Система водяного отопления помещений здания

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ ПОМЕЩЕНИЙ ЗДАНИЯ(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 здания, содержащая подающий и обратный магистральные трубопроводы, к которым через вертикальные стояки с замыкающими участками присоединены оборудованные кранами двойной регулировки нагревательные приборы, установленные в разделенных коридором и расположенных на южной и северной сторонах здания помещениях, отличающаяся тем, что для каждой пары, состоящей из южного и северного помещений, она снабжена вытяжным и двумя распределительными воздуховодами, а также приточной и вытяжной вентиляционными установками, каждая из которых содержит вентилятор и антибактерицидный фильтр, при этом приточная и вытяжная вентиляционные установки размещены в верхней зоне коридора над фальшпотолком и их входы сообщены соответственно непосредственно и через вытяжной воздуховод с воздушными средами южного и северного помещений, в верхних зонах которых расположены распределительные воздуховоды, входы которых присоединены к выходам соответственно вытяжной и приточной вентиляционных установок.(56) 1. Герасимович Л.С. и др. Справочник по теплоснабжению сельского хозяйства. Минск Урожай, 1993. - С. 148. 2. Белоусов В.В. Отопление и вентиляция. Ч. 1. Отопление. - М. Стройиздат, 1967. С. 146. Предлагаемое техническое решение относится к системам водяного отопления помещений, разделенных коридором и расположенных на южной и северной сторонах административных, производственных и учебных зданий. Известна двухтрубная система водяного отопления помещений с вынужденной циркуляцией воды 1. Известная система содержит подключенные к источнику теплоты подающий и обратный магистральные трубопроводы, к которым через подающие и обратные стояки присоединены нагревательные приборы, расположенные в помещениях и оборудованные регулировочными вентилями. Известная система работает следующим образом. Горячая вода из подающего магистрального трубопровода через подающие стояки и регулировочные вентили поступает в нагревательные приборы (радиаторы), расположенные в помещениях. В нагревательных приборах горячая вода отдает часть тепловой энергии воздуху помещений при его естественной конвекции около теплообменной поверхности нагревательных приборов, при этом охлажденная вода из нагревательных приборов через обратные стояки поступает в обратный магистральный трубопровод, а из него - в источник теплоты. К недостаткам известной системы следует отнести большую металлоемкость и сложность монтажа. Большая металлоемкость и сложность монтажа обусловлены наличием в системе обратных стояков. Наиболее близкой к заявляемой конструкции системы водяного отопления помещений, разделенных коридором и расположенных на южной и северной сторонах административных, производственных и учебных зданий, является однотрубная система отопления с принудительной циркуляцией воды 2. Эта система водяного отопления помещений содержит подающий и обратный магистральные трубопроводы, к которым через вертикальные стояки с замыкающими участками присоединены оборудованные кранами двойной регулировки нагревательные приборы,расположенные в отапливаемых помещениях. Система работает следующим образом. Горячая вода из подающего магистрального трубопровода поступает в стояки, а из них - в нагревательные приборы. Поток воды, движущейся по стояку вниз, у каждого нагревательного прибора разветвляется часть воды поступает в прибор, а часть ее проходит по замыкающему участку. В нагревательном приборе горячая вода отдает часть своей теплоты воздуху помещения и охлаждается. Охлажденная вода, выходящая из нагревательного прибора, смешивается с горячей водой, идущей по замыкающему участку, и направляется к следующему прибору, где поток вновь разветвляется. Требуемая температура воздушной среды в помещениях достигается за счет центральной качественной регулировки теплоотдачи нагревательных приборов путем изменения температуры воды в подающем магистральном трубопроводе в соответствии с температурой наружного воздуха, а также за счет изменения вручную расхода воды через нагревательные приборы при помощи кранов двойной регулировки. Так как в системе отопления отсутствует автоматическое изменение теплоотдачи нагревательных приборов по отклонению температуры воздушной среды от заданного зна 2 59172010.02.28 чения, то воздействие внешних и внутренних возмущающих воздействий (направление и скорость ветра, тепловое излучение солнца, наличие временных теплопоступлений в воздушную среду помещений и др.) вызывает повышение температуры в южных помещениях и понижение в северных, т.