сталь, оцинкована сталь, неіржавіюча сталь, алюмінієвий сплав, плакований алюміній, металопластик, композиційний матеріал і полімер. Проміжний теплоізолюючий шар 3 формують з пористого або гранульованого заповнювача з теплоізоляційного матеріалу, вибраного з групи матеріалів: піноізол, пінополіуретан, пінополістирол, пінопласт і поролон, яким при монтажі заповнюють простір між внутрішньою ємкістю 1, несучим каркасом 5 і зовнішнім облицюванням 4. За рахунок цього досягається просте і технологічне формування теплоізолюючого шару 3 з пористого або гранульованого наповнювача безпосередньо при монтажі бака-термоакумулятора, що суттєво спрощує його конструкцію і надійність експлуатації за рахунок внутрішнього зчеплення Комп’ютерна верстка Мацело В. 8 заповнювача з внутрішньою ємкістю 1, несучим каркасом 5 і зовнішнім облицюванням 4. Разом з підвищенням надійності експлуатації, прийняті зміни конструкції знижують трудомісткість виготовлення і монтажу вдосконаленого бакатермоакумулятора, що суттєво знижує вартість його виготовлення. Запропонований бак-термоакумулятор найдоцільніше використовувати в системах опалювання і гарячого водопостачання. Його також можна використовувати і в інших системах споживання для обігріву або охолоджування технологічних або побутових середовищ, а приведені відомості підтверджують можливість його широкого промислового застосування. Перелік позначень 1. Внутрішня ємкість 2. Теплопровід (люк, патрубок) 3. Теплоізолюючий шар 4. Зовнішнє облицювання 5. Несучий каркас 6. Подовжній елемент - стрингер 7. Поперечний елемент - шпангоут 8. Ґратчасте днище 9. Опора 10. Фітінг. Підписне Тираж 23 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