Система водяного отопления помещений дома

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ДОМА(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Автор Синяков Анатолий Леонидович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Система водяного отопления помещений дома, содержащая оборудованный входным и выходным патрубками водогрейный котел, работающий на углеводородном топливе нагревательные приборы, расположенные в помещениях дома, входы и выходы которых подключены соответственно через подающий и обратный магистральные трубопроводы к выходному патрубку водогрейного котла и ко входу циркуляционного насоса, отличающаяся тем, что она снабжена распределительным коллектором обратной воды системы теплоизолированным герметичным баком с входным и выходным патрубками двумя электромагнитными клапанами байпасом тепловым насосом, испаритель которого выполнен в виде многовитковой трубы, заполненной фреоном и расположенной вертикально в кольцевом зазоре между вертикальными стенками герметичного кольца, выполненного из теплопроводного коррозионностойкого материала, заполненного высокотеплопроводящей жидкостью с низкой отрицательной температурой замерзания и установленного в выгребном колодце из бетонных колец для канализационных стоков из дома, при этом конденсатор теплового насоса расположен в теплоизолированном герметичном баке, а к выходу 55302009.08.30 циркуляционного насоса присоединен входом распределительный коллектор обратной воды системы, к выходам которого подключены входами электромагнитные клапаны,присоединенные выходами соответственно ко входному патрубку теплоизолированного герметичного бака и входу байпаса, выход которого присоединен к трубопроводу, соединяющему выходной патрубок теплоизолированного герметичного бака со входным патрубком водогрейного котла.(56) 1. Драганов Б.Х. и др. Применение теплоты в сельском хозяйстве. - Киев Вища школа, 1983. - С. 59. 2. Белоусов В.В. Отопление и вентиляция. Ч. . Отопление. - М. Стройиздат, 1967. С. 144. Предлагаемое техническое решение относится к системам водяного отопления помещений с вынужденной циркуляцией воды в системах. Известна конструкция системы водяного отопления помещений дома, которая содержит водогрейный котел, работающий на углеводородном топливе нагревательные приборы, расположенные в помещениях и присоединенные входами и выходами соответственно к выходу и входу водогрейного котла через магистральные подающий и обратный трубопроводы 1. Известная система работает следующим образом. Вода, нагретая в котле, по подающему магистральному трубопроводу подается в нагревательные приборы, расположенные в помещениях дома, где происходит ее охлаждение. Вода, остывшая в нагревательных приборах, возвращается в котел по обратному магистральному трубопроводу. В действующей системе отопления возникает естественная циркуляция воды благодаря разности давлений столбов нагретой и охлажденной воды, т.е. циркуляционному движению. К недостаткам работы известной системы следует отнести малый радиус ее действия и необходимость заглубления водогрейного котла относительно нагревательных приборов. Малый радиус ее действия обусловлен малой величиной циркуляционного давления,возникающего в действующей системе, в результате чего радиус ее действия не превышает 30 м. Необходимость заглубления водогрейного котла вызвана необходимостью увеличения циркуляционного давления в системе для увеличения ее радиуса действия. Наиболее близкой к заявляемой конструкции системы является система водяного отопления помещений дома с вынужденной циркуляцией воды 2. Эта система содержит водогрейный котел, работающий на углеводородном топливе нагревательные приборы, расположенные в помещениях дома циркуляционный насос,обеспечивающий движение воды через водогрейный котел и нагревательные приборы. Недостатком работы системы является большой расход углеводородного топлива на поддержание нормируемой температуры в помещениях в отопительный период. Задачей предлагаемой полезной модели является снижение затрат углеводородного топлива на поддержание нормируемой температуры в помещениях дома в отопительный период. Задача решается тем, что известная система водяного отопления помещений дома, содержащая оборудованный входным и выходным патрубками водогрейный