Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СОВМЕЩЕННАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ТЕПЛОСБЕРЕЖЕНИЕМ
СОВМЕЩЕННАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ТЕПЛОСБЕРЕЖЕНИЕМ

СОВМЕЩЕННАЯ СИСТЕМА ОТОПЛЕНИЯ И ГОРЯЧЕГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ТЕПЛОСБЕРЕЖЕНИЕМ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к системам децентрализованного теплоснабжения малоэтажных жилых и производственных зданий. Совмещенная система отопления и горячего водоснабжения содержит расширительный бак-теплоаккумулятор, генератор тепла со встроенным водонагревателем, эжектор, подающий трубопровод дополнительного контура горячего водоснабжения, регулятор температуры с датчиком температуры, дросселирующую шайбу (дроссельная диафрагма), регулирующие вентили, обратный клапан, указатель температуры (термометр), при этом нижняя часть водогрейной полости расширительного бака-теплоаккуммулятора через регулирующий вентиль, дросселирующую шайбу, регулятор температуры с датчиком температуры, установленными на подающем трубопроводе дополнительного контура горячего водоснабжения, соединена с подающим трубопроводом системы отопления и с обратным трубопроводом системы отопления через регулирующий вентиль и обратный клапан, установленные в байпас на напорном трубопроводе, и верхняя часть водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора соединена с обратным трубопроводом системы отопления через регулирующий вентиль и эжектор, причем выход диффузора эжектора, установленного на обратном трубопроводе системы отопления, соединен со входом водонагревателя генератора тепла и всасывающим трубопроводом, через регулирующий вентиль эжектор соединен с верхней частью водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора, в районе ввода всасывающего трубопровода эжектора на верхней части водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора установлены датчик регулятора температуры и указатель температуры. Техническим результатом является эффективное использование теплоты, сэкономленной в системе отопления за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов, отбора нагретой воды из подающего трубопровода системы отопления в водогрейную полость расширительного бака-теплоаккумулятора для догрева недостаточно нагретой воды до необходимой температуры за счет сжигания в топке генератора тепла системы топлива, сэкономленного в системе отопления для использования теплоты на горячее водоснабжение, экономия топлива в системе горячего водоснабжения за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов. 3 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2194217
Класс(ы) патента: F24D3/08
Номер заявки: 2000122063/06
Дата подачи заявки: 22.08.2000
Дата публикации: 10.12.2002
Заявитель(и): Иванов Николай Михайлович; Иванов Вячеслав Николаевич
Автор(ы): Иванов Н.М.; Иванов В.Н.
Патентообладатель(и): Иванов Николай Михайлович; Иванов Вячеслав Николаевич
Описание изобретения: Изобретение относится к системам децентрализованного теплоснабжения малоэтажных жилых домов и производственных зданий с приготовлением горячей воды в водонагревателях, встроенных в генераторы тепла, работающих на твердом, жидком, газообразном топливе, и в солнечных установках. Заявляемую совмещенную систему отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением можно также применять и для централизованного теплоснабжения вышеуказанных объектов с приготовлением горячей воды в водогрейных котлах и пароводяных водоподогревателях при пароснабжении от паровых котлов.
Совмещенная система отопления с солнечной установкой горячего водоснабжения (прототип) содержит генератор тепла, снабженный встроенным водонагревателем системы отопления с нагревательными приборами, подсоединенными к подающему и обратному трубопроводам, расширительный бак-теплоаккумулятор, водонагреватель системы горячего водоснабжения, коллектор солнечной энергии, эжектор системы отопления, дымовой канал и диффузор в отопительном щитке, регулирующие дымовые задвижки, при этом в верхней части расширительного бака-теплоаккумулятора в водогрейную полость последнего встроен водонагреватель системы горячего водоснабжения, вход которою и гидрозатвор системы отопления из водогрейной полости через перегородку введены в бачок расширительного бака-теплоаккумулятора, а выход водонагревателя системы горячего водоснабжения соединен с подающим трубопроводом коллектора солнечной энергии и подающим трубопроводом системы горячего водоснабжения и бачком расширительного бака-теплоаккумулятора, подающий трубопровод системы отопления соединен с водяной полостью бачка расширительного бака-теплоаккумулятора через обратный клапан, водогрейной полостью расширительного бака-теплоаккумулятора и системой отопления - через эжектор и регулирующие вентили, на трубопроводе, соединяющем выход водонагревателя системы горячего водоснабжения с бачком расширительного бака-теплоаккумулятора и входом коллектора солнечной энергии, установлен циркуляционный насос, в водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора установлен газоход, вход последнего подключен к дымовому каналу, сообщающемуся с выходом топливника генератора тепла, а выход газохода - к диффузору на дымоходе перед дымовой трубой, на газоходе и дымоходе и перед диффузором установлены регулирующие дымовые задвижки.
