RU2455572C1 - Self-contained heating system of water to be used in consumption system, mainly of heating and/or hot water supply - Google Patents
Self-contained heating system of water to be used in consumption system, mainly of heating and/or hot water supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2455572C1 RU2455572C1 RU2011103879/12A RU2011103879A RU2455572C1 RU 2455572 C1 RU2455572 C1 RU 2455572C1 RU 2011103879/12 A RU2011103879/12 A RU 2011103879/12A RU 2011103879 A RU2011103879 A RU 2011103879A RU 2455572 C1 RU2455572 C1 RU 2455572C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- heating
- heat
- steam
- condenser
- Prior art date
Links
Landscapes
- Domestic Hot-Water Supply Systems And Details Of Heating Systems (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автономным системам потребления подогретой воды, преимущественно в системах центрального отопления и/или горячего водоснабжения с использованием тепловых аккумуляторов, аккумулирующих тепло в теплоемких массах.The invention relates to autonomous systems for consuming heated water, mainly in central heating and / or hot water systems using heat accumulators that store heat in heat-intensive masses.
Из уровня техники известны автономные системы подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения (в дальнейшем системы подогрева воды или системы), которые нашли применение в технике.The prior art autonomous water heating systems for use in the consumption system, mainly heating and / or hot water supply (hereinafter referred to as water heating systems or systems), which have found application in the art, are known.
Известна система подогрева воды, содержащая топочный котел с дымоходом, расширительный бак, нагревательные приспособления, установленные в обогреваемых помещениях, а также подающую и обратную линии. Система дополнительно содержит тепловой насос, который состоит из соединенных между собой трубопроводами адсорбера с теплообменником для отвода тепла адсорбции, конденсатора, ресивера с запорным вентилем, испарителя и аккумулятора тепла, причем адсорбер расположен в дымоходе котла после поверхности нагрева, а конденсатор и испаритель в объеме аккумулятора тепла [«Автономна система водяного опалення будiвель» UA 32681 (А) (Iнститут технiчноï теплофiзики нацiональноï академiï наук Украïни) F24D 3/00; 15.02.2001; аналог] [1].A known water heating system containing a boiler with a chimney, an expansion tank, heating devices installed in heated rooms, as well as the supply and return lines. The system further comprises a heat pump, which consists of adsorber pipelines connected to each other with a heat exchanger for removing adsorption heat, a condenser, a receiver with a shut-off valve, an evaporator and a heat accumulator, the adsorber being located in the chimney of the boiler after the heating surface, and the condenser and evaporator in the battery volume heat ["Autonomous water singe ring system" UA 32681 (A) (Institute of Technical Thermophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine) F24D 3/00; 02/15/2001; analogue] [1].
Недостатком известной системы [1] является большое потребление топлива, что повышает себестоимость подогрева воды.A disadvantage of the known system [1] is the high fuel consumption, which increases the cost of heating water.
Известна также система подогрева воды, содержащая котел, подключенный подающей линией к нагревательным устройствам, связанным с обратной линией, в какой установлено средство регулирования подачи теплоносителя, и снабженный приспособлением принудительной циркуляции теплоносителя, который соединен нагнетательным трубопроводом с обратной линией и дополнительным трубопроводом с запорным клапаном - подающей линией. Приспособление принудительной циркуляции теплоносителя выполнено в виде сифона, при этом средство регулирования подачи теплоносителя выполнено в виде двух обратных клапанов, расположенных с обеих сторон от точки соединения нагнетательного трубопровода с обратной линией с возможностью поочередного перепускания теплоносителя в котел и паровую полость [«Одноконтурна опалювальна система малоï та середньоï потужностi» UA 42849 (U) (Донецкий нацiональний технiчний унiверситет) F24D 11/00; F24D 3/00; 27.09.2009; аналог] [2].A water heating system is also known, comprising a boiler, connected by a supply line to heating devices connected to a return line, in which means for regulating the flow of coolant are installed, and equipped with a device for forced circulation of the coolant, which is connected by a pressure pipe to the return line and an additional pipe with a shut-off valve - feed line. Adaptation of the forced circulation of the coolant is made in the form of a siphon, while the means of regulating the flow of coolant is made in the form of two check valves located on both sides of the connection point of the discharge pipe with the return line with the possibility of alternately transferring the coolant into the boiler and the vapor cavity [“One-circuit small-opal system that middle burden »UA 42849 (U) (Donetsk National Technical University) F24D 11/00; F24D 3/00; 09/27/2009; analogue] [2].