е. система работает недостаточно эффективно. Кроме того,прекращение работы системы по окончании отопительного периода (когда среднесуточная температура наружного воздуха становится выше 8 С) в ряде случаев приводит к тому, что в южных помещениях под действием теплового излучения солнца и временных внутренних теплоисточников возникают теплоизбытки, в то время как в северных помещениях резко понижается температура. К недостаткам известной системы следует отнести ее пониженную эффективность работы и узкие функциональные возможности. Пониженная эффективность работы обусловлена отсутствием автоматического управления теплоотдачей нагревательных приборов при наличии возмущающих воздействий на помещения, что приводит к резким колебаниям температуры в помещениях. Узкие функциональные возможности обусловлены тем, что система обеспечивает отопление помещений только в отопительный период и не обеспечивает частичное отопление северных помещений по окончании отопительного периода. Задачей предлагаемой системы водяного отопления помещений является повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей системы. Поставленная задача решается тем, что известная система водяного отопления помещений, содержащая подающий и обратный магистральные трубопроводы, к которым через вертикальные стояки с замыкающими участками присоединены оборудованные кранами двойной регулировки нагревательные приборы, установленные в разделенных коридором и расположенных на южной и северной сторонах здания помещениях, снабжена для каждой пары, состоящей из южного и северного помещений, вытяжным и двумя распределительными воздуховодами, а также приточной и вытяжной вентиляционными установками,каждая из которых содержит вентилятор и антибактерицидный фильтр, при этом приточная и вытяжная вентиляционные установки размещены в верхней зоне коридора над фальшпотолком и их входы сообщены соответственно непосредственно и через вытяжной воздуховод с воздушными средами южного и северного помещений, в верхних зонах которых расположены распределительные воздуховоды, входы которых присоединены к выходам соответственно вытяжной и приточной вентиляционных установок. Сущность предлагаемой полезной модели системы водяного отопления помещений поясняется следующими графическими изображениями на фиг. 1 изображена схема системы,вид сверху на фиг. 2 изображен вид системы по А-А на фиг. 1 на фиг. 3 изображена электрическая схема автоматического управления приточной и вытяжной вентиляционными установками. Система водяного отопления помещений содержит подающий 1 и обратный 2 магистральные трубопроводы, к которым через вертикальные стояки 3 с замыкающими участками присоединены оборудованные кранами 4 двойной регулировки нагревательные приборы 5 (радиаторы), расположенные в южных 6 и северных 7 помещениях, которые разделены коридором 8 и оборудованы окнами 9. Для каждой пары, состоящей из южного 6 и северного 7 помещений, система снабжена вытяжным 10 и двумя 11 и 12 распределительными воздуховодами, а также приточной 13 и вытяжной 14 вентиляционными установками, которые содержат вентиляторы 15, 16 с электродвигателями 17, 18 и антибактерицидные фильтры 19, 20 с ультрафиолетовыми лампами 21, 22. Приточная 13 и вытяжная 14 вентиляционные установки размещены в верхней зоне коридора 8 над фальшпотолком 23, и их входы сообщены соответственно непосредственно и через вытяжной воздуховод 10 с воздушными средами южного 6 и северного 7 помещений, в верхних зонах которых расположены распределительные воздуховоды 11 и 12, входы которых присоединены к выходам соответственно вытяжной 14 и приточной 13 вентиляционных установок. 3 59172010.02.28 Так как приточная 13 и вытяжная 14 вентиляционные установки осуществляют рециркуляцию воздуха из помещения 6 в помещение 7 и обратно, то для очистки воздуха от микробов используются антибактерицидные фильтры 19 и 20 с ультрафиолетовыми лампами 21 и 22. Работа вентиляционных установок 13, 14 автоматизирована. Для этого система водяного отопления дополнительно снабжена автоматическим выключателем 24, магнитным пускателем с катушкой 25 и контактами 26, 27, двумя двухпозиционными регуляторами температуры 28, 29 с контактами соответственно 30 и 31 и датчиками 32, 33 (фиг. 3). Электродвигатели 17, 18 вентиляторов 15, 16 подключены к трехфазной электросети через контакты 26 магнитного пускателя, при этом к однофазной электросети подключены регуляторы 28 и 29 температуры, датчики 32 и 33 которых расположены в воздушных средах помещений 6 и 7 катушка 25 магнитного пускателя через последовательно соединенные контакты 30 и 31 регуляторов 28, 29 антибактерицидные лампы 21 и 22 через контакт 27 магнитного пускателя. Защита однофазной электросети осуществляется автоматическим выключателем 24. Заявляемая система водяного отопления помещений здания работает следующим образом. Горячая вода из подающего магистрального трубопровода 1 поступает в стояки 3 с замыкающими участками, и из них - в нагревательные приборы 5 через краны 4 двойной регулировки. Поток воды, движущийся по стояку 3 вниз, у каждого нагревательного прибора 5 разветвляется на два потока часть воды поступает в прибор, а часть воды проходит по замыкающему участку. В нагревательном приборе 5 горячая вода отдает часть своей теплоты воздуху помещения и охлаждается. Охлажденная вода, выходящая из нагревательного прибора, смешивается с горячей водой, идущей по замыкающему участку, и направляется к нижерасположенному нагревательному прибору 5, где поток воды вновь разветвляется и т.