Недостаток: эжектор 21 установлен на подающем трубопроводе 4 системы отопления после генератора тепла 1. При сжигании топлива в топливнике генератора тепла 1 теплоту, сэкономленную в системе отопления за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов, невозможно эффективно использовать на нужды горячего водоснабжения и также экономить теплоту в системе горячего водоснабжения. При разборе воды на горячее водоснабжение, особенно в час наибольшего потребления во время работы системы отопления, значительно понижается температура воды в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 и в подающем трубопроводе 4 системы отопления в течение всего периода разбора горячей воды и последующего периода нагрева воды до нормы.
С целью эффективного использования теплоты, сэкономленной в системе отопления за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов, отбора нагретой воды из подающего трубопровода системы отопления в водогрейную полость расширительного бака-теплоаккумулятора для догрева недостаточно нагретой воды до необходимой температуры за счет сжигания в топке генератора тепла системы топлива, сэкономленного в системе отопления для использования теплоты на горячее водоснабжение, экономии топлива в системе горячего водоснабжения также за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов, в известную совмещенную систему отопления с солнечной установкой горячего водоснабжения дополнительно введены вышеуказанный расширительный бак-теплоаккумулятор, генератор тепла со встроенным водонагревателем, эжектор, подающий трубопровод 1-го контура горячего водоснабжения, регулятор температуры с датчиком температуры, дросселирующяя шайба (дроссельная диафрагма), регулирующие вентили, обратный клапан, указатель температуры (термометр), при этом нижняя часть водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора через регулирующий вентиль, дросселирующую шайбу, регулятор температуры с датчиком температуры, установленными на подающем трубопроводе 1-го контура горячего водоснабжения, соединена с подающим трубопроводом системы отопления и с обратным трубопроводом системы отопления - через регулирующий вентиль и обратный клапан, установленными в байпас на напорном трубопроводе, и верхняя часть водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора соединена с обратным трубопроводом системы отопления через регулирующий вентиль и эжектор, причем выход диффузора эжектора, установленного на обратном трубопроводе системы отопления, соединен со входом водонагревателя генератора тепла и всасывающим трубопроводом через регулирующий вентиль эжектор соединен с верхней частью водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора, в районе ввода всасывающего трубопровода эжектора на верхней части водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора установлены датчик регулятора температуры и указатель температуры. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая совмещенная система отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением отличается тем, что дополнительно содержит расширительный бак-теплоаккумулятор, генератор тепла со встроенным водонагревателем, эжектор, подающий трубопровод 1-го контура горячего водоснабжения, регулятор с датчиком температуры, дросселирующую шайбу, регулирующие вентили, обратные клапаны, указатель температуры (термометр), при этом нижняя часть водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора через регулирующий вентиль, дросселирующую шайбу, регулятор температуры, установленными на подающем трубопроводе 1-го контура горячего водоснабжения, соединена с подающим трубопроводом системы отопления и с обратным трубопроводом системы отопления через регулирующий вентиль, обратный клапан, установленными в байпас на напорном трубопроводе, и эжектор, причем эжектор установлен на обратном трубопроводе системы отопления и выход эжектора соединен со входом водонагревателя генератора тепла и всасывающим трубопроводом через регулирующий вентиль эжектор соединен с верхней частью водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора, на верхней часта водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора в районе ввода всасывающего трубопровода эжектора установлены датчик регулятора температуры и указатель температуры.
Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями (аналогами) в данной области техники позволяют сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".