Недостатком известной системы [2] является отсутствие теплового аккумулятора, что снижает эффективность подогрева воды.A disadvantage of the known system [2] is the lack of a heat accumulator, which reduces the efficiency of water heating.
Известна также система подогрева воды, содержащая гидравлически сообщенный с контуром циркуляции воды нагреватель, отопительные элементы в обогреваемых помещениях, гидравлически подключенные к контуру циркуляции, расширительный бак, сообщенный с контуром циркуляции. Нагреватель содержит расположенный в нижней части контура циркуляции и сообщенный с ним через задатчик расхода воды парогенератор, а выход парогенератора теплоизолированным паропроводом сообщен с паровым входом установленного последовательно в верхнюю часть контура циркуляции парожидкостного эжекционного насоса-конденсатора [«Система водяного отопления» RU 2226653 (С2) (Общество с ограниченной ответственностью «Научно-производственная фирма «ТГМ») F24D 3/02; 10.04.2004; аналог] [3].A water heating system is also known, containing a heater hydraulically connected to the water circuit, heating elements in heated rooms hydraulically connected to the circulation circuit, an expansion tank in communication with the circulation circuit. The heater contains a steam generator located in the lower part of the circulation circuit and communicated with it through the water flow adjuster, and the steam generator output is connected with a heat-insulated steam pipe to the steam input of the vapor-liquid ejector pump-condenser installed in series in the upper part of the circulation circuit [“Water heating system” RU 2226653 (C2) (Limited liability company "Scientific and Production Firm" TGM ") F24D 3/02; 04/10/2004; analogue] [3].
Недостатком известной системы [3] является большое потребление топлива и отсутствие теплового аккумулятора, что повышает себестоимость подогрева воды.A disadvantage of the known system [3] is the high fuel consumption and the absence of a heat accumulator, which increases the cost of heating water.
Известна также система подогрева воды, содержащая сообщенные с контуром циркуляции теплоносителя, имеющим «прямой» и «обратный» трубопроводы, соответственно прямой и обратной подачи теплоносителя, тепловой аккумулятор, выполненный с теплоаккумулирующим телом (ТАТ), заключенным в теплоизолирующую оболочку и корпус, и снабженный нагревателями, пароконденсатор, систему потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, и циркуляционные насосы ["Pipe apparatus in heat accumulator" WO 9005271 (A1) (JAKOSSON LEIF)(SE) F24D 11/00; F24H 7/04; 17.05.1990; аналог] [4].A water heating system is also known, containing a coolant circulating with a coolant circulation circuit having “direct” and “return” pipelines, respectively, direct and reverse supply of a coolant, a heat accumulator made with a heat storage body (TAT) enclosed in a heat-insulating shell and body, and provided heaters, a steam condenser, a consumption system, mainly heating and / or hot water supply, and circulation pumps ["Pipe apparatus in heat accumulator" WO 9005271 (A1) (JAKOSSON LEIF) (SE) F24D 11/00; F24H 7/04; 05/17/1990; analogue] [4].
