×
25.08.2017
217.015.b54d

Автономный циркуляционный термоэлектронасос для системы отопления

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения зданий. Термоэлектронасос содержит подающий трубопровод (1) с термоэлектрическим блоком (3), соединенным электропроводкой с инвертором (4), аккумулятором (5) и электродвигателем насоса (6), установленным в трубопроводе (2). Блок (3) состоит из двух полуцилиндрических кожухов с продольными щелями, в которые вставлены продольные ребра. Внутри ребер по всей их длине помещены зигзагообразные ряды, состоящие из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, состоящих из пары отрезков, выполненных из разных металлов. Концы отрезков расплющены, плотно прижаты друг к другу и расположены вблизи кромок ребер, прижатых в зоне нагрева к поверхности участка трубопровода (1) и в зоне охлаждения. Свободные концы зигзагообразных рядов каждой пары ребер с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками, а с противоположного - соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы, образуя теплоэлектрические секции. Конденсаторы через свои перемычки последовательно соединены между собой, образуя термоэлектрический блок, снабженный токовыводами с одноименными зарядами, соединенными электропроводкой с инвертором (4). Изобретение направлено на повышение эффективности и надежности работы системы отопления. 8 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к системам теплоснабжения жилых, общественных и промышленных зданий.

Известен циркуляционный насос системы отопления и/или кондиционирования, содержащей главный гидравлический контур и дополнительный гидравлический контур (систему отопления), имеющей по меньшей мере один циркуляционный насос для рабочей жидкости, приводимый в действие электродвигателем и управляемый электронным управляющим устройством на основе измерении основных параметров рабочей жидкости в системе отопления [Патент РФ №2377444, МПК F04D 15/00, F24D 19/10, 2009].

Недостатком известного циркуляционного насоса является невозможность его работы без подачи электроэнергии от постороннего источника, что уменьшает экономичесскую эффективность и надежность работы системы отопления в случае прекращения электроснабжения.

Более близким к предлагаемому изобретению является термоэлектрический тепловой насос для бытового отопления, содержащий нагреваемый проточный теплообменник, батарею термоэлектрических модулей (термоэлектрический блок), установленный между вводящими и отводящими теплоноситель трубами к батарее отопления на двухтрубной системе отопления, причем в обоих теплообменниках установлены перегородки, которые разбивают поток теплоносителя и равномерно распределяют его по всему объему теплообменников, при этом регулирование температуры батареи отопления осуществляется при помощи биметаллического реле, устанавливаемого непосредственно на батарее отопления [Патент РФ №2367855, F25B 30/00, F25B 21/02, 2009].

Основными недостатками известного термоэлектрического теплового насоса является сложность и громоздкость его конструкции из-за наличия двух теплообменников с арматурой, невозможность регулирования температуры батарей отопления без подачи электроэнергии от постороннего источника, что уменьшает эффективность и надежность работы системы отопления в случае прекращения электроснабжения.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности и надежности работы автономного циркуляционного термоэлектронасоса для системы отопления.

Технический результат достигается циркуляционным термоэлектронасосом для системы отопления, содержащим подающий и циркуляционный трубопроводы, термоэлектрический блок, насаженный на подающий трубопровод, соединенный электропроводкой с инвертором, аккумулятором и электродвигателем насоса, устроенного в циркуляционном трубопроводе, причем термоэлектрический блок состоит из двух полуцилиндрических кожухов с продольными щелями, снабженных торцевыми кольцами, продольными фланцами с крепежными отверстиями, закрывающих участок подающего трубопровода, с созданием между внутренней поверхностью полуцилиндров и наружной поверхностью участка трубопровода зазора шириной ∆, при этом в продольные щели полуцилиндрических кожухов вставлены продольные ребра, выполненные из гидростойкого диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, внутри которых по всей их длине помещены зигзагообразные ряды, состоящие из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, каждый из которых состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены вблизи кромки ребер, прижатых в зоне нагрева к поверхности участка и в зоне охлаждения, расположенных в окружающей среде, а именно, воздухе теплового пункта, свободные концы зигзагообразных рядов каждой пары ребер с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками, покрытыми слоем гидростойкого диэлектрического материала, а с противоположного торца свободные концы зигзагообразных рядов этих же пар в ребрах соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы, покрытыми слоем гидростойкого диэлектрического материала, образуя теплоэлектрические секции, вышеупомянутые конденсаторы каждого полуцилиндрического кожуха через свои перемычки последовательно соединены между собой, образуя термоэлектрический блок, крайние конденсаторы которого снабжены токовыводами с одноименными зарядами, соединенными электропроводкой с инвертором.

