Результат интеллектуальной деятельности: Система отопления здания зависимого присоединения с организацией в ней пульсирующего режима движения теплоносителя

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для теплоснабжения жилых и общественных зданий и производственных помещений.

Известен индивидуальный тепловой пункт с мембранным насосом, включающий подающий и обратный трубопроводы, два односекционных мембранных насоса, состоящие из насосной и рабочей камер, соединенные жестким штоком и являющихся левой и правой секциями мембранного насоса, механический механизм переключения ударных клапанов с одной стороны соединен с жестким штоком, а с другой стороны – с правым и левым ударными клапанами, отопительный прибор в виде пластинчатого теплообменника. На входе индивидуального теплового пункта установлен импульсный распределитель потока, включающий правый и левый клапаны импульсного распределителя потока, правый и левый штоки импульсного распределителя потока, кулачек импульсного распределителя потока, соединенный не жестко с электроприводом, к входу импульсного распределителя потока подключен подающий трубопровод, а его выходы соединены с рабочими камерами левой и правой секции мембранного насоса через подающие патрубки, дополнительно введен второй отопительный прибор в виде пластинчатого теплообменника, каждая секция мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором, к правой секции мембранного насоса подключен отопительный прибор правой секции, к левой секции мембранного насоса - отопительный прибор левой секции, при этом вход отопительного прибора правой секции подключен одновременно к рабочей камере правой секции мембранного насоса через правый ударный клапан и насосной камере правой секции мембранного насоса через нагнетательный обратный клапан правой секции, вход отопительного прибора левой секции подключен одновременно к рабочей камере левой секции мембранного насоса через левый ударный клапан и насосной камере левой секции мембранного насоса через нагнетательный обратный клапан левой секции, выходы отопительных приборов подключены одновременно к обратному трубопроводу и соответственно к насосным камерам правой или левой секциям мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны рециркуляции и всасывающие обратные клапаны правой или левой секций (RU 183885, МПК F24D 3/02, опубл. 08.10.2018г).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить ограниченное применение (только в системах отопления без теплообменников горячего водоснабжения, сложность системы управления, а также узкий диапазон регулирования расхода теплоносителя, а также зависимость системы отопления от давления в обратном трубопроводе.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является система теплоснабжения, включающая отопительные приборы, подающий и обратный трубопроводы, электропривод, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосной и рабочей камер, соединенных жестким штоком и являющихся левой и правой секциями мембранного насоса, каждая секция мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором, входы отопительных приборов подключены к насосным камерам, соответственно правой или левой секции мембранного насоса через нагнетательные обратные клапаны, выходы отопительных приборов подключены одновременно к обратному трубопроводу и соответственно к насосным камерам правой или левой секциям мембранного насоса через всасывающие обратные клапаны правой или левой секции, отличающаяся тем, что дополнительно содержит два теплообменника горячего водоснабжения, два регулятора расхода горячей воды и два импульсных распределителя потока с ударными клапанами во входном и выходном отверстиях и боковыми отводами, связанных с общим электроприводом и подключенных параллельно к подающему трубопроводу, рабочие камеры мембранного насоса соединены с боковыми отводами импульсных распределителей потока, к выходным отверстиям импульсных распределителей потока параллельно подключены входы отопительных приборов и теплообменников горячего водоснабжения через регуляторы расхода горячей воды, причем выходы отопительных приборов и теплообменников горячего водоснабжения соединены с обратным трубопроводом через предохранительные обратные клапаны (RU 2716545, МПК F24D 3/00, F24D 17/00 опубл. 12.03.2020г).

Среди недостатков данной конструкции следует отметить отсутствие автоматической корректировки поддержания температуры «обратной» сетевой воды при изменениях внешней температуры и отклонениях графика качественного регулирования тепловой сети.

Технический результат заключается в наиболее полном использовании потенциала теплоносителя за счет автоматической корректировки температуры «обратной» сетевой воды, улучшения теплопередачи отопительных приборов при пульсирующей циркуляции теплоносителя.