На фиг.1 представлена принципиальная схема совмещенной системы отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением при децентрализованном теплоснабжении жилого дома от отопительно-варочной печи с автоматическим регулированием температуры воды в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6; на фиг. 2 - узел принципиальной схемы совмещенной системы отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением на фиг.1 без регулятора температуры 19 на трубопроводе 1-го контура горячего водоснабжения 22 при ручном регулировании температуры воды в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6; на фиг.3 - принципиальная схема совмещенной системы отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением при централизованном теплоснабжении жилого здания от генератора тепла 1, установленного в отдельностоящей котельной с автоматическим регулированием температуры воды в водогрейной полости 7 бака-теплоаккумулятора 6. Системы, показанные на фиг.1 и 3, аналогичны, и нумерация всех элементов одинакового назначения в системах совпадает.
Совмещенная система отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением содержит генератор тепла 1, выполненный в виде отопительно-варочной печи жилого одноэтажного двухквартирного дома, снабженный встроенным в топливник генератора тепла водонагревателем 2 с расчетной теплопроизводительностью, достаточной на покрытие расхода теплоты в зимний период на отопление и горячее водоснабжение, с нагревательными приборами 3, присоединенными к подающему 4 и обратному 5 трубопроводам, в верхней части полости 7 установлена перегородка 8, отделяющая водяную полость 9 бачка 10 от водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6, в водогрейную полость 7 последнего встроен водонагреватель 11 системы горячего водоснабжения, вход 12 второго контура водонагревателя 11 и гидрозатвор 13 системы отопления через перегородку 8 из водогрейной полости 7 введены в бачок 10 расширительного бака-теплоаккумулятора 6, а выход 14 второго контура водонагревателя 11 горячего водоснабжения соединен с подающим трубопроводом 15 внутренней разводки системы горячего водоснабжения через регулирующий вентиль 16, подающий трубопровод 4 системы отопления соединен с полостью 9 бачка 10 через обратный клапан 17, с нижней частью водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 - через регулирующий вентиль 18, регулятор температуры 19 с датчиком температуры 20, дросселирующую шайбу 21, установленными на подающем 22 трубопроводе 1-го контура горячего водоснабжения, и системой отопления - через регулирующий вентиль 23, обратный трубопровод 5 соединен с системой отопления и водонагревателем 2 генератора тепла 1 через эжектор (элеватор) 24, с нижней частью водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 через регулирующий вентиль 25 и обратный клапан 26, установленными в байпас на напорном трубопроводе 27, и с верхней частью водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 - всасывающим трубопроводом эжектора 24 через регулирующий вентиль 28. В водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 установлен газоход 29, вход 30 газохода подключен к дымовому каналу 31 в отопительном щитке 32 и по нему сообщен с началом дымохода, присоединенного к выходу топливника с варочной плитой 33 генератора тепла 1, а выход газохода 29 подключен к дымоходу 34 перед дымовой трубой 35, на газоходе 29, дымоходе 34 и летнем дымоходе установлены регулирующие дымовые задвижки 36, 37 и 38, на дымовой трубе 35 - дымовая задвижка 39. В бачке 10 установлен поплавковый клапан 40, к которому подведен трубопровод холодной воды 41 с установленным на нем регулирующим вентилем 42, гидравлический затвор 43 с переливным трубопроводом 44. К подающему трубопроводу 15 внутренней разводки системы горячего водоснабжения подключены санитарно-технические устройства 45, 46, установленные в ванне и на кухне. В верхней части водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 установлен указатель температуры (термометр) 47, на входе зольника генератора тепла 1 - регулирующая воздушная заслонка 48.
В котельной, см. фиг.3, установлены сетевой (циркуляционный) насос 49 и генератор тепла 1, выполненный в виде водогрейного котла.
Совмещенная система отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением работает следующим образом, например, при температурном графике теплоносителя системы отопления и 1-го контура горячего водоснабжения 95-70oС.
Перед пуском системы в зимний период с автоматическим регулированием температуры воды в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 при открытых кране 42, регулирующим вентиле 23, закрытых регулирующих вентилях 16, 18, 28 и 25, установленным в байпас с обратным клапаном 26 на напорном трубопроводе 27, заполненных холодной водой расширительном баке-теплоаккумуляторе 6 и системе, открывают дымовую задвижку 39 и регулирующую дымовую задвижку 37. Регулирующую дымовую задвижку 36 открывают полностью и воздушную заслонку 48 частично для подачи необходимого объема воздуха для сжигания топлива только на отопление. Загружают топливо в топливник генератора тепла 1 в количестве, нормируемом на отопление, зажигают топливо, частично или полностью перекрывая дымоход 34 регулирующей дымовой задвижкой 37, устанавливают на варочную плиту 33 заготовки для приготовления пищи.