На фиг. 1 представлены схема компановки циркуляционного термоэлектронасоса для системы отопления (АЦТЭН), на фиг. 2, 3 – общий вид и разрез термоэлектрического блока (ТЭБ), на фиг. 4–6 – разрезы ТЭБ, на фиг. 7, 8 – узлы соединения термоэлектрических секций (ТЭС).

Предлагаемый циркуляционный термоэлектронасос для системы отопления (АЦТЭН) содержит подающий и циркуляционный трубопроводы 1 и 2, соответственно, термоэлектрический блок (ТЭБ) 3, насаженный на подающий трубопровод 1, соединенный электропроводкой с инвертором 4, аккумулятором 5 и электродвигателем (на фиг. 1-8 не показан) насоса 6, устроенного в циркуляционном трубопроводе 2, причем ТЭБ 3 состоит из двух полуцилиндрических кожухов 7 с продольными щелями 8, снабженных торцевыми кольцами 9, продольными фланцами 10 с крепежными отверстиями 11, закрывающих участок 12 подающего трубопровода 1, с созданием между внутренней поверхностью полуцилиндров 7 и наружной поверхностью участка 12 трубопровода 1 зазора 13 шириной ∆, причем в продольные щели 8 полуцилиндрических кожухов 7 вставлены продольные ребра 14, выполненные из гидростойкого диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, внутри которых по всей их длине помещены зигзагообразные ряды 15, состоящие, из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) 16. Каждый ТЭП 16 состоит из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены вблизи кромки ребер 14, прижатых в зоне нагрева к поверхности участка 12 и в зоне охлаждения, расположенных в окружающей среде (воздухе теплового пункта), соответственно, свободные концы зигзагообразных рядов 15 каждой пары ребер 14 с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками 17, покрытыми слоем гидростойкого диэлектрического материала, а с противоположного торца свободные концы зигзагообразных рядов 15 этих же пар в ребрах 14 соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы 18, покрытыми слоем гидростойкого диэлектрического материала, образуя теплоэлектрические секции (ТЭС) 19, причем конденсаторы 18 каждого полуцилиндрического кожуха 7 через перемычки 20 последовательно соединены между собой, образуя ТЭБ 3, крайние конденсаторы которого снабжены токовыводами с одноименными зарядами 21 и 22, соединенными электропроводкой с инвертором 4.

Предлагаемый АЦТЭН, представленный на фиг. 1–8, работает следующим образом.

АЦТЭН устанавливается в процессе монтажа или реконструкции системы отопления, для чего два полуцилиндра 7 накладываются на участок 12 подающего трубопровода 1 в помещении теплового пункта и крепятся к нему посредством стяжки через крепежные отверстия 11 таким образом, чтобы между внутренней поверхностью полуцилиндров 7 и наружной поверхностью участка 12 трубопровода 1 оставался зазор шириной ∆ (ширина зазора ∆ выбирается из условия создания надежного контакта нижних кромок ребер 14 с наружной поверхностью участка 12 и устойчивости ребер 14). После монтажа полуцилиндров 7 в продольные щели 8 вставляются продольные ребра 14 таким образом, чтобы их нижние кромки соприкасались с наружной поверхностью участка 12 трубопровода 1, а их наружные торцы соединяют перемычками 17, 20 и конденсаторами 18, после чего токовыводы 21, 22 соединяют электропроводкой через инвертор 4 с аккумулятором 5 и электродвигателем (на фиг.1–8 не показан) насоса 6.

