Комбінована система опалення приміщень

Реферат: Комбінована система опалення приміщень містить сонячну батарею, вітроелектричну установку, електричну мережу із знижувальним трансформатором на її виході, акумуляторну батарею, затискач "+" якої з'єднаний з одним із вихідних затискачів джерел енергії через катоданод зарядного діода, а затискач "-" - з другим їх вихідним затискачем, та електричний нагрівач, який вмонтований в теплоакумулюючий масив підлоги. Система снащена другою акумуляторною батареєю, вибраною із розрахунку одна акумуляторна батарея на кожне відновлюване джерело енергії. Затискач "+" кожної акумуляторної батареї з'єднаний через катод-анод першого зарядного діода із своїм відновлюваним джерелом енергії, а через катоданод другого зарядного діода - із знижувальним трансформатором електричної мережі і через анод-катод розрядного діода - з електричним нагрівачем та з паралельно з'єднаним з ним інвертором. Вихід інвертора ввімкнений в електричну мережу, а вхід з'єднаний з електричним нагрівачем через паралельно з'єднані замикаючі контакти реле максимальної наруги, котушка ввімкнення кожного з яких приєднана до затискачів "+" та "-" своєї акумуляторної батареї, паралельно якій приєднаний ланцюжок "R-C". UA 83941 U (12) UA 83941 U UA 83941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі комплексного використання традиційних та відновлюваних джерел енергії - енергії електричної мережі та сонця і вітру, і стосується опалення приміщень. Відома енергосистема (патент України № 20113 F24J2/42, 1997 p.), яка складається із сонячного колектора, сонячної батареї, вітроелектричної установки, акумуляторної батареї, бака-акумулятора тепла та перерозподільного пристрою, через який відбувається розподілення потоків енергії до споживачів. Ця система дозволяє використовувати енергію від двох відновлюваних джерел - сонця та вітру, а також накопичену в акумуляторних батареях, що підвищує надійність енергопостачання у порівнянні із живленням від одного відновлюваного джерела. Недоліком аналога є відсутність резервного енергопостачання від електричної мережі, що вимушує значно збільшувати потужність генеруючого обладнання та ємність акумуляторної батареї. Відома енергосистема (патент України № 32697 F24J2/42, 2001 p.), яка крім вище названих джерел енергії містить електричну мережу. Недоліком цього аналога є висока складність перерозподільного пристрою. Найближчою до пропонованої є комбінована система опалення приміщень, яка функціонує на енергії відновлюваних джерел та електричної мережі з використанням електрохімічної акумуляторної батареї (Жоров С.В., Жоров В.І. Комбіноване використання традиційних і відновлюваних джерел енергії для локального обігріву сільськогосподарських виробничих приміщень/ Механізація та електрифікація сільського господарства, Випуск 92. - Глеваха, 2008. С. 332-340), що містить сонячну батарею, вітроелектричну установку, електромережу із знижувальним трансформатором на її виході, акумуляторну батарею, затискач "+" якої з'єднаний з одним із вихідних затискачів джерел енергії через катод-анод зарядного діода, а затискач "-" - з другим їх вихідним затискачем та електричний нагрівач, який вмонтований в теплоакумулюючий масив підлоги. Система забезпечує нагрівачу живлення від джерела енергії з вищою напругою, а при відсутності надходження енергії сонця і вітру та при розрядженій акумуляторній батареї - від електричної мережі. Ця комбінована система опалення приміщень є прототипом пропонованої. Недолік прототипу полягає у неможливості використання або акумулювання енергії одночасно від двох джерел. Крім цього не задіяним залишається перетворювач сонячної енергії у теплову для опалення приміщення та підвищення надійності енергопостачання. Задачею корисної моделі є комбінована система опалення приміщень, в якій, завдяки введенню нових елементів та введенню нових зв'язків між елементами, досягається можливість накопичення енергії одночасно від двох відновлюваних джерел енергії, додаткового енергопостачання від сонячного колектора та повернення енергії в електричну мережу. Задача вирішується тим, що комбінована система опалення приміщень, яка містить сонячну батарею, вітроелектричну установку, електричну мережу із знижувальним трансформатором на її виході, акумуляторну батарею, затискач "+" якої з'єднаний з одним із вихідних затискачів джерел енергії через катод-анод зарядного діода, а затискач "-" - з другим їх вихідним затискачем, та електричний нагрівач, який вмонтований в теплоакумулюючий масив підлоги, відповідно до корисної моделі, оснащена другою акумуляторною батареєю, вибраною із розрахунку - одна акумуляторна батарея на кожне відновлюване джерело енергії, затискач "+" кожної акумуляторної батареї з'єднаний через катод-анод першого зарядного діода із своїм відновлюваним джерелом енергії, а через катод-анод другого зарядного діода - із знижувальним трансформатором електричної мережі та через анод-катод розрядного діода - з електричним нагрівачем та з паралельно з'єднаним з ним інвертором, вихід якого ввімкнений в електричну мережу, а вхід з'єднаний з електричним нагрівачем через паралельно з'єднані замикаючі контакти реле максимальної наруги, котушка ввімкнення кожного з яких приєднана до затискачів "+" та "-" своєї акумуляторної батареї, паралельно якій приєднаний ланцюжок "R-C", а в теплоакумулюючий масив підлоги вмонтований теплообмінник для рідкого теплоносія, який з'єднаний із сонячним колектором. Завдяки тому, що кожне відновлюване джерело енергії споряджене своєю акумуляторною батареєю, можливо накопичувати енергію сонця і вітру одночасно у відповідних