Недостатком известной системы [4] является ее сложность и недостаточная эффективность теплообменных процессов в пароконденсаторе между жидким теплоносителем (водой) контура циркуляции и паром, генерируемым тепловым аккумулятором, что повышает себестоимость подогрева воды.A disadvantage of the known system [4] is its complexity and insufficient efficiency of heat transfer processes in the vapor condenser between the liquid heat carrier (water) of the circulation circuit and the steam generated by the heat accumulator, which increases the cost of heating water.
Известна также наиболее близкая по назначению, количеству общих признаков и достигаемому результату система подогрева воды, содержащая сообщенные с контуром циркуляции теплоносителя, имеющим «прямой» и «обратный» трубопроводы, соответственно прямой и обратной подачи теплоносителя, тепловой аккумулятор, выполненный с теплоаккумулирующим телом (ТАТ), заключенным в теплоизолирующую оболочку и корпус, и снабженный нагревателями, систему потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, циркуляционный насос и расширительный бак ["Installation de chauffage central à eau chaude et precédé pour sa mise en oeuvre" FR 1429176 (A) (WITTE HEIZTECHNIK GMBH & CO) F24D 12/02; F24D 12/00; 18.02.1966; наиболее близкий аналог-прототип] [5].The water heating system closest in purpose, number of common features and the achieved result is also known. It contains a heating medium connected to a coolant circulation circuit having “direct” and “return” pipelines, respectively, direct and return coolant supply, a heat accumulator made with a heat storage body (TAT ), enclosed in a heat-insulating shell and casing, and equipped with heaters, a consumption system, mainly heating and / or hot water supply, a circulation pump and expand container tank ["Installation de chauffage central à eau chaude et precédé pour sa mise en oeuvre" FR 1429176 (A) (WITTE HEIZTECHNIK GMBH & CO) F24D 12/02; F24D 12/00; 02/18/1966; the closest analogue prototype] [5].
Недостатком известной системы [5] является ее сложность и недостаточная эффективность теплообменных процессов между жидким теплоносителем (водой) контура циркуляции и паром, генерируемым тепловым аккумулятором, заключающаяся в основном в конвективном теплообмене с теплопередачей через стенки трубопроводов, по которым они циркулируют, что повышает себестоимость подогрева воды.A disadvantage of the known system [5] is its complexity and insufficient efficiency of heat exchange processes between the liquid heat carrier (water) of the circulation circuit and the steam generated by the heat accumulator, which consists mainly in convective heat exchange with heat transfer through the walls of the pipelines through which they circulate, which increases the cost of heating water.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является усовершенствование конструкции системы подогрева воды путем введения в ее состав средств, обеспечивающих как конвективный теплообмен через стенки трубопроводов, так и прямой обмен между теплоносителем (водой) и подогревающей средой (подогретой водой или водой, конденсируемой из пара) в процессе их перемешивания и происходящих тепломассообменных процессов.The problem to which the invention is directed is to improve the design of the water heating system by introducing into its composition means providing both convective heat transfer through the walls of the pipelines and direct exchange between the heat carrier (water) and the heating medium (heated water or water condensed from steam ) in the process of mixing and occurring heat and mass transfer processes.