Горячие дымовые газы по дымоходу 34, газоходу 29 и дымовой трубе 35 уходят наружу, передавая часть теплоты стенкам каналов газового тракта, нагревают воду до 95oС в водонагревателе 2 и в подающем трубопроводе 4 системы отопления за счет сжигания в топливнике генератора тепла 1 нормируемого количества топлива на отопление и в водогрейной полости 7 - до 80oС, в том числе и во втором контуре водонагревателя 11 горячего водоснабжения до 55oС - за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов, проходящих по газоходу 29 в дымовую трубу 35. Если температура воды в подающем трубопроводе 4 системы отопления достигла 95oС, а в водогрейной полости 7 еще не достигла 80oС, открывают регулирующий вентиль 18, по импульсу датчика температуры 20 исполнительный механизм регулятора температуры 19 открывает затвор и горячая вода из подающего трубопровода 4 поступает в водогрейную полость 7 и догревает заполняющую полость воду до 80oС, в которой аккумулируется теплота для дальнейшего использования. После этого по импульсу датчика температуры 20 исполнительный механизм закрывает затвор регулятора температуры 19 и нагретая вода до 95oС прекращает поступать в водогрейную полость 7. Нагретая вода в водонагревателе 2 с температурой 95oС при естественной (или насосной) циркуляции по подающему трубопроводу 4 поступает в нагревательные приборы 3 системы отопления, где передает теплоту окружающему воздуху, охлаждаясь до 70oС. Далее по обратному трубопроводу 5 вода поступает через эжектор 24 в водонагреватель 2 генератора тепла 1 также с температурой 70oС.
После того как вода в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 нагреется до 80oС и аккумулирует теплоту утилизации горячих дымовых газов от наружных стенок газохода 29 (что предпочтительнее) или отбора горячей воды из подающего трубопровода 4, открывают регулирующий вентиль 28, вода из верхней части водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 с температурой 80oС по всасывающему трубопроводу эжектора 24 через регулирующий вентиль 28 эжектируется эжектором и в диффузоре эжектора смешивается с охлажденной водой до 70oС от нагревательных приборов 3 из обратного трубопровода 5 системы отопления. Одновременно через обратный клапан 26 байпаса, установленного на напорном трубопроводе 27, вода из обратного трубопровода 5 с температурой 70oС поступает в нижнюю часть водогрейной полости 7 и, поднимаясь в верхнюю часть водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6, за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов от наружной поверхности газохода 29, догревается до 80oС, в том числе путем теплопередачи и во втором контуре водонагревателя 11 горячего водоснабжения, - до 55oС.
При соответствующем значении коэффициента смешения воды в диффузоре эжектора 24 и расходах теплоносителя в системе отопления и всасываемой (подмешиваемой) эжектором 24 воды из верхней части водогрейной полости 7 бака-теплоаккумулятора 6, нагретой до 80oС за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов, температура смешанной воды в диффузоре эжектора 24 составляет 75oС.
Смесь воды поступает в водонагреватель 2 генератора тепла 1 уже нагретой выше на 5oС чем вода в обратном трубопроводе системы отопления. Поэтому требуется меньше сжигать топлива в топливнике генератора тепла 1 для нагрева воды в водонагревателе 2 до 95oС. Сэкономленная теплота в системе отопления используется для приготовления воды на горячее водоснабжение. В зимний период во время отсутствия водоразбора на горячее водоснабжение и температуре воды 80oС в водогрейной полости 7 регулятор температуры 19 закрыт. Теплоноситель системы отопления и 1-го контура горячего водоснабжения единый и постоянно циркулирует в системе через эжектор 24 и через водогрейную полость 7, когда в ней температура воды ниже 80oС.
При кратковременных и небольших объемах периодически повторяющихся разборах воды из бачка 9 через краны 45, 46 водонагреватель 11 горячего водоснабжения, открытый регулирующий вентиль 16 на хозяйственно-бытовые нужды нагретой за счет аккумулированной в воде водогрейной полости 7 теплоты утилизации горячих дымовых газов в период отсутствия водоразбора на горячее водоснабжение, аккумулированной теплоты достаточно, чтобы температура воды в водогрейной полости 7 и в подающем трубопроводе 4 системы отопления значительно не понижалась. Поэтому в этих случаях не открывают полностью регулирующую воздушную заслонку 48.
