Система водяного отопления помещений дома

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ДОМА(71) Заявитель Синяков Анатолий Леонидович(72) Автор Синяков Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Синяков Анатолий Леонидович(57) Система водяного отопления помещений дома, содержащая расположенные в помещениях нагревательные приборы, входами и выходами соответственно через термостатические вентили и выходные патрубки соединенные с петлеобразным магистральным трубопроводом, подключенным входом и выходом соответственно к выходному и через циркуляционный насос к входному патрубкам водогрейного котла, отличающаяся тем,что содержит программное реле времени и промежуточное реле, подключенные к электросети, имитаторы температуры воздуха помещений, выполненные в виде труб с расположенными в них электрическими нагревателями воздуха, каждый из упомянутых имитаторов установлен вертикально на подставке в торце соответствующего нагревательного прибора таким образом, что чувствительный элемент термостатического вентиля расположен внутри трубы имитатора, выше электрического нагревателя воздуха, который через регулятор напряжения и соответствующий замыкающий контакт промежуточного реле подключен к электросети, причем катушка промежуточного реле подключена к электросети через контакт программного реле времени. 14759 1 2011.08.30 Предлагаемое техническое решение относится к системам водяного отопления помещений дома, которые содержат термостатические вентили для стабилизации температур воздушных сред отапливаемых помещений. Известна конструкция системы водяного отопления помещений, содержащая расположенные в помещениях нагревательные приборы (радиаторы), входы и выходы которых соответственно через регулирующие вентили и подающий магистральный трубопровод и циркуляционный насос соответственно присоединены к выходному и входному патрубкам водогрейного котла 1. Известная система работает следующим образом. Нагретая в котле вода при непрерывной работе циркуляционного насоса через подающий магистральный трубопровод поступает в нагревательные приборы, расположенные в помещениях, где происходит ее охлаждение воздухом помещений при его естественной конвекции около теплопередающих поверхностей нагревательных приборов. Остывшая в нагревательных приборах вода через обратный магистральный трубопровод поступает на вход циркуляционного насоса,который подает ее в водогрейный котел, где она нагревается теплотой, получаемой при сжигании топлива в котле. К недостатку известной системы следует отнести большие затраты тепловой энергии за отапливаемый период на поддержание нормируемой температуры в обогреваемых помещениях. Большие затраты системой тепловой энергии за отопительный период на поддержание нормируемой температуры в помещениях обусловлены отсутствием в конструкции системы устройств, позволяющих экономить тепловую энергию путем понижения температуры помещений на ночное время, устанавливать разные температуры в разных помещениях с учетом поступления теплоты в помещения от солнца, электроосвещения, телевизоров. Наиболее близкой по конструкции к заявляемой системе водяного отопления помещений является система, содержащая расположенные в помещениях нагревательные радиаторы,входы и выходы которых соответственно через термостатические вентили и выходные патрубки присоединены к петлеобразному магистральному трубопроводу, подключенному входом и выходом через циркуляционный насос соответственно к выходному и входному патрубкам водогрейного котла 2. Наличие в однотрубной системе водяного отопления помещений термостатических вентилей (термостатов) позволяет экономить тепловую энергию путем понижения температуры в помещениях на ночное время устанавливать разные температуры в разных помещениях экономить тепловую энергию с учетом поступления теплоты в помещения от разных источников понижать температуру в длительно неиспользуемых помещениях. Работает эта система следующим образом. При непрерывной работе циркуляционного насоса нагретая вода в водогрейном котле поступает из петлеобразного магистрального трубопровода через термостатические вентили в нагревательные приборы, выходы которых через выходные патрубки присоединены также к этому магистральному трубопроводу. В этом случае часть горячей воды через термостатический вентиль поступает в нагревательный прибор, где охлаждается воздухом помещения, после чего соединяется с неохлажденной частью воды, текущей по магистральному трубопроводу, и вода с результирующей температурой от смешивания горячей и охлажденной воды в нагревательном приборе поступает в следующий нагревательный прибор. Процесс охлаждения воды в следующем и последующих нагревательных приборах повторяется. Из последнего нагревательного прибора охлажденная вода по обратной ветви магистрального трубопровода поступает на вход циркуляционного насоса, который подает ее в водогрейный котел, где она нагревается теплотой сжигаемого в нем топлива. Далее процесс системы повторяется. Наличие в системе термостатических вентилей позволяет экономить тепловую энергию, затрачиваемую системой на отопление помещений, путем понижения температуры воздушной среды помещений на ночное время и при отсутствии людей в помещениях (рабочее время) на время нахождения людей на работе. 