При движении горячей воды в подающем трубопроводе 1 с температурой tГ (например, tГ=950С) в помещении теплового пункта с температурой воздуха tС (например, tС=200С) создается значительная разность температур между температурой наружной поверхности трубопровода 1 tП и температурой воздуха (tП- tС). В результате разности температур tП– tС происходит теплообмен между горячей водой, движущейся по трубопроводу 1 и окружающим воздухом, нагреваются и охлаждаются зоны нагрева и охлаждения продольных ребер 14, расположенные в зазоре между участком 12 и полуцилиндрическими кожухами 7, внутри которых помещены спаянные двухслойные расплющенные концы ТЭП 16, выполненные из металлов М1 и М2, расположенные параллельно поверхности участку 12 трубопровода 1. Конструкция двухслойных концов ТЭП 16 позволяет увеличить количество переходящего тепла за счет повышенной площади их контакта с зонами нагрева и охлаждения и высокой площади контакта слоев самих металлов М1 и М2, соединенных между собой (например, спайкой), Кроме того, процесс теплообмена от материала ребер 14 к спаям металлов М1 и М2 ТЭП 16 интенсифицируется за счет передачи его теплопроводности, скорость которой при высоком значении коэффициента теплопроводности значительно выше, чем скорость передачи тепла за счет конвекции [И. Н. Сушкин. Теплотехника. – М.: «Металлургия», 1973, с. 195–198]. В результате теплообменных процессов создается разность температур между спаянными двухслойными расплющенными, плотно прижатыми друг к другу, соединенными между собой концами ТЭП 16, выполненными из металлов М1 и М2, расположенными в кромках ребер 14 и противоположными им спаянными концами этих же отрезков металлов М1 и М2, расположенных в зигзагообразных рядах 15. Создаваемая разность температур между зонами нагрева и охлаждения вызывает эмиссию электронов во всех ТЭП 16 и, соответственно, возникновение в зигзагообразных рядах ТЭС 15 термоэлектричества [С.Г. Калашников. Электричество. – М: «Наука», 1970, с. 502–506]. Полученное термоэлектричество каждой пары зигзагообразных рядов 15, соединенных попарно между собой перемычками 17, образующих ТЭС 19, направляется в конденсаторы 18, соединенные с холодными свободными концами двух конечных ТЭП 16 каждой ТЭС 19, которые аккумулируют его. При этом все конденсаторы 18 соединены между собой последовательно через перемычки 20, поэтому термоэлектричество предыдущих ТЭС 19 не проходит через последующие ТЭС 19, а движется только через последовательно соединенные конденсаторы 18, что существенно снижает потери мощности на преодоление сопротивлений электричеству при прохождении по многочисленным ТЭП 16. Эффективная работа конденсаторов 18 обеспечивается также тем, что они постоянно охлаждаются в зоне охлаждения окружающим воздухом. Полученное электричество ТЭБ 3 через токовыводы 21, 22 поступает в инвертор 4, где создается требуемое напряжение и сила тока, и подается в аккумулятор 5 и электродвигатель (на фиг. 1–8 не показан) насоса 6.

Величина разности электрического потенциала и силы тока на токовыводах 21, 22 зависит от разности температур на спаях металлов М1 и М2, их характеристик, количества ТЭП 16 в ТЭС 19 и их числа в ТЭБ 3. При необходимости устанавливают несколько ТЭБ 3. Требуемые напряжение U и силу тока I в зависимости от расхода горячей воды и величины разности температур (tП– tС) регулируют в инверторе 4. Полученное электричество используется для работы насоса 6 и, например, для автоматизации работы теплового пункта (на фиг. 1-8 не показан).

Таким образом, конструкция предлагаемого АЦТЭН обеспечивает возможность автономной работы системы отопления без подключения к электрической сети, а конструкция ТЭБ 3 (источник ЭДС) позволяет заменять вышедшие из строя ТЭП и ТЭС на действующей системе отопления и снизить его электрическое сопротивление, что повышает надежность и эффективность установки.