Перед началом периода наибольшего потребления горячей воды на горячее водоснабжение и работе системы отопления с догревом воды из обратного трубопровода 5 в диффузоре эжектора 24 на входе водонагревателя 2 генератора 1 открывают полностью регулирующую воздушную заслонку 48, загружают в топливник генератора тепла 1 дополнительное топливо на горячее водоснабжение в счет сэкономленного в системе отопления за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов от стенок газохода 29. Одновременно интенсивно сжигают топливо на отопление и сэкономленное топливо на горячее водоснабжение в топливнике генератора тепла 1, используя полную теплопроизводительность газохода 29 для утилизации дополнительной теплоты горячих дымовых газов, проходящих по газоходу 29 в дымовую трубу 35. Сумма располагаемой теплоты в системе превышает расход теплоты на горячее водоснабжение в час наибольшего потребления.
За счет утилизации теплоты горячих дымовых газов догревают обратную воду системы отопления в диффузоре эжектора 24 на входе водонагревателя 2 генератора тепла 1 до 75oС, экономя топливо в системе отопления для использования на горячее водоснабжение. В начале интенсивного разбора горячей воды через краны 45, 46 в час наибольшего потребления, холодная вода из бачка 9 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 может поступать на выход 14 водонагревателя 11 горячего водоснабжения недогретой до 55oС, и температура воды в водогрейной полости 7 кратковременно понижается.
Если за счет использования аккумулированной теплоты утилизации горячих дымовых газов между водоразборами температура воды в водогрейной полости 7 повышается недостаточно быстро, датчик температуры 20 подает импульс исполнительному механизму регулятора температуры 19 на открывание затвора, последний открывается и через открытый регулирующий вентиль 18, дросселирующую шайбу 21, регулятор температуры 19 из подающего трубопровода 4 системы отопления по подающему трубопроводу 22 первого контура горячего водоснабжения поступает нагретая вода с температурой 95oС в водогрейную полость 7. Недостаточно нагретую воду в водогрейной полости 7 за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов, аккумулированной в водогрейной полости 7 в период отсутствия водоразбора на горячее водоснабжение, догревают до 80oС за счет теплоты отбора воды с температурой 95oС из подающего трубопровода 4 системы отопления. Теплота отбора воды передается в водонагреватель 2 при одновременном сжигания топлива на отопление и дополнительного топлива в топливнике генератора тепла 1, сэкономленного в системе отопления и используемого на горячее водоснабжение в период наибольшего водоразбора на горячее водоснабжение. Смесь воды в водогрейной полости 7 приобретает более 100% расхода теплоты в час наибольшего потребления горячей воды на горячее водоснабжение и путем теплопередачи догревает воду во 2-м контуре водонагревателя 11 до 55oС на нужды горячего водоснабжения.
Догрев воды в водогрейной полости 7 продолжается автоматически. При температуре воды 80oС в водогрейной полости 7 регулятор температуры 19 по импульсу датчика температуры 20 прекращает подачу нагретой воды из подающего трубопровода 4, как было изложено выше.
В течение всего периода наибольшего потребления горячей воды на горячее водоснабжение обратный клапан 26 закрыт, и теплота, содержащаяся в отборе воды с температурой 95oС, поступающей из подающего трубопровода 4 на догрев недостаточно нагретой воды за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов в водогрейной полости 7, суммируется с теплотой утилизации горячих дымовых газов, проходящих по газоходу 29 от сжигания топлива на отопление и части топлива на горячее водоснабжение, сэкономленного в системе отопления, догревает воду до температуры 80oС в водогрейной полости 7 и через регулирующий вентиль 28 с нагретой водой эжектируется эжектором 24 в водонагреватель 2 генератора тепла 1, попутно догревая воду до 75oС из обратного трубопровода 5 в диффузоре эжектора 24 перед входом водонагревателя 2 генератора тепла 1. При этом, аналогично системе отопления, экономится теплота в системе горячего водоснабжения.