Сущность изобретения заключается в том, что система отопления здания зависимого присоединения с организацией в ней пульсирующего режима движения теплоносителя, включающая отопительные приборы подающий и обратный трубопроводы, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосной и рабочей камер соединенных жестким штоком и являющихся левой и правой секциями двухконтурного мембранного насоса, каждая секция двухконтурного мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором которые подключены к насосным камерам через нагнетательные и всасывающие обратные клапаны. Система содержит измерительные теплообменники, а к рабочим камерам левой и правой секций двухконтурного мембранного насоса присоединены верхний и нижний впускные клапана и верхний и нижний выпускные клапана, соединение которых осуществляется за счет механизма переключения клапанов, жестко соединенного со штоком, также в состав системы входят дополнительные подающий и обратный трубопроводы, на подающих трубопроводах установлены клапана, открытие и закрытие которых управляется сильфонными регуляторами температуры, находящихся на одной линии с измерительными теплообменниками, параллельно обратным трубопроводам, а также на обратных трубопроводах установлены входные вентили.

На чертеже изображена схема системы теплоснабжения.

Система отопления здания зависимого присоединения с организацией в ней пульсирующего режима движения теплоносителя, включает отопительные приборы 1, 2, подающий 3 и обратный 4 трубопроводы, два односекционных мембранных насоса, состоящих из насосной 5, 6 и рабочей камер 7, 8, соединенных жестким штоком 9 и являющихся левой 10 и правой 11секциями двухконтурного мембранного насоса. Каждая секция 10, 11 двухконтурного мембранного насоса связана только со своим отопительным прибором 1, 2, которые подключены к насосным камерам 5, 6, через нагнетательные 12, 13 и всасывающие 14, 15 обратные клапаны. Система содержит измерительные теплообменники 16, 17, а к рабочим камерам 7, 8 левой 10 и правой 11 секций двухконтурного мембранного насоса присоединены верхний 18 и нижний 19 впускные клапана и верхний 20 и нижний 21 выпускные клапана, соединение которых осуществляется за счет механизма переключения клапанов 22, жестко соединенного со штоком 9. Также в состав системы входят дополнительные подающий 23 и обратный 24 трубопроводы, на подающих трубопроводах 3, 23 установлены клапана 25, 26, открытие и закрытие которых управляется сильфонными регуляторами температуры 27, 28, находящихся на одной линии с измерительными теплообменниками 16, 17, параллельно обратным трубопроводам 4, 24, а также на обратных трубопроводах 4, 24 установлены входные вентили 29, 30.