Автономный циркуляционный термоэлектронасос для системы отопления, содержащий подающий и циркуляционный трубопроводы, термоэлектрический блок, электронасос, устроенный в циркуляционном трубопроводе, отличающийся тем, что термоэлектрический блок насажен на подающий трубопровод и состоит из двух полуцилиндрических кожухов с продольными щелями, снабженных торцевыми кольцами, продольными фланцами с крепежными отверстиями, закрывающих участок подающего трубопровода, с созданием между внутренней поверхностью полуцилиндров и наружной поверхностью участка трубопровода зазора шириной ∆, при этом в продольные щели полуцилиндрических кожухов вставлены продольные ребра, выполненные из гидростойкого диэлектрического материала с высокой теплопроводностью, внутри которых по всей их длине помещены зигзагообразные ряды, состоящие из размещенных по очередности и соединенных между собой термоэмиссионных преобразователей, состоящих из пары отрезков, выполненных из разных металлов М1 и М2, концы которых расплющены и плотно прижаты друг к другу и расположены вблизи кромки ребер, прижатых в зоне нагрева к поверхности участка подающего трубопровода и в зоне охлаждения, находящейся в окружающей среде, при этом свободные концы зигзагообразных рядов каждой пары ребер с одного торца в зоне охлаждения соединены перемычками, с противоположного торца свободные концы зигзагообразных рядов этих же пар в ребрах соединены между собой в зоне охлаждения через конденсаторы, образуя теплоэлектрические секции, конденсаторы которых последовательно соединены между собой другими перемычками, при этом все перемычки и конденсаторы покрыты слоем гидростойкого диэлектрического материала, а крайние конденсаторы термоэлектрического блока снабжены токовыводами с одноименными зарядами, соединенными электропроводкой через инвертор с аккумулятором и электродвигателем насоса.
Автономный циркуляционный термоэлектронасос для системы отопления
Автономный циркуляционный термоэлектронасос для системы отопления
Автономный циркуляционный термоэлектронасос для системы отопления
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 31-40 из 380.
20.03.2015
№216.013.3281

Газораспределительная станция

Изобретение относится к газовой технике, в частности к газораспределительным станциям (далее ГРС) для снижения давления газа в газопроводе. ГРС содержит блок управления, технологический блок с газопроводом высокого и низкого давления, емкость сбора конденсата, соединенную с газопроводом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544404
Дата охранного документа: 20.03.2015
20.03.2015
№216.013.3482

Насадка для регенеративного роторного воздухоподогревателя

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в процессах охлаждения дымовых газов, получаемых при сжигании серосодержащих топлив, до температуры ниже точки росы в регенеративных роторных воздухоподогревателях. Техническим результатом изобретения является увеличение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544917
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.05.2015
№216.013.4886

Устройство для термоэлектрической защиты трубопровода от коррозии

Изобретение относится к оборудованию для систем защиты подземных и подводных трубопроводов от коррозии. Устройство содержит источник питания, соединенный кабелями с участком защищаемого трубопровода и анодным заземлителем, при этом оно содержит блок управления, соединенный через регулирующий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550073
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.05.2015
№216.013.4985

Мобильный уличный кондиционер

Изобретение относится к энергетике, а именно к кондиционированию и, в частности, к способам и устройствам для очистки уличного воздуха от вредных компонентов отработавших газов автомобильного транспорта. Мобильный уличный кондиционер содержит прямоугольный корпус, закрытый крышей, поддон,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550328
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.06.2015
№216.013.505c

Энергосберегающая система регулирования параметров приточного воздуха

Предлагаемое изобретение относится к строительству и может быть использовано для предварительного подогрева и охлаждения приточного воздуха в системах вентиляции и кондиционирования в зимний и летний периоды, соответственно. Энергосберегающая система регулирования параметров приточного воздуха...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552093
Дата охранного документа: 10.06.2015
10.07.2015
№216.013.620f

Способ и устройство для эффективной утилизации органических компонентов городских и промышленных отходов

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки и утилизации городских и промышленных отходов органического происхождения. Техническим результатом является повышение надежности, экономической и экологической эффективности утилизации органических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556645
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.6212

Устройство для очистки дымовых газов, полученных при сжигании бытовых отходов

Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для очистки дымовых газов, полученных от сжигания бытовых отходов. Техническим результатом является повышение экономической и экологической эффективности очистки дымовых газов, полученных от сжигания бытовых отходов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556648
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.08.2015
№216.013.6c23

Санитарно-утилизационная приставка для теплогенератора крышной котельной

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для очистки и утилизации тепла и конденсата дымовых газов теплогенераторов систем автономного теплоснабжения с одновременным получением электричества. Техническим результатом является повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559241
Дата охранного документа: 10.08.2015
20.09.2015
№216.013.7ce6

Способ токарной обработки профильного вала с раздельным съемом припуска при формообразовании его конической части