По окончании водоразбора датчик температуры 20 подает импульс исполнительному механизму регулятора температуры 19 на закрывание затвора и последний закрывается, прекращая подачу воды с температурой 95oС из подающего трубопровода 4 в водогрейную полость 7. Одновременно с эжектированием нагретой воды эжектором 24 из верхней части водогрейной полости 7 через регулирующий вентиль 28, из обратного трубопровода 5 системы отопления по напорному трубопроводу 27 поступает охлажденная вода от нагревательных приборов 3 в водогрейную полость 7 через обратный клапан 26 байпаса, установленного на напорном трубопроводе 27.
Без регулятора температуры 19 в системе возможно ручное регулирование температуры воды в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6. Для этого полностью открывают регулирующий вентиль 18. Отверстие в диске дросселирующей шайбы 21 ограничивает расход горячей воды с температурой 95oС из подающего трубопровода 4 системы отопления по трубопроводу 22 в водогрейную полость 7, превышающий расход воды и содержащейся в ней теплоты в час наибольшего потребления горячей воды на горячее водоснабжение. Нагретая вода из подающего трубопровода 4 системы отопления после дросселирующей шайбы 21 поступает в водогрейную полость 7, содержащую уже, например, более 100% расхода теплоты в час наибольшего потребления горячей воды на горячее водоснабжение, аккумулированную в перерывы между водоразборами на горячее водоснабжение. Когда на шкале указателя температуры (термометра) 47 появится значение температуры более 80oС, при помощи регулирующего вентиля 18 уменьшают подачу воды из подающего трубопровода 4 системы отопления с температурой 95oС в водогрейную полость 7 и увеличивают подачу нагретой воды, если температура смеси воды ниже 80oС. Таким образом при водоразборе на горячее водоснабжение температура воды в подающем трубопроводе 4 системы отопления перед нагревательными приборами 3 при совместной работе системы отопления и горячего водоснабжения может кратковременно понижаться, но при помощи автоматического или ручного регулирования отбора горячей воды из подающего трубопровода 4 системы отопления температура воды в водогрейной полости 7 и в подающем трубопроводе 4 быстро восстанавливается за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов от одновременного сжигания топлива на отопление и топлива на горячее водоснабжение, сэкономленного в системе отопления и теплоты отбора нагретой воды из подающего трубопровода 4. В начале летнего периода при неработающем генераторе тепла 1 регулирующий вентиль 23 закрывают, а регулирующий вентиль 25 байпаса открывают и систему отопления отсоединяют от подающего 4 трубопровода генератора тепла 1. Перенастраивают регулятор температуры 19 для работы при пониженных температурах воды, например, 75oС в подающих трубопроводах 4 и 22, в водогрейной полости 7-70oС, в обратном трубопроводе 5 системы отопления - 60oС, в диффузоре эжектора 24 перед водонагревателем 2 генератора тепла 1-65oС. Ограничивают подачу топлива в топку генератора тепла 1 до необходимого количества на горячее водоснабжение и пускают генератор тепла 1 при частично открытых регулирующих дымовой задвижке 36 и воздушной заслонки 48, открывающих достаточный проход газам и воздуху при сжигании топлива на горячее водоснабжение в период наибольшего потребления горячей воды. Аналогично изложенному для системы отопления при работе в зимний период нагретая вода с температурой 75oС из подающего трубопровода 4 системы отопления через регулирующий вентиль 18, дросселирующую шайбу 21, регулятор температуры 19, установленных на подающем трубопроводе 1-го контура горячего водоснабжения 22, поступает в нижнюю часть водогрейной полости 7 и делится на потоки: менее нагретая вода через открытый регулирующий вентиль 25 байпаса, установленного на напорном трубопроводе 27, поступает в обратный трубопровод 5 системы отопления; более нагретая вода в нижней части водогрейной полости 7, воспринимая теплоту утилизации горячих дымовых газов, проходящих по газоходу 29, поднимается в верхнюю часть водогрейной полости 7 и эжектором 24 через регулирующий вентиль 28 по всасывающему трубопроводу эжектируется в диффузор эжектора 24, где при соответствующем коэффициенте смешения подмешиваемая нагретая до 70oС вода смешивается с охлажденной до 60oС водой из обратного трубопровода 5, повышает температуру смеси выше на 5oС чем температура воды в обратном трубопроводе 5, после чего смесь воды с температурой 65oС поступает на вход водонагревателя 2 генератора тепла 1. Аналогично системе отопления требуется меньше сжигать топлива в топливнике генератора тепла 1 для нагрева воды в водонагревателе 2 и в подающем трубопроводе 4 до 75oС. Поэтому экономится теплота и топливо в системе горячего водоснабжения.