2 14759 1 2011.08.30 Термостатические вентили автоматически регулируют теплоотдачу нагревательных приборов, поддерживая, таким образом, заданную температуру в помещениях. Чувствительным элементом термостатического вентиля является термобаллон, заполненный жидкостью с высоким коэффициентом объемного расширения. Под действием температуры воздуха помещения происходит сжатие или расширение сильфона термобаллона, который воздействует на шток, закрывая или открывая клапан, регулирующий подачу горячей воды в нагревательный прибор, от расходов которой через нагревательный прибор зависит его тепловая мощность, идущая на нагрев воздуха помещения. Требуемая температура, которую должен поддерживать термостатический вентиль в помещении, задается поворотом крышки термостатической головки для установки соответствующего знака на крышке напротив указателя настройки. Так, если поставлен знак на крышке 3 напротив указателя настройки, то термостатический вентиль будет поддерживать температуру в помещении 20 С. Для экономии тепловой энергии система в течение суток работает в следующих режимах режим поддержания оптимальной температуры 20 в помещениях с 1700 до 2200 режим поддержания пониженной температуры 16 в помещениях с 2200 до 600 часов утра режим поддержания температуры 20 в помещениях с 600 часов утра до 1000 режим поддержания температуры 16 в помещениях с 1000 до 1700 часов вечера. Требуемый режим работы системы в указанное время задается установкой соответствующего знака на крышке термочувствительного элемента напротив указателя настройки. Изменением режимов работы системы в течение суток достигается значительная экономия тепловой энергии на отопление помещений дома. Недостатком этой системы водяного отопления помещений дома является сложность ее эксплуатации. Сложность эксплуатации обусловлена необходимостью вовремя изменить вручную режимы работы системы в течение суток путем установки соответствующего знака на крышке термочувствительного элемента напротив указателя настройки. Задачей предлагаемого изобретения системы водяного отопления помещений является упрощение ее эксплуатации путем повышения уровня ее автоматизации. Поставленная задача решается тем, что система водяного отопления помещений дома,содержащая расположенные в помещениях нагревательные приборы, входами и выходами соответственно через термостатические вентили и входные патрубки соединенные с петлеобразным магистральным трубопроводом, подключенным входом и выходом соответственно к выходному и через циркуляционный насос к входному патрубкам водогрейного котла, содержит программное реле времени и промежуточное реле, подключенные к электросети, имитаторы температуры воздуха помещений, выполненные в виде труб с расположенными в них электрическими нагревателями воздуха, каждый из упомянутых имитаторов установлен вертикально на подставке в торце соответствующего нагревательного прибора таким образом, что чувствительный элемент термостатического вентиля расположен внутри трубы имитатора, выше электрического нагревателя воздуха, который через регулятор напряжения и соответствующий замыкающий контакт промежуточного реле подключен к электросети, причем катушка промежуточного реле подключена к электросети через контакт программного реле времени. Сущность предлагаемого изобретения системы водяного отопления помещений дома поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема системы отопления помещений на фиг. 2 - электрическая схема автоматического управления работой системы отопления. Система водяного отопления помещений дома содержит расположенные в помещениях 1, 2 нагревательные приборы 3, входы и выходы которых соответственно через термостатические вентили 4, 5 и выходные патрубки 6, 7 присоединены к петлеобразному трубопроводу 8, подключенному входом и выходом через циркуляционный насос 9 соответственно к входному 10 и выходному 11 патрубкам водогрейного котла 12. 