Система гарячого водопостачання

159 /І" ff •*f У 1 ~*5 т_ Упорядник Замовлення 4473 Техред М.Моргентал і Коректор Н, Король Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655. ГСП, Київ-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101 159 нич(р требуемой для нужд горячего водо( Н.ІЬЖРНИЯ, то вода поступает в систему водорлзбора 15 в противном случае поступает для догревония ЦТП с помощью терморегулятора 14 в циркуляционный трубопровод 13 насосом 18 к скоростному водогревателю 19 с терморегулятором 20, а водоразбор осуществляется из бака-аккумулятора 10. Догрев воды в нижней части бака-аккумулятора 10 осуществляется посредством подачи холодной ее части трубопроводом 17, дальнейшего прохождения по обратной магистрали 13 через насосы 18 и подогреватели 19 с последующим поступлением в подающий трубопровод 12 к водоразборным устройствам 15 либо баку-аккумулятору 10. Предложенная схема также удачно реализует другие возможные режимы работы системы горячего водоснабжения. Так, например, при продолжительных пасмурных днях вода без нагрева в контуре 1 поступает в нижнюю часть бака-аккумулятора, откуда по трубопроводам 17, 13 насосами 18 подается в подогреватели 19, после которых идет к водоразборным устройствам 15, а при малом водопотреблении и на зарядку бака-аккумулятора по трубопроводу 9 10 15 20 25 8 ' Технико-экономическая эффективность предложенной полезной модели системы солнечного горячего водоснабжения заключается в возможности по сравнению с прототипом снижения требуемой поверхности гелиоприемников и уменьшения объема баков аккумуляторов, а также повышении эффективности всей системы. Как показали аналитические исследования и специальные расчеты с применением предложенной схемы в зависимости от широты местности, увеличение диапазона полезной работы гелиоконтура и других факторов поверхность гелиоприемников может быть снижена не менее чем на 18%, а объем баков аккумуляторов уменьшен на 12% Кроме того система позволяет: повысить надежность работы систем водоразбора в случае локальных аварий холодного водопровода и длительных пасмурных дней, без специальных капиталовложений обеспечить циркуляцию воды в системах водоразбора, уменьшить поверхность нагрева теплообменников горячего водоснабжения на ЦТП и диаметры теплопроводов за счет использования баков-аккумуляторов гелиоконтура системы, увеличить период круглогодичной работы гелиоконтура при заполнении его антикоррозийным теплоносителем. •to ї і ма водоразборэ. а также представляется возможным осуществлять отбор горпчей воды либо ее поступление в верхнюю часть напорного бака-аккумупятора, полезно используя при этом процесс стратификации воды в баке. Во-вторых, снабдив систему дополнительным трехходовым терморегулятором подающий трубопровод между баком-аккумулятором и системой водоразбора, а также 10 соединив его с циркуляционным трубопроводом с обратным клапаном и нижней частью бака-аккумулятора, представилось возможным получить неожиданный эффект, а именно - придание баку-аккумулятору его 15 прямых функций как по гелиоконтуру так и по контуру ЦТП, т.е. он является общим в работе всей системы. В-третьих, новые элементы и их взаимосвязь, указанные в отличительной части 20 формулы, позволили обеспечить эффект как при совместно так и одновременной работе как гелиоконгура, так и контура ЦТП, позволяющим работу гелиоконтура как при очень 25 малой интенсивности, так и большой с соответствующим нагревом воды и при необходимости догрева в центральном тепловом пункте. Это значительно расширяет период полезной работы системы горячего водо-, 30 снабжения, как в течение дня, так и в течение года, что направлено на повышение эффективности выработки теплоты гелиоконтуром. По сравнению с прототипом при одинаковой теплопроизводительности в 35 предложенной гелиосистеме могут быть значительно уменьшены гелиоприемники, баки-аккумуляторы. Кроме того предложенная система позволяет раньше включать гелиоконтур в полезный процесс 40 солнцепоглощения, как только температура на выходе из гелиоприемников превысит температуру холодной воды всего на несколько градусов, что важно прежде всего в продлении полезной работы гелиоконтура с 45 наступлением дней с пониженной интенсивностью солнечного излучения Таким образом, предложенная сиртема горячего водоснабжения соответствует критериям "новизна" и "существенные отличия" 50 На фиг. 1 и 2 представлена принципиальная схема системы горячего водоснабжения Система состоит из трубопроводного гелиоконтура 1, включающего соединенные 55 гелиоприемники 2 со скоростным водоводяным подогревателем 3 и циркуляционным насосом. Автоматическое включение гелиоконтура в работу осуществляется по разно с ти датчиков