Технический результат, который достигается при решении поставленной задачи и использовании усовершенствованной системы подогрева воды, заключается в повышении эффективности теплообменных процессов, происходящих между теплоносителем (водой) и подогревающей средой (подогретой водой или водой, конденсируемой из пара), что снижает себестоимость подогрева воды.The technical result that is achieved by solving the problem and using an improved water heating system is to increase the efficiency of heat transfer processes between the heat carrier (water) and the heating medium (heated water or water condensed from steam), which reduces the cost of heating water.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в автономной системе подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, содержащей сообщенные с контуром циркуляции теплоносителя, имеющим «прямой» и «обратный» трубопроводы, соответственно прямой и обратной подачи теплоносителя, тепловой аккумулятор, выполненный с теплоаккумулирующим телом (ТАТ), заключенным в теплоизолирующую оболочку и корпус, и снабженный нагревателями, систему потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, циркуляционный насос и расширительный бак, согласно изобретению она снабжена гидравлически открытым теплообменником-конденсатором, который встроен в магистраль контура циркуляции теплоносителя и одним концом соединен с «обратным» трубопроводом на участке за последовательно расположенными циркуляционным насосом и дросселем, а другим концом соединен с «прямым» трубопроводом на участке перед отводом к расширительному баку, а тепловой аккумулятор выполнен в виде водонагревателя-парогенератора, снабженного нагревателями и имеющего внутри полость для нагрева воды и генерирования пара, внутрь которой введены входной патрубок для подачи воды на подогрев и генерирование пара и выходной патрубок для отвода нагретой воды и полученного пара, при этом входной патрубок водонагревателя-парогенератора одним концом введен в полость для нагрева воды и генерирования пара, а другим концом соединен с «обратным» трубопроводом на участке между циркуляционным насосом и первым дросселем, а выходной патрубок водонагревателя-парогенератора одним концом введен в полость для нагрева воды и генерирования пара так, что его торец находится на расстоянии (S1) от нижней стенки внутренней полости для нагрева воды и генерирования пара, а другим концом введен в теплообменник-конденсатор с кольцевым зазором (S2), предназначенным для циркуляции и нагрева воды, так что его торец находится на расстоянии (S3) от нижней стенки теплообменника-конденсатора.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in an autonomous water heating system for use in a consumption system, mainly heating and / or hot water supply, containing communicating with the coolant circulation circuit having “direct” and “return” pipelines, respectively, direct and return flow of the heat carrier, a heat accumulator made with a heat storage body (TAT), enclosed in a heat-insulating shell and body, and equipped with heaters, a consumption system, pre property heating and / or hot water supply, a circulation pump and an expansion tank, according to the invention, it is equipped with a hydraulically open heat exchanger-condenser, which is integrated in the main circuit of the coolant circulation circuit and at one end is connected to the "return" pipe in the area behind the sequentially located circulation pump and throttle, and the other end is connected to a “direct” pipeline in the area before discharge to the expansion tank, and the heat accumulator is made in the form of a water heater a generator equipped with heaters and having a cavity inside for heating water and generating steam, into which an inlet pipe for supplying water for heating and generating steam and an outlet pipe for removing heated water and steam is introduced, while the inlet pipe of the water heater / steam generator is introduced at one end into cavity for heating water and generating steam, and the other end is connected to the "return" pipe in the area between the circulation pump and the first choke, and the outlet pipe of the water heater is steam generator of one end introduced into a cavity for heating water and generating steam so that its end is located at a distance (S 1) from the bottom wall of the inner cavity to heat water and generate steam, and the other end is introduced into the heat exchanger-condenser to the annular gap (S 2 ), designed for circulation and heating of water, so that its end is at a distance (S 3 ) from the bottom wall of the heat exchanger-condenser.
Упомянутые главные отличия усовершенствованной системы подогрева воды за счет установки гидравлически открытого теплообменника-конденсатора, который встроен в магистраль контура циркуляции теплоносителя, а также выполнения теплового аккумулятора в виде водонагревателя-парогенератора, снабженного нагревателями и имеющего внутри полость для нагрева воды и генерирования пара, внутрь которой введены входной патрубок для подачи воды из «обратного» трубопровода на подогрев и генерирование пара и выходной патрубок для отвода нагретой воды и полученного пара в гидравлически открытый теплообменник-конденсатор, обеспечивают как конвективный теплообмен внутри теплообменника-конденсатора через стенки введенного в него конца выходного патрубка водонагревателя-парогенератора, так и прямой теплообмен между теплоносителем (водой) и подогреваемой средой (водой или паром) в процессе их перемешивания и происходящих тепломассообменных процессов.The mentioned main differences of the improved water heating system due to the installation of a hydraulically open heat exchanger-condenser, which is built into the main circuit of the coolant circuit, as well as the implementation of a heat accumulator in the form of a water heater-steam generator, equipped with heaters and having a cavity inside for heating water and generating steam inside which an inlet pipe has been introduced for supplying water from the “return” pipeline to heat and generate steam, and an outlet pipe for removing heated odes and the resulting steam into a hydraulically open heat exchanger-condenser, provide both convective heat transfer inside the heat exchanger-condenser through the walls of the end of the outlet pipe of the water heater-steam generator introduced into it, and direct heat exchange between the heat carrier (water) and the heated medium (water or steam) in the process their mixing and ongoing heat and mass transfer processes.