В час наибольшего потребления горячей воды через краны 45, 46 кратковременно понижается температура воды в водогрейной полости 7, датчик температуры 20 посылает импульс исполнительному механизму на открывание затвора регулятора температуры 19 и последний открывается. Нагретая вода из подающего трубопровода 4 с температурой 75oС через регулирующий вентиль 18, дросселирующую шайбу 21, регулятор температуры 19, по трубопроводу 22 поступает в водогрейную полость 7, и недостаточно нагретую воду за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов при автоматическом регулировании воды в водогрейной полости 7 за счет теплоты отбора нагретой воды из подающего трубопровода 4 с температурой 75oС, догревают до температуры 70oС в течение всего периода разбора воды на горячее водоснабжение за счет экономии топлива на горячее водоснабжение и во 2-м контуре горячего водоснабжения путем теплопередачи - до 55oС. После окончания водоразбора температура воды в водогрейной полости 7-70oС, датчик температуры 20 посылает импульс исполнительному механизму регулятора температуры 19 на закрывание затвора регулятора температуры 19 и последний перекрывает подачу нагретой воды из подающего трубопровода 4.
Таким образом, в час наибольшего потребления горячей воды теплота, содержащаяся в воде с температурой 75oС из подающего трубопровода 4 системы отопления, используемая на догрев недостаточно нагретой воды за счет утилизации теплоты горячих дымовых газов в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6, через регулирующий вентиль 28 и эжектор 24 частично возвращается в водонагреватель 2 генератора тепла 1, попутно догревая воду из обратного трубопровода до 65oС в диффузоре эжектора 24. Ручное регулирование температуры воды в водогрейной полости 7 выполняется аналогично изложенному выше для зимнего периода.
В летний период, аналогично системе отопления в зимний период, также экономится теплота на горячее водоснабжение при догреве обратной воды в диффузоре эжектора 24 перед входом в водонагреватель 2 генератора тепла 1. При разборе горячей воды уровень воды в бачке 10 понижается, поплавковый клапан 40 открывается и холодная вода из водопровода 41 поступает в бачок 10 до тех пор, пока ее уровень в бачке 10 не восстановится. При естественной утечке воды система отопления автоматически подпитывается не загрязненной теплоносителем системы отопления водой из бачка 10, через узел подпитки с гидравлическим затвором 43 и обратным клапаном 17.
При понижении уровня воды в гидравлическом затворе 43 под действием разности уровней воды в гидравлическом затворе 43 и бачке 10 автоматически открывается обратный клапан 17, и из бачка 10 вода поступает на подпитку системы отопления до тех пор, пока не установится равенство уровней воды в бачке 10 и гидравлическом затворе 43.
Для предотвращения перегрева помещения в летний период приготовление пищи в большом количестве в летний период выполняют на другом источнике тепла, например, на газовой плите в летней кухне. В длительные перерывы между водоразборами на горячее водоснабжение в зимний период сэкономленная теплота в системе отопления будет излишней.
Во избежание этого при применении газообразного или жидкого топлива автоматизируют подачу топлива в топку на форсунки (горелки) генератора тепла 1 и степень открывания регулирующей воздушной заслонки 48 в зависимости от температуры воды в водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6.
При использовании твердого топлива в перерывы между водоразборами на горячее водоснабжение уменьшают количество сжигаемого топлива.
