Система опалення

Реферат: Система опалення включає нагрівач, котел, замкнутий контур циркуляції рідкого теплоносія, трубопроводи, крани. Крім цього, вона додатково містить патрубок, впускні канали та розширювальний бак, в якому відбувається двофазове перетворення рідкого теплоносія в замкнутому циклі рідина-пар-рідина і який з'єднаний за допомогою впускних каналів через патрубок із замкнутим контуром циркуляції рідкого теплоносія. UA 91992 U (12) UA 91992 U UA 91992 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Рішення належить до систем опалення з примусовою циркуляцією теплоносія. Аналогом рішення є система опалення з природною циркуляцією (Пат. 2452898 Российская Федерация, МПК F 24 D 3/00. Отопительная система с естественной циркуляцией / Базаев Л.Х., Базаев Б.Л.; заявитель и патентообладатель Базаев Л.Х. №2011100744/12; заявл. 12.01.11; опубл. 10.06.12), що містить теплогенератор, який з'єднаний трубопроводом відводу нагрітого рідкого теплоносія з розширювальним баком та має принаймні один нагрівач, з'єднаний з одного боку з трубопроводом подачі нагрітого теплоносія, а з іншого боку - з трубопроводом відводу охолодженого теплоносія; при цьому розширювальний бак з'єднаний з трубопроводом подачі нагрітого теплоносія до нагрівача та містить трубку з поплавком, яка герметично з'єднана з трубопроводом відводу нагрітого теплоносія від теплогенератора з можливістю вертикального переміщення робочого теплоносія, причому вихідний отвір трубки розташований вище рівня робочого теплоносія. Недоліками системи є: - неможливість встановлення автоматичних приладів, тому що тиск потоку води у системі достатньо низький; - повільна реакція на зміну температури атмосфери, через це система має високу теплову інертність, що збільшує витрати теплової енергії; - нездатність підтримувати потрібну температуру у всіх точках контуру, отже це може призводити до того, що в одному приміщенні радіатори будуть мати потрібну температуру, а в іншому приміщенні будуть холодними; - її негерметичність, що призводить до накипу на елементах опалення. Ознаками, спільними з рішенням, що заявляється, є наявність: - нагрівача; - розширювального бака; - трубопроводів; - рідкого теплоносія. Найбільш близькою за технічною суттю є система опалення з примусовою циркуляцією теплоносія (Пат. № 2226653 Российская Федерация, МПК F 24 D 9/02. Система водяного отопления / Бритвин Л.Н., Машинский В.Л., Семенцов Ю.В., Щепочкин А.В.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТГМ" - № 2002106879/06; заявл. 19.03.02; опубл. 10.09.03), яка складається з замкнутого контура циркуляції рідкого теплоносія, котла, що з'єднаний з трубопроводом, циркуляційного насоса, автоматичного термостатичного триходового крана. Недоліками системи є: - необхідність безперебійного електропостачання; - складність конструкції. Ознаками, спільними з рішенням, що заявляється, є використання рідкого теплоносія та наявність: - нагрівача; - котла; - замкнутого контура циркуляції рідкого теплоносія; - трубопроводів; - кранів. В основу корисної моделі поставлено задачу розробити систему опалення, яка шляхом використання двофазового перетворення рідкого теплоносія у замкнутому циклі рідина-парарідина в розширювальному баку, який з'єднаний за допомогою впускних каналів із патрубком, вбудованим у замкнутий контур циркуляції рідкого теплоносія, що забезпечує примусову циркуляцію теплоносія в системі опалення та дозволяє знизити витрати енергії на циркуляцію та підвищити надійність і довговічність системи опалення. Суттєвими ознаками системи є використання рідкого теплоносія, можливість двофазового перетворення рідкого теплоносія у замкнутому циклі рідина-пара-рідина в розширювальному баку та наявність: - котла; - розширювального бака, який з'єднаний із замкнутим контуром циркуляції; - нагрівача; - трубопроводів; - патрубка, що розташований у замкнутому контурі циркуляції рідкого теплоносія: - впускних каналів; - замкнутого контру циркуляції рідкого теплоносія; - кранів наповнення і спуску теплоносія. 