3 14759 1 2011.08.30 Система снабжена программным реле времени 13 с контактом 14, регуляторами напряжения 15, 16 с регулирующими устройствами 17, 18, промежуточным реле с катушкой 19 и контактами 20, 21, имитаторами 22, 23 температуры воздуха помещений 1, 2, которые выполнены в виде труб 24, 25 с расположенными в них электрическими нагревателями 26, 27. Имитаторы 22, 23 установлены вертикально на подставках 28, 29 в торцах нагревательных приборов 3, и внутри их выше нагревателей воздуха 26, 27 расположены чувствительные элементы 30, 31 термостатических вентилей 4, 5, а электрические нагреватели воздуха 26, 27 через регуляторы напряжений 15, 16 и замыкающие контакты 20, 21 промежуточного реле подключены к электросети, к которой также присоединены программное реле времени 13 и через его контакт 14 катушка 19 промежуточного реле. Для настройки режимов работы системы она дополнительно снабжена ключом 32 и автоматическим выключателем 33. Система водяного отопления помещений дома работает следующим образом. Настройка режимов работы системы. Напротив указателей настроек термостатических вентилей 4, 5 поворотом крышек их термостатических головок устанавливаем знаки 3 и 2, обозначенные на крышках. Это значит, что термостатический вентиль 4 будет поддерживать температуру 20 С в помещении 2, а термостатический вентиль 5 будет поддерживать температуру 16 в помещении 1. При работающем насосе 9 и водогрейном котле 12 замыкаем автоматический выключатель 33 и ключ 32, при этом срабатывает промежуточное реле с катушкой 19 и замыкает свои контакты 20, 21. В этом случае к электросети подключаются электрические нагреватели 26, 27 воздуха имитаторов 22 и 23 через регуляторы 15, 16 напряжений. При помощи регулирующих устройств 17, 18 регуляторов напряжений 15, 16 плавно увеличиваем напряжение на нагревателях 26, 27 и замеряем температуру в помещениях 1 и 2. С увеличением напряжения на нагревателях 26, 27 воздуха имитаторов 22, 23 увеличивается температура воздуха, движущегося в трубах 24 и 25, которая воздействует на чувствительные элементы 30 и 31 термостатических вентилей 4, 5, и последние постепенно ограничивают поступление горячей воды в нагревательные приборы 3. В результате ограничения поступления горячей воды в нагревательные приборы 3 уменьшается их теплоотдача воздуху помещений и температура помещений 1 и 2 понижается. Процесс плавного увеличения напряжения на нагревателях 26 и 27 воздуха имитаторов 22 и 23 осуществляем до тех пор, пока температура воздуха в помещении 1 не станет равной 9 , а в помещении 216 . После этого задаем программу работы реле времени 13. Для экономии тепловой энергии на отопление помещений необходимо, чтобы контакт 14 реле времени 13 был с 1700 до 2200 разомкнут с 2200 до 600 замкнут с 600 до 1000 разомкнут с 1000 до 1700 замкнут. В этом случае термостатические вентили 4, 5 будут поддерживать температуры в помещениях 1 и 2 соответственно с 1700 до 2200 -20 и 16 с 2200 до 600 -16 и 9 с 600 до 1000 -20 и 16 с 1000 до 1700 -16 и 9 . После этого размыкаем ключ 32, и система начинает работать в автоматическом режиме. При разомкнутом контакте 14 реле времени 13 контакты 20 и 21 промежуточного реле с катушкой 19 разомкнуты и нагреватели 26 и 27 воздуха имитаторов 22 и 23 обесточены. В этом случае термостатические вентили 4 и 5 будут поддерживать температуры в помещениях 1 и 2 соответственно 20 и 16 . 4 14759 1 2011.08.30 При замкнутом контакте 14 реле времени 13 промежуточное реле замыкает контакты 20 и 21 и к электросети подключаются нагреватели 26 и 27 воздуха имитаторов 22 и 23. Нагретый воздух движется по трубам 24, 25, воздействует на чувствительные элементы 30 и 31 термостатических вентилей 4, 5, и последние уменьшают поступление горячей воды в нагревательные приборы 3, и температура помещений 1 и 2 понижается с 20 до 16 и с 16 до 9 . Эти температуры термостатические вентили 4 и 5 будут поддерживать до тех пор, пока будет замкнут контакт 14 реле времени 13. Далее процесс работы системы повторяется. Таким образом, в процессе работы заявленной системы водяного отопления помещений дома происходит достижение поставленной технической задачи упрощение эксплуатации системы путем повышения уровня ее автоматизации за счет снабжения системы программным реле времени, регуляторами напряжения, промежуточным реле и имитаторами температуры воздуха помещений, которые выполнены в виде труб с расположенными в них электрическими нагревателями воздуха, функционирование которых в системе отопления позволяет исключить участие человека в работе системы отопления помещений. Источники информации 1. Белоусов В.В. Отопление и вентиляция. Ч. 1. Отопление. - М. Стройиздат, 1967. С. 144. 2. Михалев В.П. Энергоэффективность. - 2001. -8. - С. 21. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5