акумуляторних батареях при досягненні напругою на виході відповідного відновлюваного джерела енергії зарядного значення. Крім електричного нагрівача, який використовує енергію сонячної батареї, вітроелектричної установки, електричної мережі та накопичену в акумуляторних батареях, в теплоакумулюючий масив підлоги вмонтований рідинний теплообмінник, через який теплоносій із сонячного колектора додатково підігріває приміщення. Інвертор захищає акумуляторні батареї від перезаряду та дозволяє використати надлишкову енергію відновлюваних джерел 1 UA 83941 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 для генерації в електромережу, тобто комбінована система опалення - приміщень може працювати як в якості споживача так і генератора електричної енергії. Приклад виконання запропонованої корисної моделі показано на схемі. Комбінована система опалення приміщень містить сонячну батарею 1, вітроелектричну установку 2, електричну мережу 3 із знижувальним трансформатором 4 на її виході, акумуляторні батареї 5 та 6 з'єднані відповідно з сонячною батареєю 1 та вітроелектричною установкою 2 через зарядні діоди відповідно 7 та 8 та із знижувальним трансформатором 4 електричної мережі 3 через зарядні діоди відповідно 9 та 10, а також з вмонтованим в теплоакумулюючий масив підлоги 11 електричним нагрівачем 12 та з паралельно з'єднаним з ним інвертором 13 через розрядні діоди відповідно 14 та 15. Вихід інвертора 13 ввімкнений в електричну мережу 3, а вхід з'єднаний з електричним нагрівачем 12 через паралельно з'єднані контакти 16 та 17, реле максимальної напруги котушки ввімкнення яких18 та 19 приєднані до затискачів "+" та "-" акумуляторних батарей 5 та 6. Паралельно акумуляторним батареям 5 та 6 ввімкнені ланцюжки "R-C" із послідовно з'єднаних активного опору 20 та 21 та ємності 22 та 23. У теплоакумулюючий масив підлоги 11 додатково вмонтований теплообмінник 24, в який із сонячного колектора 25 подається гарячий теплоносій. Запропонована комбінована система опалення приміщень працює наступним чином. При напрузі на виході сонячної батареї 1 та (чи) на виході вітроелектричної установки 2 вищій ніж на виході трансформатора 4 електричної мережі 3 відбувається заряджання акумуляторної батареї 5 та (чи) 6 через зарядні діоди 7 та (чи) 8. Одночасно із заряджанням акумуляторної батареї 5 та (чи) 6 здійснюється живлення електричного нагрівача 12 теплоакумулюючого масиву підлоги 11 від відновлюваного джерела енергії, потенціал якого вищий сонячної батареї 1 чи вітроелектричної установки 2 через розрядний діод відповідно 14 чи 15. При відсутності енергії з сонячної батареї 1 та вітроелектричної установки 2, живлення нагрівача 12 відбувається з акумуляторної батареї, потенціал якої вищий - батареї 5 чи 6 через розрядні поди 14 чи 15, а при розряджених акумуляторних батареях 5 та 6 - з електричної мережі 3 через знижувальний трансформатор 4 на її виході, зарядні діоди 9 та 10 та розрядні діоди 14 та 15. При надлишкових потоках енергії від сонячної батареї 1 та (чи) від вітроелектричної установки 2 зарядна напруга на акумуляторній батареї 5 та (чи) 6 перевищує розрахункове значення, спрацьовує котушка 18 та (чи) 19 реле максимальної напруги та замикає свій контакт 16 та (чи) 17 на вході інвертора 13, який повертає надлишкову енергію в електричну мережу 3. Ланцюжок "R-C" із послідовно з'єднаних активного опор) 20 чи 21 та ємності 22 чи 23 запобігає спрацюванню реле максимальної напруги від короткочасних перевищень зарядної напруги, обумовлених наприклад поривами вітру. Теплоакумулюючий масив підлоги 11 додатково підігрівається теплообмінником 24, куди нагрітий теплоносій подається із сонячного колектора 25. Таким чином, запропонована комбінована система опалення приміщень, яка виробляє електричну і теплову енергію, зберігає електричну енергію в акумуляторних батареях, може працювати автономно в режимі використання енергії сонця та енергії вітру, може використовувати для покращення якості теплопостачання енергію електричної мережі, може генерувати електричну енергію відновлюваних джерел у електромережу. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Комбінована система опалення приміщень, що містить сонячну батарею, вітроелектричну установку, електричну мережу із знижувальним трансформатором на її виході, акумуляторну батарею, затискач "+" якої з'єднаний з одним із вихідних затискачів джерел енергії через катоданод зарядного діода, а затискач "-" - з другим їх вихідним затискачем, та електричний нагрівач, який вмонтований в теплоакумулюючий масив підлоги, яка відрізняється тим, що оснащена другою акумуляторною батареєю, вибраною із розрахунку одна акумуляторна батарея на кожне відновлюване джерело енергії, затискач "+" кожної акумуляторної батареї з'єднаний через катод-анод першого зарядного діода із своїм відновлюваним джерелом енергії, а через катоданод другого зарядного діода - із знижувальним трансформатором електричної мережі і через анод-катод розрядного діода - з електричним нагрівачем та з паралельно з'єднаним з ним інвертором, вихід якого ввімкнений в електричну мережу, а вхід з'єднаний з електричним нагрівачем через паралельно з'єднані замикаючі контакти реле максимальної наруги, котушка ввімкнення кожного з яких приєднана до затискачів "+" та "-" своєї акумуляторної батареї, паралельно якій приєднаний ланцюжок "R-C". 2 UA 83941 U 2. Комбінована система опалення приміщень за п. 1, яка відрізняється тим, що в теплоакумулюючий масив підлоги вмонтований теплообмінник для рідкого теплоносія, який з'єднаний із сонячним колектором. Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 3