температур с помощью р тора разности температур 5 Гепиокошур 1 соединен с водопроводом 6 через скоро стной водоводяной подогреватель 3, после которого установлен трехходовой регулятор температуры 7. Трубопровод 8 соединчет один из выходов трехходового регулятора 7 с нижней частью напорного бака-аккумулятора 10. Трубопропод 9 соединяет др>гой выход трехходового регулятора 7 с подающим трубопроводом 12 и с баком аккумулятором 10 на переменном уровне жидкости в нем. Для этого трубопровод 9 в пределах бака аккумулятора 10 выполнен гибким, а его свободный конец закреплен снизу к поплавковому элементу, плотность которого меньше плотности воды. Особенностью бакя-эккумуляторэ является снабжение его авт о м а т и ч е с к и м в о з д у х о о т в о д ч и к о м 11 поплавкового типа, который при опускании уровня воды позволяет заходить воздуху во внутрь бака, а при подъеме до верха бакааккумулятора Ї 0 герметично запирать выпускное сечение верхнего патрубка в нем. На подающем трубопроводе 12 между бакомаккумулятором 10 и системой водоразбора 15 установлен трехходовой терморегулятор 14, один из выходов которого соединен с циркуля-ционным трубопроводом 13 после обратного клапана 16 и с нижним патрубком бака-аккумулятора с трубопроводом 17. Циркуляционный 13 и подающий трубопровод 12 в пределах ЦТП имеют традиционную обвязку с установкой циркуляционных насосов 18, скоростного водоводяного подогревателя -19 с регулятором температуры 20, которые подключены к магистралям тепловой сети 21 через соединительные трубопроводы 22. На магистралях теплосети установлен корректирующий насос 23. Трубопровод подачи холодной воды 24 может быть использован для централизованного горячего водоснабжения в холодный период года. Система горячего водоснабжения по предложенной модели работает следующим образом. После прохождения нагреваемой воды по трубопроводу 6 через скоростной водоподогреватель 3 в зависимости от температуры она может поступать, распределяясь терморегулятором 7, в нижнюю часть бакааккумулятора 10 трубопроводом 8 либо в верхнюю трубопроводом 9 при достаточном ее нагреве с одновременным поступлением и р водоразборные устройства 15 через подающий трубопровод 12 и терморегулятор 1м. Если температура смеси в точке С не 159 всех элементов гепііококтурз. Поэтак и по контуру центрального теплового тому такие системы сокращают время попункта (ЦТП). Кроме того как при совместлезной работы гелиоконтура как в течение ной, так и индивидуальной работе указанcReiODoro дня так и в течение сезона их ных контуров, работа гелиоконтура эксплуатации, а следовательно не отличаосуществляется при низкой интенсивности ются эффективной выработкой теплоты гесолнечного излучения, достаточной величилиоконтуром Следовательно такие ной которого является превышение темпесистемы по гелиоконтуру и его основным ратуры теплоносителя после гелиоконтура элементам будут очень металлоемкими, а над температурой холодной воды, поступапри нескольких пасмурных днях должен ра- 10 ющей из водопровода. Все это в совокупноботать дублирующий теплоисточник, равности позволяет при одинаковой дневной значно как и в зимний период. Таким теплопотребности, как и для системы по образом, для надежного горячего водоснабпрототипу, продлить время полезной рабожения жилых домов такие системы должны ты системы, увеличить эффективность преработать с дублирующим теплоисточником, 15 образования солнечной энергии в наиболее рационально при централизовантепловую, а, следовательно, уменьшить маном теплоснабжении с использованием териалоемкость системы. центрального теплового пункта и с подклюЭта задача решена тем, что в системе чением в нижней части системы водоразбогорячего водоснабжения, состоящей из соера подающего и циркуляционного 20 диненных посредством подающего и циркутрубопроводов, как по аналогу [Рекомендаляционного трубопроводов между собой и ции по проектированию солнечного горячесистемой водоразбора, гелиоконтура, соего водоснабжения для жилых и диненного с системой подачи холодной вообщественных зданий (к ВСН 52-86), Киев, ды и через терморегулятор с 1987, с. 21-24]. Иначе выработка теплоты в 25 баком-аккумулятором, и центрального тепгелиоконтуре более высокого температурлового пункта, терморегулятор между баного потенциала по самой сути предопредеком-аккумулятором и гелиоконтуром ляет понижение эффективности процесса выполнен трехходовым. При этом один из нагрева с приближением к равновесной 30 его выходов соединен с трубопроводом, сотемпературе нагрева воды. единяющим подающий трубопровод и бакКроме того, даже в такой системе, как и аккумулятор, выполнен напорным на по прототипу, подразумевается попеременуровне жидкости в нем. Другой выход терное