За счет этого повышается эффективность теплообменных процессов, происходящих между теплоносителем (водой) и подогревающей средой (подогретой водой или водой, конденсируемой из пара), что снижает себестоимость подогрева воды.Due to this, the efficiency of heat exchange processes occurring between the coolant (water) and the heating medium (heated water or water condensed from steam) is increased, which reduces the cost of heating water.
Усовершенствованная система подогрева воды имеет и дополнительные отличия, которые используются в различных модификациях выполнения системы и создают дополнительный технический результат.An improved water heating system has additional differences that are used in various modifications of the system and create an additional technical result.
В автономной системе подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, согласно изобретению «обратный» трубопровод выполнен с двумя параллельными первым и вторым трубопроводами байпасной ветви разного гидравлического сопротивления, из которых в первом трубопроводе байпасной ветви с меньшим гидравлическим сопротивлением установлен первый электроклапан, а во втором трубопроводе байпасной ветви с большим гидравлическим сопротивлением последовательно установлены термоуправляемый вентиль с регулируемым проходным сечением и второй электроклапан.In an autonomous water heating system for use in a consumption system, mainly heating and / or hot water supply, according to the invention, the “return” pipeline is made with two parallel first and second pipelines of the bypass branch of different hydraulic resistance, of which in the first pipeline of the bypass branch with lower hydraulic resistance the first solenoid valve is installed, and in the second bypass branch pipeline with high hydraulic resistance, thermo ravlyaetsya valve with adjustable flow section and the second solenoid valve.
Выполнение байпасной ветви с линиями разного гидравлического сопротивления обеспечивает возможность избирательной циркуляции теплоносителя по трубопроводу с меньшим или с большим гидравлическим сопротивлением и расходом теплоносителя, в результате чего достигается возможность оперативного регулирования температуры нагрева теплоносителя в водонагревателе-парогенераторе и доведение ее до оптимальной температуры нагрева, предусмотренной в системе потребления.The implementation of the bypass branch with lines of different hydraulic resistance provides the possibility of selective circulation of the coolant through the pipeline with less or greater hydraulic resistance and flow rate of the coolant, as a result of which it is possible to quickly control the heating temperature of the coolant in the water heater-steam generator and bring it to the optimum heating temperature provided in consumption system.
В автономной системе подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, согласно изобретению водонагреватель-парогенератор снабжен первым термодатчиком, который электрически связан с первым и вторым электроклапанами первого и второго трубопроводов байпасной ветви разного гидравлического сопротивления для избирательного их включения и выключения в зависимости от температуры в водонагревателе-парогенераторе, а теплообменник-конденсатор снабжен вторым термодатчиком, который электрически связан с первым термодатчиком на водонагревателе-парогенетаторе и совместно с ним обеспечивает подачу управляющих сигналов на первый и второй электроклапаны при отклонении температуры теплоносителя на выходе теплообменника-конденсатора от заданной величины.In an autonomous water heating system for use in a consumption system, mainly heating and / or hot water supply, according to the invention, the water heater / steam generator is equipped with a first temperature sensor, which is electrically connected to the first and second electrovalves of the first and second pipelines of the bypass branch of different hydraulic resistance for their selective inclusion and shutdown depending on the temperature in the water heater-steam generator, and the heat exchanger-condenser is equipped with a second temperature sensor, cat The second one is electrically connected to the first temperature sensor on the water heater-steam generator and together with it provides control signals to the first and second electrovalves when the temperature of the coolant at the outlet of the heat exchanger-condenser deviates from a given value.