д. Из последнего нагревательного прибора охлажденная вода поступает в обратный магистральный трубопровод 2. Краны 4 служат для наладки работы системы отопления, а поддержание температуры воздушных сред помещений 6 и 7, расположенных на южной и северной сторонах здания, осуществляется за счет центральной качественной регулировки теплоотдачи нагревательных приборов 5 путем изменения температуры воды в подающем магистральном трубопроводе 1 в соответствии с температурой наружного воздуха. При качественном способе поддержания температуры в помещениях обеспечивается низкая точность поддержания температуры, так как способ не учитывает действие возмущающих воздействий на помещения, таких как сырость и направление ветра тепловое излучение солнца наличие временных теплопоступлений в воздушную среду помещений от находящихся в них людей и др. Поэтому возмущающие воздействия вызывают понижение температуры в одних помещениях и повышение в других. Отмеченный недостаток устраняется работой в автоматическом режиме приточной и вытяжной вентиляционных установок, которыми оборудована система. Двухпозиционные регуляторы температуры 28 и 29, датчики 32, 33 которых расположены соответственно в северном 7 и южном 6 помещениях, настроены на поддержание температур в помещениях 18 и 20 С с дифференциалом 2 С. Это значит, что регулятор 28 замыкает контакт 30 тогда, когда температура в помещении 7 понижается до 17 С, и размыкает контакт, когда температура в помещении возрастает до 19 С. По такому же принципу работает и регулятор 29. Если температура воздушной среды в помещении 6 выше 21 С из-за наличия большого количества людей в нем, то контакт 31 регулятора 29 замкнут. При температуре в помещении 7 ниже 17 С срабатывает регулятор 28 и замыкает контакт 30. В этом случае к электросети подключается катушка 25 магнитного пускателя, он срабатывает и замыкает контакты 26 и 27, при этом в работу вводятся вентиляторы 15, 16 с электродвигателями 17 и 18 установок 13, 14 и антибактерицидные фильтры 19, 20 с ультрафиолетовыми лампами 21 и 22. Приточная вентиляционная установка 13 забирает из 4 59172010.02.28 верхней зоны теплый воздух помещения 6, обеззараживает его в фильтре 19 и через распределительный воздуховод 12 подает в верхнюю зону помещения 7 струями, настилающимися на потолок помещения. В это же время вытяжная вентиляционная установка 14 при помощи вытяжного воздуховода 10 забирает воздух из нижней зоны помещения 7, очищает его в фильтре 20 и подает в помещение 6 через распределительный воздуховод 11, расположенный в верхней зоне помещения, струями, настилающимися на потолок помещения. При работе установок повышается температура в помещении 7 и понижается в помещении 6, т.е. используются теплоизбытки помещения 6 для повышения температуры в помещении 7. Если при работе установок 13 и 14 температура в помещении 7 станет 19 С, то регулятор 28 разомкнет контакт 30 и установки прекратят работать. Если при работе установок 13 и 14 температура в помещении 6 станет ниже 19 С, то регулятор 29 разомкнет контакт 31 и установки также перестанут работать. Установки введутся опять в работу тогда, когда будут теплоизбытки в помещении 6,при которых замкнется контакт 31 регулятора 29, при замкнутом контакте 30 регулятора 28. Таким образом, установки 13 и 14, которыми оборудована система водяного отопления, работающие в автоматическом режиме, повышают эффективность работы системы в отопительный период за счет использования теплоизбытков помещения 6 для увеличения температуры в помещении 7. Кроме того, установки 13 и 14 продолжают выполнять свои функции (повышение температуры в помещении 7 за счет теплоизбытков в помещении 6) и после того, когда оканчивается отопительный период и система водяного отопления прекращает работать. В этом случае установки 13, 14 расширяют функциональные возможности системы водяного отопления. Таким образом, в процессе работы заявляемой системы водяного отопления помещений здания происходит достижение поставленной технической задачи повышение эффективности работы и расширение функциональных возможностей системы за счет оборудования ее приточной и вытяжной вентиляционными установками, повышающими температуру в северных помещениях за счет теплоизбытков в южных помещениях в предотопительный,отопительный и послеотопительный периоды. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5