RU2066813C1 - Natural-circulation hot-water heating system - Google Patents

Abstract

FIELD: dwelling houses and other premises. SUBSTANCE: system has water circulation booster in the form of additional heating circuit with surface heat exchanger arranged at top elevation of supply piping. EFFECT: improved reliability of heating system. 1 dwg

Description

Изобретение относится к системам отопления жилых и других зданий и помещений, а точнее к системам водяного отопления с естественной циркуляцией, используемым для отопления одноэтажных и малоэтажных зданий. The invention relates to heating systems for residential and other buildings and premises, and more specifically to water heating systems with natural circulation, used for heating one-story and low-rise buildings.

Известна система водяного отопления, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, расширительный сосуд, подающий и обратный трубопроводы, размещенные, соответственно, сверху и снизу нагревательных приборов и запорную арматуру (см. книгу Ю.П.Соснина и Е.Н.Бухаркина. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома. М. Стройиздат, 1991, с.11-13, рис.4). A known water heating system comprising a heat source, at least one heating device, an expansion vessel, supply and return pipes, located respectively on the top and bottom of the heating devices and shutoff valves (see the book by Yu.P. Sosnin and E.N. Bukharkin Heating and hot water supply of an individual house. M. Stroyizdat, 1991, pp. 11-13, Fig. 4).

Недостаток этого технического решения невысокая теплоотдача нагревательных приборов, вследствие малой величины циркуляционного расхода теплоносителя (невысок циркуляционный напор). По этой причине невелик радиус действия системы. The disadvantage of this technical solution is the low heat dissipation of the heating devices, due to the small amount of circulating flow of the coolant (low circulation pressure). For this reason, the range of the system is small.

Известна система водяного отопления с естественной циркуляцией, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, соединенный с ним подающим и обратным трубопроводами, с образованием контура теплоносителя, расширительный сосуд, запорную арматуру и усилитель циркуляции воды (см. авт. свидетельство SU N1638480, МКИ5 F 24 D 3/00, 1991). A known water heating system with natural circulation, containing a heat source, at least one heating device connected to it by a supply and return pipes, with the formation of a coolant circuit, an expansion vessel, shut-off valves and an amplifier for water circulation (see author certificate SU N1638480, MKI5 F 24 D 3/00, 1991).

Недостатки этого технического решения состоят: в необходимости постоянного поддержания границы раздела вода-пар (участок подающего трубопровода от теплогенератора до конденсатора) на отметке ниже верхней точки обратного трубопровода (в противном случае циркуляция прекращается); в ограниченности диапазона регулирования теплоотдачи нагревательных приборов; в сложности поддержания требуемого температурного режима работы теплогенератора. The disadvantages of this technical solution are: the need to constantly maintain the water-steam interface (section of the supply pipe from the heat generator to the condenser) at a mark below the upper point of the return pipe (otherwise, the circulation stops); the limited range of heat transfer control of heating devices; the difficulty of maintaining the required temperature of the heat generator.

Задачей, на решение которой направлено заявленное решение, является повышение циркуляционного расхода в системе отопления. The task to which the claimed solution is directed is to increase the circulation flow in the heating system.

Технический результат, который может быть получен при реализации заявленного изобретения, выражается в повышении циркуляционного напора. Поставленная задача решается тем, что система водяного отопления с естественной циркуляцией, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, соединенный с ним подающим и обратным трубопроводами, с образованием контура теплоносителя, расширительный сосуд, запорную арматуру и усилитель циркуляции воды, отличается тем, что усилитель циркуляции воды выполнен в виде дополнительного отопительного контура с поверхностным теплообменником, при этом последний размещен на уровне верхней отметки подающего трубопровода. The technical result that can be obtained by implementing the claimed invention is expressed in increasing the circulation pressure. The problem is solved in that a water heating system with natural circulation, containing a heat source, at least one heating device connected to it by a supply and return pipes, with the formation of a coolant circuit, an expansion vessel, shutoff valves and an amplifier for water circulation, is characterized in that the amplifier for water circulation is made in the form of an additional heating circuit with a surface heat exchanger, while the latter is placed at the level of the upper mark of the supply pipe.

На чертеже схематически показан общий вид системы водяного отопления с естественной циркуляцией. The drawing schematically shows a General view of a water heating system with natural circulation.

На чертеже показаны теплоисточник 1, подающий трубопровод 2, расширительный сосуд 3, поверхностный теплообменник 4, нагревательный прибор 5, обратный трубопровод 6. The drawing shows a heat source 1, a supply pipe 2, an expansion vessel 3, a surface heat exchanger 4, a heating device 5, a return pipe 6.