Установка упомянутых первого и второго термодатчиков на соответственно водонагревателе-парогенераторе и на теплообменнике-конденсаторе и их электрическая связь между собой и с первым и вторым электроклапанами трубопроводов меньшего и большего гидравлического сопротивления байпасной ветви обеспечивают регулирование температуры нагрева теплоносителя в водонагревателе-парогенераторе и доведение ее до оптимальной температуры нагрева, предусмотренной в системе потребления.The installation of the aforementioned first and second temperature sensors on a water heater-steam generator and on a heat exchanger-condenser, respectively, and their electrical connection with each other and with the first and second electrovalves of pipelines of smaller and higher hydraulic resistance of the bypass branch provide for controlling the heating temperature of the heat carrier in the water heater-steam generator and bringing it to the optimum heating temperature provided in the consumption system.
В автономной системе подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, согласно изобретению байпасная ветвь «обратного» трубопровода обратной подачи теплоносителя снабжена сливным трубопроводом с запорным клапаном.In an autonomous water heating system for use in a consumption system, mainly heating and / or hot water, according to the invention, the bypass branch of the “return” return pipe of the coolant is equipped with a drain pipe with a shut-off valve.
Это обеспечивает заполнение системы теплоносителем (водой), а также ее функционирование и опорожнение при техническом обслуживании и работе.This ensures that the system is filled with coolant (water), as well as its functioning and emptying during maintenance and operation.
В дальнейшем изобретение поясняется чертежом, на котором изображена схема системы подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, и сведениями, которые подтверждают возможность его осуществления со ссылками на прилагаемый чертеж.The invention is further illustrated by the drawing, which shows a diagram of a water heating system for use in a consumption system, mainly heating and / or hot water, and information that confirms the possibility of its implementation with reference to the attached drawing.
Автономная система подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения (см. чертеж), содержит сообщенные с контуром 1 циркуляции теплоносителя, имеющим «прямой» 2 и «обратный» 3 трубопроводы 2, 3, соответственно прямой и обратной подачи теплоносителя, тепловой аккумулятор 4, выполненный с теплоаккумулирующим телом (ТАТ) 5, заключенным в теплоизолирующую оболочку 6 и корпус 7, и снабженный нагревателями 8, систему потребления 9, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, циркуляционный насос 10 и расширительный бак 11.An autonomous water heating system for use in a consumption system, mainly heating and / or hot water supply (see drawing), contains coolant circuits connected with circuit 1, having “direct” 2 and “reverse” 3 pipelines 2, 3, respectively, direct and reverse coolant supply, heat accumulator 4, made with a heat storage body (TAT) 5, enclosed in a heat-insulating shell 6 and a housing 7, and equipped with heaters 8, a consumption system 9, mainly heating and / or hot water supply, c rkulyatsionny pump 10 and the expansion tank 11.
Особенностью системы подогрева воды являются следующие усовершенствования ее конструкции.A feature of the water heating system is the following improvements in its design.
Система подогрева воды снабжена гидравлически открытым теплообменником-конденсатором 12, который встроен в магистраль контура 1 циркуляции теплоносителя и одним концом соединен с «обратным» трубопроводом 3 на участке за последовательно расположенными циркуляционным насосом 10 и дросселем 13, а другим концом соединен с «прямым» трубопроводом 2 на участке перед отводом 14 к расширительному баку 11.The water heating system is equipped with a hydraulically open heat exchanger-condenser 12, which is built into the main circuit of the coolant circulation circuit 1 and is connected at one end to the “return” pipe 3 in the section behind the sequentially located circulation pump 10 and throttle 13, and the other end is connected to the “direct” pipe 2 on the site in front of branch 14 to the expansion tank 11.