подключение к системе водоразбора морегулятора соединен с нижней частью баили гелиоконтура с баком-аккумулятором 35 ка-аккумулятора. Кроме того система либо центральный тепловой пункт. При этом снабжена дополнительным трехходовым сами баки-аккумуляторы функционально терморегулятором, установленным на подаподчинены только режиму работы гелиоконющем трубопроводе между баком-аккумутура и системы водоразбора, не имея никалятором и системой водоразбора и кой полезной взаимосвязи в совместной 40 соединенным одним из выходов с циркуляработе с центральным тепловым пунктом, ционным трубопроводом после обратного что нерационально прежде всего излишней клапана, которым снабжен этот трубопрометаллоемкостью. вод, соединенный с нижней частью аккумуЗадачей создания полезной модели являтора. ляется такой системы горячего водоснабже- 45 Сущность полезной модели предлагаения, в которой за счет введения мой системы солнечного нагрева воды задополнительных элементов и новой взаимоключается в том, что, во-первых, с связи между элементами обеспечивается использованием напорного бака-аккумуляработа системы в напорно-безнапорном ретора с автоматическим воздухоотводчиком, жиме относительно бака-аккумулятора, при 50 а также используя соединение одного из котором исключается зависимость эффеквыходов трехходового терморегулятора тивности выработки теплоты вгелиоконтуре между контуром и баком-аккумулятором на от режима водоразбора, при этом представуровне жидкости в нем, а другой выход терляется возможным осуществлять отбор гоморегуляторов соединив с нижней частью рячей воды либо ее поступление в верхнюю 55 бака-аккумулятора, позволило получить нечасть напорного бака-аккумулятора, полезожиданный эффект - работу системы в нано используя процесс стратификации воды порно-безнапорном режиме, при которой в нем. Здесь баку-аккумулятору придаются исключается зависимость эффективности его прямые функции, как по гелиоконтуру. выработки теплоты в гелиоконтуре от режи УКРАЇНА UA а 9) (5і)5 ДЕРЖАВНЕ ПАТЕНТНЕ ВІДОМСТВО 159 (її) F24D (ІЗ) U 17/00 ОПИС ДО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ (54) СИСТЕМА ГАРЯЧОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ 1 (21)95042164 (22) 28 04 95 (24) 30.06 98 (46)30 06 98. Бюл. №3 (56) Рекомендации по проектированию установок солнечного горячего водоснабжения для жилых и общественных зданий (к ВСН 52-86), г. Киев, 1987, с 21-24, рис. 3.3. (72) Петраш Віталій Дем'янович, Полунін Михайло Михайлович, Камолов Генадій Федорович (73) Одеська державна академія будівництва та архітектури (57) Система горячего водоснабжения, состоящая из соединенных посредством подэющего и циркуляционного трубопроводов между собой и системой водоразбора гелиоконтура, соединенного с системой подачи холодной воды посредством поверхностно Полезная модель относится к области теплоснабжения, а более конкретно к системам горячего водоснабжения жилых и общественных зданий с использованием солнечной энергии при центральном теплоснабжении, например, от районных котельных. Известна также система горячего водоснабжения [1], выбранная в качестве прототипа, состоящая из соединенных посредством подающего и циркуляционного трубопровода между собой и системой зодорззбора гелиоконтура, соединенного с системой подачи холодной воды и через регулятор температуры *е -баком аккумулято го теплообменника и через терморегулятор с баком-аккумулятором и центральным тепловым пунктом, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что терморегулятор между баком-аккумулятором и гелиохонтуром выполнен трехходовым, один из выходов которого соединен с трубопроводом, соединяющим подающий трубопровод и бак-аккумулятор, выполненным напорным на уровне жидкости в нем, 3 другой выход трехходового терморегулятора соединен с нижней частью бака-аккумулятора, кроме того система снабжена дополнительным трехходовым терморегулятором, установленным на подающем трубопроводе между баком-аккумулятором и системой водоразбора и соединенным одним из выходов с циркуляционным трубопроводом после обратного клапана, которым снабжен этот трубопровод, соединенный с нижней частью бака-аккумулятора. ром, а также центрального теплового пункта. Такая система по замыслу авторов работает без ду&лирующего теплоисточника, не связывает режим выработки теплоты с режимом водоразбора, но с другой стороны может работать при достаточно большой интенсивности солнечного излучения, способного нагреть воду, например, до 5СІОС, которая обычно является минимальной по нормам для жилых домов. Характерно, что к концу и в начале теплового периода в световой день время полезной работы гелиоконтура будет маленьким, тем более с возрастающими к этому времени теплопо ел