Система отопления здания зависимого присоединения с организацией в ней пульсирующего режима движения теплоносителя работает следующим образом. Изначально система подключается к тепловой сети через подающие трубопроводы 3, 23 и обратные трубопроводы 4, 24. При этом происходит ее заполнение теплоносителем через обратные трубопроводы 4, 24 путем открытия входных вентилей 29, 30. После заполнения схемы и удаления из нее воздуха включают подачу теплоносителя в подающих трубопроводах 3, 23. В зависимости от положения механизма переключения клапанов 22, теплоноситель будет поступать в левый или правый контуры отопления. Приводится механизм переключения клапанов 22 от штока 9 двухконтурного мембранного насоса. Предположим, что механизм переключения клапанов 22, находится в положении, когда его верхний впускной клапан 18 и верхний выпускной клапан 20 открыты, а нижний впускной клапан 19 и нижний выпускной клапан 21 закрыты. При таком положении теплоноситель из подающего трубопровода 3 через открытый клапан 25 сильфонного регулятора температуры 27, будет поступать в левую рабочую камеру 7 левой секции 10 двухконтурного мембранного насоса, перемещая шток 9 справа налево за счет разности давлений в левой насосной камере 5 и левой рабочей камере 7. При этом будет вытесняться охлажденный теплоноситель из левой насосной камеры 5, через нагнетательный обратный клапан 12 повторно в отопительный прибор 1, а далее в обратный трубопровод 4. Пульсации теплоносителя в отопительном приборе 1 будут способствовать улучшению теплопередачи в нем. По правой параллельной цепочке теплоноситель проходит через измерительный теплообменник 16 и сильфонный регулятор температуры 27. В зависимости от температуры отработанного теплоносителя и наружного воздуха сильфонный регулятор температуры 27 будет увеличивать или уменьшать проходное сечение клапана 25, и тем самым уменьшать или увеличивать подачу теплоносителя. Допустим, что температура отработанного теплоносителя будет выше нормативной при данной температуре наружного воздуха и сильфонный регулятор температуры 27 будет медленно уменьшать подачу теплоносителя до тех пор, пока она не снизится. При более низкой температуре отработанного теплоносителя сильфонный регулятор температуры 27 будет открывать клапан 25. В это же время из правой рабочей камеры 8, правой секции 11, двухконтурного мембранного насоса теплоноситель через открытый верхний выпускной клапан 20 будет вытесняться в отопительный прибор 2, где он будет отдавать тепло окружающему воздуху и далее всасываться правой насосной камерой 6 через всасывающий обратный клапан 15. Как только шток 9 двухконтурного мембранного насоса достигнет крайнего левого положения произойдет резкое переключение механизма переключения клапанов 22 (откроются нижний впускной клапан 19 и нижний выпускной клапан 21, закроются верхний впускной клапан 18 и верхний выпускной клапан 20). Резкое закрытие впускного клапана 18 приведет к созданию гидравлического удара, обратная волна давления которого передастся на вход нижнего плеча, что будет создавать начальный импульс силы. Далее поток теплоносителя из подающего трубопровода 23 через открытый клапан 26 сильфонного регулятора температуры 28 и нижний впускной клапан 19, будет поступать в правую рабочую камеру 8 двухконтурного мембранного насоса, перемещая шток 9 слева направо за счет разности давлений в правой рабочей камере 8 и правой насосной камере 6. При этом будет вытесняться охлажденный теплоноситель из правой насосной камеры 6 через нагнетательный обратный клапан 13 повторно в отопительный прибор 2, а далее по двум параллельным линиям в обратный трубопровод 24. Пульсации теплоносителя в отопительном приборе 2 будут способствовать улучшению теплопередачи в нем. По левой параллельной цепочке теплоноситель проходит через измерительный теплообменник 17 и сильфонный регулятор температуры 28. В зависимости от температуры отработанного теплоносителя и наружного воздуха сильфонный регулятор температуры 28 будет увеличивать или уменьшать проходное сечение клапана, тем самым уменьшать или увеличивать подачу теплоносителя. В это же время из левой рабочей камеры 7, левой секции 10 двухконтурного мембранного насоса теплоноситель через открытый нижний выпускной клапан 21 будет вытесняться в отопительный прибор 1, где он будет отдавать тепло окружающему воздуху и далее всасываться левой насосной камерой 5 через всасывающий обратный клапан 14. В последующем процессы будут повторяться. При этом точность поддержания температуры в контуре отопления будет определяться чувствительностью термосифона, которая зависит от величины запаздывания.

Наличие сильфонных регуляторов температуры 27, 28 в схеме будет обеспечивать корректировку поддержания температуры «обратной» сетевой воды при изменениях внешней температуры и отклонениях графика качественного регулирования в тепловой сети и тем самым обеспечивать более полное использование потенциала сетевой воды. Для сильфонных регуляторов температуры 27, 28 с нормально открытым регулирующим органом зона нечувствительности составляет в пределах 1 ^оС, а постоянная времени около 60 секунд, что обеспечивает надежное смешение теплоносителя.

По сравнению с известным решением, данное изобретение позволяет наиболее полно использовании потенциал сетевой воды и улучшить теплопередачу отопительных приборов за счет пульсирующей циркуляции.