котел, работающий на углеводородном топливе нагревательные приборы, расположенные в помещениях дома, входы и выходы которых подключены соответственно через подающий и обратный магистральные трубопроводы к выходному патрубку водогрейного котла и ко входу циркуляционного насоса, снабжена распределительным коллектором обратной во 2 55302009.08.30 ды системы теплоизолированным герметичным баком с входным и выходным патрубками двумя электромагнитными клапанами байпасом тепловым насосом, испаритель которого выполнен в виде многовитковой трубы, заполненной фрионом и расположенной вертикально в кольцевом зазоре между вертикальными стенками герметичного кольца,выполненного из теплопроводного коррозионностойкого материала, заполненного высокотеплопроводящей жидкостью с низкой отрицательной температурой замерзания и установленного в выгребном колодце из бетонных колец для канализационных стоков из дома,при этом конденсатор теплового насоса расположен в теплоизолированном герметичном баке, а к выходу циркуляционного насоса присоединен входом распределительный коллектор обратной воды системы, к выходам которого подключены входами электромагнитные клапаны, присоединенные выходами соответственно ко входному патрубку теплоизолированного герметичного бака и входу байпаса, выход которого присоединен к трубопроводу, соединяющему выходной патрубок теплоизолированного герметичного бака со входным патрубком водогрейного котла. Сущность предлагаемой полезной модели системы водяного отопления помещений дома поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема системы с вертикальным разрезом выгребного колодца для канализационных стоков дома фиг. 2 - электрическая схема управления работой системы. Система водяного отопления помещений дома содержит водогрейный котел 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, работающий на углеводородном топливе нагревательные приборы 4, расположенные в помещениях дома, входы и выходы которых подключены соответственно через подающий и обратный магистральные трубопроводы 5, 6 к выходному патрубку 3 водогрейного котла 1 и ко входу циркуляционного насоса 7 с электродвигателем 8. Система водяного отопления помещений дома снабжена двумя электромагнитными клапанами 9, 10 с катушками 11, 12, распределительным коллектором 13 обратной воды системы теплоизолированным герметичным баком 14 с входным и выходным патрубками 15, 16 байпасом 17 тепловым насосом, содержащим компрессор 18 с электродвигателем 19, конденсатор 20, расположенный в баке 14 термовентиль 21 и испаритель, выполненный в виде многовитковой трубы 22, заполненной фреоном и расположенной вертикально в кольцевом зазоре между вертикальными стенками герметичного кольца 23, выполненного из теплопроводного и коррозионностойкого материала (нержавеющая сталь), заполненного высокотеплопроводящей жидкостью с низкой отрицательной температурой замерзания (антифриз) и установленного в выгребном колодце 24 из бетонных колец для канализационных стоков из дома. При этом к выходу циркуляционного насоса 7 присоединен входом распределительный коллектор 13 обратной воды системы, к выходам которого подключены входами электромагнитные клапаны 9, 10, присоединенные выходами соответственно ко входному патрубку 15 теплоизолированного герметичного бака 14 и входу байпаса 17, выход которого присоединен к трубопроводу 25, соединяющему выходной патрубок 16 бака 14 со входным патрубком 2 водогрейного котла 1. Для управления работой системы водяного отопления помещений дома она дополнительно снабжена (фиг. 2) автоматическим выключателем 26, двухпозиционным регулятором 27 с контактом 28 и датчиком 29 температуры воды в баке 14 магнитным пускателем с катушкой 30 и контактами 31 двухпозиционным регулятором 32 с датчиком 33 и контактами 34, 35, 36 температуры обратной воды в трубопроводе 6 двухпозиционным регулятором 37 с датчиком 38 и контактом 39 температуры воздуха в помещении. Датчики 29, 33 и 38 соответственно регуляторов 27, 32, 37 расположены соответственно в баке 14, трубопроводе 6, воздушной среде помещения. Регулятор 27 настроен на поддержание температуры воды в баке 14 60 С, при этом он размыкает контакт 28, если температура воды становится выше 60 С. 3 55302009.08.30 Регулятор 32 контролирует температуру