1 UA 91992 U 5 10 15 20 Відмінними від прототипу ознаками є наявність: патрубка, що розташований у замкнутому контурі циркуляції рідкого теплоносія, впускних каналів і розширювального бака, який з'єднаний за допомогою впускних каналів через патрубок із замкнутим контуром циркуляції, та двофазове перетворення у розширювальному баку рідкого теплоносія в замкнутому циклі рідина-парарідина. Таке рішення дозволяє: - уникнути необхідності постійного електропостачання; - підвищити КПД системи; - спростити конструкцію системи опалення. На Фіг. 1 зображено схему конструкції запропонованого пристрою. На Фіг. 2 наведено ідеальний цикл роботи розробленого пристрою. Система опалення містить: розширювальний бак 1; патрубок 2; замкнутий контур циркуляції рідкого теплоносія 3; впускні канали 4; крани наповнення і спуску теплоносія 5; трубопроводи 6; нагрівач 7; котел 8. Розширювальний бак 1 розташований у котлі 8. Замкнутий контур циркуляції рідкого теплоносія 3 за допомогою патрубка 2 з'єднаний з впускними каналами 4, до яких підключені трубопроводи 6, що, у свою чергу, з'єднані з розширювальним баком 1. Система опалення працює так. Перед початком роботи патрубок 2 та впускні канали 4 треба гідравлічно підключити до замкнутого контуру циркуляції рідкого теплоносія 3, а систему заповнити рідким теплоносієм через крани наповнення та спуску теплоносія 5. Нагрівання теплоносія відбувається в котлі 8 за допомогою нагрівача 7. (+ ) 25 30 35 40 На першій стадії (ділянка 1→2) теплоносій отримує від нагрівача 7 кількість теплоти Q12 (знак "+" означає, що робоче тіло отримує тепло). При цьому відбувається фазовий перехід рідина→пара (що завершується у точці 2 циклу), який супроводжується розширенням робочого тіла при сталих температурі Т1 та тиску р1 (р1>ра, де ра - атмосферний тиск). Розширення робочого тіла призводить до виходу рідини із впускних каналів 4, що створює рух води в замкнутому контурі 3. На другій стадій циклу (ділянка 23) робоче тіло (пара) продовжує розширюватися в розширювальному баку 1 доти, доки його тиск не зрівняється з атмосферним тиском (гідростатичний тиск шару води не враховано). У кінці другої стадії циклу (точка 3) тиск робочого тіла дорівнює атмосферному (р2=ра). Протягом другої стадії температура робочого тіла знижується: від максимального значення в циклі значення Т1 (точка 2) до мінімального – Т1 (точка 3). У зв'язку із короткою тривалістю, другу стадію можна наближено вважати такою, що протікає адіабатно (Q23=0). Віддача тепла робочим тілом призводить до стиснення робочого тіла силою атмосферного тиску (третя стадія), що зумовлює подальше охолодження. Це стискання супроводжується фазовим переходом пара→рідина, при цьому відбувається віддача теплоти Q ( - ) , 34 виділяється при конденсації пари, що характеризує зміну агрегатного стану робочого тіла. На початку четвертої стадії циклу (точка 4) робоче тіло знаходиться в рідкому стані температурі Т2 і при атмосферному тиску ра. Протягом четвертої стадії робоче розширюється та нагрівається до температури Т1 до тиску р1. Впродовж цієї стадії робоче яка при тіло тіло (+ ) 45 отримує від нагрівача 7 кількість теплоти Q 41 . Отже цикл завершується, а усі процеси знову повторюються. На усіх стадіях роботи, рідкий теплоносій, за рахунок безперервності фазових переходів рідина-пара-рідина, розширюється та стискається, що приводить до виходу рідини з впускних каналів 4 та створює рух рідкого теплоносія замкнутим контуром 3. Запропонована система опалення забезпечує примусову циркуляцію рідкого теплоносія замкнутим контуром і знижує витрати енергії на циркуляцію теплоносія системою опалення. 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Система опалення, яка включає нагрівач, котел, замкнутий контур циркуляції рідкого теплоносія, трубопроводи, крани, яка відрізняється тим, що додатково містить патрубок, впускні канали та розширювальний бак, в якому відбувається двофазове перетворення рідкого теплоносія в замкнутому циклі рідина-пар-рідина і який з'єднаний за допомогою впускних каналів через патрубок із замкнутим контуром циркуляції рідкого теплоносія. 2 UA 91992 U Комп’ютерна верстка М. Ломалова 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