Тепловой аккумулятор 4 выполнен в виде водонагревателя-парогенератора 15, снабженного нагревателями 8 и имеющего внутри полость 16 для нагрева воды и генерирования пара, внутрь которой (16) введены входной патрубок 17 для подачи воды на подогрев и генерирование пара и выходной патрубок 18 для отвода нагретой воды и полученного пара.The heat accumulator 4 is made in the form of a water heater-steam generator 15, equipped with heaters 8 and having a cavity 16 inside for heating water and generating steam, into which (16) an inlet pipe 17 is introduced for supplying water for heating and generating steam and an outlet pipe 18 for removing heated water and steam.
Входной патрубок 17 водонагревателя-парогенератора 15 одним концом введен в полость 16 для нагрева воды и генерирования пара, а другим концом соединен с «обратным» трубопроводом 3 на участке между циркуляционным насосом 10 и первым дросселем 13.The inlet pipe 17 of the water heater-steam generator 15 is inserted at one end into the cavity 16 for heating water and generating steam, and at the other end is connected to the “return” pipe 3 in the area between the circulation pump 10 and the first inductor 13.
Выходной патрубок 18 водонагревателя-парогенератора 15 одним концом введен в полость 16 для нагрева воды и генерирования пара так, что его торец находится на расстоянии (S1) от нижней стенки внутренней полости 16 для нагрева воды и генерирования пара, а другим концом введен в теплообменник-конденсатор 12 с кольцевым зазором (S2), предназначенным для циркуляции и нагрева воды, так что его торец находится на расстоянии (S3) от нижней стенки теплообменника-конденсатора 12.The outlet pipe 18 of the water heater-steam generator 15 is inserted at one end into a cavity 16 for heating water and generating steam so that its end face is at a distance (S 1 ) from the lower wall of the inner cavity 16 for heating water and generating steam, and is inserted into the heat exchanger at the other end -condenser 12 with an annular gap (S 2 ) intended for circulation and heating of water, so that its end face is at a distance (S 3 ) from the bottom wall of the heat exchanger-condenser 12.
«Обратный» трубопровод 3 выполнен с двумя параллельными первым и вторым трубопроводами 19, 20 байпасной ветви 21 разного гидравлического сопротивления, из которых в первом трубопроводе 19 байпасной ветви 21 с меньшим гидравлическим сопротивлением установлен первый электроклапан 22, а во втором трубопроводе 20 байпасной ветви 21 с большим гидравлическим сопротивлением последовательно установлены термоуправляемый вентиль 23 с регулируемым проходным сечением и второй электроклапан 24.The “return” pipeline 3 is made with two parallel first and second pipelines 19, 20 of the bypass branch 21 of different hydraulic resistance, of which the first electrovalve 22 is installed in the first pipeline 19 of the bypass branch 21 with lower hydraulic resistance, and the second bypass pipe 21 with 21 large hydraulic resistance sequentially installed thermally-controlled valve 23 with an adjustable flow area and a second electrovalve 24.
Водонагреватель-парогенератор 15 снабжен первым термодатчиком 25, который электрически связан с первым и вторым электроклапанами 22, 24 первого и второго трубопроводов 19, 20 байпасной ветви 21 разного гидравлического сопротивления для избирательного их включения и выключения в зависимости от температуры в водонагревателе-парогенераторе 15, а теплообменник-конденсатор 12 снабжен вторым термодатчиком 26, который электрически связан с первым термодатчиком 25 на водонагревателе-парогенетаторе 15 и совместно с ним (25) обеспечивает подачу управляющих сигналов на первый и второй электроклапаны 22, 24 при отклонении температуры теплоносителя на выходе теплообменника-конденсатора 12 от заданной величины.The water heater-steam generator 15 is equipped with a first temperature sensor 25, which is electrically connected with the first and second electrovalves 22, 24 of the first and second pipelines 19, 20 of the bypass branch 21 of different hydraulic resistance for their selective on and off depending on the temperature in the water heater-steam generator 15, and the heat exchanger-condenser 12 is equipped with a second temperature sensor 26, which is electrically connected with the first temperature sensor 25 on the water heater-steam generator 15 and together with it (25) provides control x signals to the first and second electrovalves 22, 24 when the temperature of the coolant at the output of the heat exchanger-condenser 12 deviates from a given value.