Перед наибольшим разбором горячей воды на горячее водоснабжение заблаговременно повышают интенсивность сжигания топлива. Таким образом, за счет введения в систему расширительного бака-теплоаккумулятора 6, генератора тепла 1 со встроенным водонагревателем 2, эжектора 24, водонагревателя горячего водоснабжения 11, подающего 22 трубопровода 1-го контура горячего водоснабжения, дросселирующей шайбы 21, регулятора температуры 19, регулирующих вентилей, заслонки 48, обратного клапана 26, при этом нижняя часть водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 соединена с подающим трубопроводом 4 системы отопления через регулирующий вентиль 18, регулятор температуры 19 с датчиком температуры 20, дросселирующую шайбу 21, установленными на подающем трубопроводу 1-го контура горячего водоснабжения 22, соединена с подающим трубопроводом 4 системы отопления, и с обратным трубопроводом 5 системы отопления через регулирующий вентиль 25, обратный клапан 26, установленными в байпас на напорном трубопроводе 27, при чем эжектор 24 установлен на обратном трубопроводе 5 системы отопления и выход эжектора 24 соединен со входом водонагревателя 2 генератора 1, и верхняя часть водогрейной полости 7 расширительного бака-теплоаккумулятора 6 соединена с обратным трубопроводом 5 через регулирующий вентиль 28 и эжектор 24, на верхней части водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора 6, в районе ввода всасывающего трубопровода эжектора 24, установлены датчик 20 регулятора температуры 19 и указатель температуры 47 достигают большей экономии топлива без длительных понижений температуры воды в подающих трубопроводах систем отопления и горячего водоснабжения при разборе горячей воды на горячее водоснабжение в течение всего периода использования совмещенной системы отопления и горячего водоснабжения для теплоснабжения жилых домов и производственных зданий.
Источники информации
1. Патент 2110017 на изобретение "Совмещенная система отопления с солнечной установкой горячего водоснабжения."
2. "Энергосбережение в системах теплоснабжения, вентиляции и кондиционирования воздуха". Справочное пособие. Москва, Стройиздат, 1990.
3. "Экономия теплоты в жилых зданиях." Л.Д. Богуславский. Москва, Стройиздат. 1990.
4. Справочник проектировщика. "Внутренние санитарно-технические устройства, ч, 1. Отопление". Под редакцией к.т.н. И.Г. Староверова и инж. Ю.И. Шиллера. Москва, Стройиздат, 1990.
5. Справочник проектировщика. "Внутренние санитарно-технические устройства, ч. 2. Водопровод и канализация". Москва, Стройиздат, 1990.
6. "Наладка и эксплуатация водяных тепловых сетей". Справочник. В.И. Манюк и др. 3-е изд. Москва, Стройиздат, 1988.
7. "Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты." А.П. Воинов, Я. И. Каплинский. Москва, Энергоатомиздат, 1989.
Формула изобретения: Совмещенная система отопления и горячего водоснабжения с теплосбережением, содержащая генератор тепла, снабженный встроенным водонагревателем системы отопления с нагревательными приборами, расширительный бак-теплоаккумулятор, водонагреватель системы горячего водоснабжения, эжектор, дымовой канал в отопительном щитке, регулирующие дымовые задвижки, при этом в верхней части расширительного бака-теплоаккумулятора установлена перегородка, отделяющая водяную полость бачка от водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора, в водогрейную полость последнего встроен трубчатый водонагреватель системы горячего водоснабжения, вход которого и гидрозатвор системы отопления из водогрейной полости через перегородку введены в бачок расширительного бака-теплоаккумулятора, а выход водонагревателя системы горячего водоснабжения соединен с подающим трубопроводом внутренней разводки системы горячего водоснабжения, подающий трубопровод системы отопления соединен с водяной полостью бачка расширительного бака-теплоаккумулятора через обратный клапан, в водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора установлен газоход, вход последнего подключен к дымовому каналу, сообщающемуся с выходом топливника генератора тепла, а выход газохода - к дымовой трубе, на газоходе и дымоходе перед дымовой трубой установлены регулирующие дымовые задвижки, отличающаяся тем, что содержит подающий трубопровод дополнительного контура горячего водоснабжения, дросселирующую шайбу, регулятор температуры, регулирующие вентили, обратный клапан, при этом нижняя часть водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора через регулирующий вентиль, дросселирующую шайбу, регулятор температуры, установленных на подающем трубопроводе дополнительного контура горячего водоснабжения, соединена с подающим трубопроводом системы отопления и с обратным трубопроводом системы отопления через регулирующий вентиль, обратный клапан, установленные в байпас на напорном трубопроводе, причем эжектор установлен на обратном трубопроводе системы отопления, выход эжектора соединен со входом водонагревателя генератора тепла и всасывающим трубопроводом, через регулирующий вентиль эжектор соединен с верхней частью водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора, на верхней части водогрейной полости расширительного бака-теплоаккумулятора, в районе ввода всасывающего трубопровода эжектора установлены датчики регулятора температуры и указатель температуры.