Способ токарной обработки включает подачу заготовки и вращение резцовых блоков, расположенных симметрично относительно оси обрабатываемой заготовки профильного вала с конической частью. При этом обработку осуществляют черновыми и чистовыми резцовыми блоками с ножами посредством закрепленных на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563571
Дата охранного документа: 20.09.2015
20.09.2015
№216.013.7d0c

Способ получения заготовок из порошковой быстрорежущей стали

Изобретение относится к порошковой металлургии. Заготовки из порошковой быстрорежущей стали, полученной электроэрозионным диспергированием отходов быстрорежущей стали марки Р6М5 в дистиллированной воде, получают путем горячего прессования порошка с пропусканием высокоамперного тока в вакууме в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002563609
Дата охранного документа: 20.09.2015
Показаны записи 31-40 из 228.
10.02.2016
№216.014.c40f

Подводная гидростатическая электростанция

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации потенциальной энергии воды глубоководных водоемов, а именно для трансформации энергии гидростатического давления воды в электрическую. Подводная гидростатическая электростанция содержит прикрепленный к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002574686
Дата охранного документа: 10.02.2016
27.03.2016
№216.014.c6af

Термоэлектрический кожух для трубопровода

Изобретение относится к теплоэлектроэнергетике и может быть использовано для получения электрической энергии в процессе транспортирования в трубах различных теплоносителей (газов, жидкостей) путем непосредственной трансформации части их тепловой энергии в электрическую. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578736
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.03.2016
№216.014.c8f1

Секционный конденсатор с капиллярной насадкой

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для конденсации отработанного пара. Секционный конденсатор с капиллярной насадкой включает корпус с верхней и нижней крышками, снабженный патрубками входа отработанного пара и выхода конденсата, воздушным патрубком, внутри...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578773
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.03.2016
№216.014.ca94

Способ получения наночастиц никеля, покрытых слоем углерода

Изобретение может быть использовано в неорганической химии. Для получения наночастиц никеля, покрытых слоем углерода, сухие лепестки китайской розы, пропитанные водным раствором хлорида никеля, подвергают термическому разложению в вакууме 10 мбар. Разложение ведут при нагревании до температуры...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002577840
Дата охранного документа: 20.03.2016
20.02.2016
№216.014.cedd

Универсальный термоэлектрический преобразователь

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для утилизации возобновляемых, вторичных тепловых энергоресурсов и низкопотенциальной тепловой энергии природных источников, а именно для трансформации тепловой энергии в электрическую. Технический результат: повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575769
Дата охранного документа: 20.02.2016
20.02.2016
№216.014.cf7d

Комплексное устройство для подготовки и сжигания газообразного топлива

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих установках, работающих на природном газе. Комплексное устройство для подготовки и сжигания газообразного топлива, включающее турбулентную горелку, помещенную в амбразуру топки, в которой коаксиально расположен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575592
Дата охранного документа: 20.02.2016
10.04.2016
№216.015.2bd9

Устройство управления дебалансным вибровозбудителем

Изобретение относится к электротехнике, предназначено для управления дебалансным вибровозбудителем, который содержит электродвигатель постоянного тока. Технической результат - снижение пульсаций момента двигателя, повышение точности регулирования, исключение режима прерывистых токов, снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579456
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2cd2

Пастила с овощными добавками

Изобретение относится к пищевой промышленности. Предложена пастила, включающая в себя яблочное пюре, овощные добавки, а именно свекольное пюре или морковное пюре в качестве красителя и дополнительного пектина, сахар-песок, воду, яичный белок, агар, лимонную кислоту, ванилин и сахарную пудру при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579484
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.2e36

Фотоэлектрохимическая ячейка

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к растениеводству. Фотоэлектрохимическая ячейка содержит фотоэлектроды, электролит и электролитный мостик. При этом фотоэлектроды представляют собой растение с листьями, стволом и корнями, насыщенными наночастицами металлов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002579782
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.04.2016
№216.015.3274

Устройство для очистки и утилизации тепла дымовых газов группы теплогенераторов систем квартирного отопления

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для очистки дымовых газов от вредных примесей источников теплоснабжения систем квартирного отопления. Устройство для очистки и утилизации дымовых газов группы теплогенераторов систем квартирного отопления включает короб,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581072
Дата охранного документа: 10.04.2016
+ добавить свой РИД