обратной воды и замыкает контакт 34 и размыкает контакты 35 и 36, если температура воды ниже 55 С. Регулятор 37 настроен на поддержание температуры воздушной среды помещения 20 С и он размыкает контакт 39, если температура превышает 20 С. Система водяного отопления помещений работает следующим образом. Отопительный период начинается тогда, когда среднесуточная температура наружного воздуха становится ниже 8 С. В это время замыкают выключатель 26 и к электросети подключаются электродвигатель 8 циркуляционного насоса 7 и регуляторы 27, 32, 37. Так как в это время температура воды в баке 14 ниже 60 С, то контакт 28 регулятора 27 замкнут температура обратной воды в трубопроводе 6 ниже 55 С, то контакт 34 замкнут, а контакты 35 и 36 регулятора 32 разомкнуты температура воздуха помещений ниже 20 С и контакт 39 регулятора 37 замкнут. При замкнутом контакте 34 к электросети подключена катушка 11 электромагнитного клапана 9, он срабатывает и обратная вода циркуляционным насосом 7 прокачивается по контуру бак 14 - водогрейный котел 1 - нагревательные приборы 4 - вход циркуляционного насоса 7. В это же время при замкнутых контактах 28 и 39 к электросети подключается катушка 30 магнитного пускателя, он срабатывает и с замыканием контактов 31 подключает к электросети электродвигатель 19 компрессора 18. Тепловой насос осуществляет нагрев воды в баке 14 за счет теплоты канализационных стоков, воспринимаемой фреоном, находящимся в испарителе 22, который расположен в канализационном колодце 24, передаваемой воде в баке 14 через конденсатор 20. Нагреваемая вода тепловым насосом из бака 14 вытесняется обратной водой при помощи насоса 7 и поступает в нагревательные приборы 4, которые передают теплоту воды воздуху помещений. Охлажденная вода из приборов 4 через обратный нагревательный трубопровод 6 поступает на вход насоса 7 и последний подает ее в бак 14, и далее процесс повторяется. Тепловой насос будет работать до тех пор, пока температура воздушной среды помещений не станет выше 20 С. В этом случае срабатывает регулятор 37 и размыкает контакт 39. Таким образом, при непрерывной работе насоса 7, обеспечивающего прокачку воды через бак 14, ее нагрев осуществляет тепловой насос за счет теплоты канализационных стоков. Если при работе теплового насоса осуществляется недостаточный нагрев обратной воды системы, то дополнительный нагрев осуществляют теплотой топлива, сжигаемого в водогрейном котле 1, при этом, если температура воды в обратном трубопроводе 6 становится выше 55 С, то регулятор 32 размыкает контакт 34 и замыкает контакты 35 и 36. В этом случае клапан 9 закрывается, а клапан 10 открывается и в работу вводится тепловой насос, который будет работать до тех пор, пока температура воды в баке 14 не достигнет 60 С. После этого срабатывает регулятор 27 и размыкает контакт 28, тем самым прекращая работу теплового насоса. При открытом клапане 10 насос 7 прокачивает обратную воду через байпас 17, водогрейный котел 1 и подает ее, нагретую в котле 1, в нагревательные приборы 4, где она отдает теплоту воздушной среде помещения. Оставшаяся вода в нагревательных приборах поступает опять на вход насоса 7, и далее процесс нагрева и охлаждения обратной воды системы повторяется. Нагрев обратной воды только теплотой топлива, сжигаемого в котле 1, будет продолжаться до тех пор, пока температура обратной воды не станет ниже 55 С. В этом случае регулятор 32 замкнет контакт 34 и разомкнет контакты 35 и 36, при этом откроется клапан 9 и закроется клапан 10, и начнется процесс нагрева обратной воды системы теплотой канализационных стоков при помощи теплового насоса и при необходимости теплотой топлива, сжигаемой в котле 1. 4 55302009.08.30 Таким образом, в процессе работы заявляемой системы водяного отопления помещений дома происходит достижение поставленной цели снижение затрат углеводородного топлива на поддержание нормируемой температуры помещений дома в отопительный период за счет использования теплоты канализационных стоков при помощи теплового насоса для нагрева обратной воды системы, когда ее температура меньше температуры воды в теплоизолированном герметичном баке, нагреваемой тепловым насосом за счет теплоты канализационных стоков. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5