В качестве теплоисточника используются отопительные или комбинированные агрегаты известной конструкции, включающие в себя топку и элементы (поверхности нагрева), обеспечивающие подачу теплоты от топлива сжигаемого в топке теплоносителю, или поверхностные теплообменники. Расширительный сосуд 3 обеспечивает сбор дополнительного объема воды, образующийся вследствие расширения при нагревании, а также сбор воздуха, выделяющегося при нагреве воды в теплоисточнике и попадающего в систему с заливаемой в нее водой. Подающему 2 и обратному 6 трубопроводам придается уклон порядка 0,004-0,01 в направлении движения воды. As a heat source, heating or combined units of a known design are used, including a firebox and elements (heating surfaces) that provide heat from the fuel burned in the furnace by the heat carrier, or surface heat exchangers. The expansion vessel 3 provides the collection of an additional volume of water resulting from expansion during heating, as well as the collection of air released during heating of the water in the heat source and entering the system with water being poured into it. The feed 2 and return 6 pipelines are given a slope of the order of 0.004-0.01 in the direction of water movement.

Поверхностный теплообменник 4 представляет из себя водоводяной или водовоздушный подогреватель. В качестве водоводяного подогревателя эффективным будет применение подогревателя типа "труба в трубе", тогда часть подающего трубопровода 2 образует поверхность нагрева теплообменника. Дополнительный отопительный контур на чертеже не показан и представлен тепловоспринимающей частью поверхностного теплообменника 4. The surface heat exchanger 4 is a water-to-water or water-air heater. As a water-water heater, the use of a pipe-in-pipe type heater will be effective, then part of the supply pipe 2 forms a heating surface of the heat exchanger. An additional heating circuit is not shown in the drawing and is represented by the heat-absorbing part of the surface heat exchanger 4.

В качестве нагревательного прибора 5 использованы типовые нагревательные приборы, например, радиаторы, конвекторы. As the heating device 5, typical heating devices are used, for example, radiators, convectors.

Подготовка системы отопления к работе заключается в заполнении водой и подготовке к работе теплоисточника 1. Preparing the heating system for work consists in filling it with water and preparing the heat source 1 for operation.

Система отопления с естественной циркуляцией работает следующим образом. Нагретая в теплоисточнике 1 вода под действием циркуляционного напора поднимается к теплообменнику 4 (циркуляционный напор определяется величиной остывания теплоноситель на верхнем участке подающего трубопровода 2 и разницей высот между этим участком и центром теплоисточника). The heating system with natural circulation operates as follows. The water heated in the heat source 1 under the influence of the circulation pressure rises to the heat exchanger 4 (the circulation pressure is determined by the amount of coolant cooling in the upper section of the supply pipe 2 and the height difference between this section and the center of the heat source).

Величина циркуляционного напора определяется выражением
Р_e=h*(Р_x-Р_г),
где h превышение центром охлаждения центра нагрева системы отопления;
Р_х,г плотность теплоносителя (воды), соответственно охлажденной и нагретой.The magnitude of the circulation pressure is determined by the expression
P _e = h * (P _x -P _g ),
where h is the excess by the cooling center of the heating center of the heating system;
P _{x, g is the} density of the coolant (water), respectively, chilled and heated.

Теплообменник 4, обеспечивая частичное охлаждение теплоносителя, "работает" как гравитационный насос, создавая более высокий циркуляционный напор Р_e за счет более высокой разности плотностей Р_х,г.The heat exchanger 4, providing partial cooling of the coolant, "works" as a gravity pump, creating a higher circulation pressure P _e due to the higher density difference P _{x, g}

Теплоноситель из подающего трубопровода 2 попадает в нагревательный прибор 5, где отдает теплоту в отапливаемое помещение. The coolant from the supply pipe 2 enters the heating device 5, where it gives off heat to the heated room.

Вследствие повышения расхода теплоносителя, циркулирующего в системе отопления, и увеличения при этом температурного напора нагревательного прибора, увеличивается его теплоотдача. Due to the increase in the flow rate of the coolant circulating in the heating system, and the increase in the temperature head of the heating device, its heat transfer increases.

Теплоноситель после отопительного прибора по обратному трубопроводу 6 возвращается к теплоисточнику 1. The heat carrier after the heater through the return pipe 6 returns to the heat source 1.

Далее все повторяется. Then everything repeats.

Claims (1)

Система водяного отопления с естественной циркуляцией, содержащая теплоисточник, по меньшей мере один нагревательный прибор, соединенный с ним подающим и обратным трубопроводами с образованием контура теплоносителя, расширительный сосуд, запорную арматуру и усилитель циркуляции воды, отличающаяся тем, что усилитель циркуляции воды выполнен в виде дополнительного отопительного контура с поверхностным теплообменником, при этом последний размещен на уровне верхней отметки подающего трубопровода. A natural circulation water heating system comprising a heat source, at least one heating device connected to it by a supply and return pipes to form a coolant circuit, an expansion vessel, shutoff valves and a water circulation amplifier, characterized in that the water circulation amplifier is made in the form of an additional heating circuit with a surface heat exchanger, the latter being placed at the level of the upper mark of the supply pipe.