Байпасная ветвь 21 «обратного» трубопровода 3 обратной подачи теплоносителя снабжена сливным трубопроводом 27 с запорным клапаном 28.Bypass branch 21 of the "return" pipe 3 return flow of coolant is equipped with a drain pipe 27 with a shut-off valve 28.
В качестве теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5 в системе подогрева воды могут быть использованы жидкие вещества, твердые тела, а также гранулированные и порошкообразные материалы, обладающие высокой теплоемкостью.As a heat storage body (TAT) 5 in a water heating system, liquid substances, solids, as well as granular and powder materials with high heat capacity can be used.
В качестве нагревателей 8 в системе используют преимущественно электрические нагреватели, но могут быть использованы и другие нагреватели, например, использующие тепло циркулирующего в них теплоносителя.As the heaters 8, the system mainly uses electric heaters, but other heaters can be used, for example, using the heat of the coolant circulating in them.
Автономная система подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, работает следующим образом.Autonomous water heating system for use in the consumption system, mainly heating and / or hot water, works as follows.
Работа системы основана на жидкостном и парожидкостном принципах передачи тепла в систему потребления 9, например в радиаторные батареи системы отопления.The operation of the system is based on liquid and vapor-liquid principles of heat transfer to the consumption system 9, for example, to radiator batteries of a heating system.
Поэтому перед вводом системы в эксплуатацию она должна быть заполнена водой.Therefore, before putting the system into operation, it must be filled with water.
Заполнение системы производится через отвод 14 расширительного бака 11 при выключенном циркуляционном насосе 10 и отсутствии электропитания на первом и втором электроклапанах 22, 24.The system is filled through the outlet 14 of the expansion tank 11 with the circulation pump 10 turned off and there is no power supply on the first and second electrovalves 22, 24.
При этом температура теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5 должна быть не ниже 0°C.In this case, the temperature of the heat storage body (TAT) 5 should not be lower than 0 ° C.
Тогда вода в системе потребления 9 (радиаторных батареях), в теплообменнике-конденсаторе 12 и тепловом аккумуляторе 4, выполненном в виде водонагревателя-парогенератора 15, поступает самотеком в систему, а воздух, присутствующий в системе, вытесняется из нее в атмосферу через отвод 14, и дренажный патрубок (на чертеже показан, но не обозначен) расширительного бака 11, и через сливной трубопровод 27, и открытый запорный клапан 28.Then the water in the consumption system 9 (radiator batteries), in the heat exchanger-condenser 12 and the heat accumulator 4, made in the form of a water heater-steam generator 15, flows by gravity into the system, and the air present in the system is displaced from it into the atmosphere through the outlet 14, and a drainage pipe (shown, but not indicated) of the expansion tank 11, and through the drain pipe 27, and an open shut-off valve 28.
После заполнения системы водой запорный клапан 28 закрывают.After filling the system with water, the shutoff valve 28 is closed.
Функционирование заполненной системы, например, с электрическими нагревателями 8 начинается с момента подачи электрического напряжения на упомянутые электрические нагреватели 8, расположенные в теплоаккумулирующем теле (ТАТ) 5, а также на циркуляционный насос 10 и в цепь питания первого и второго электроклапанов 22, 24, которые установлены соответственно на первом и втором трубопроводах 19, 20 байпасной ветви 21 и соединены с участком «обратного» трубопровода 3 контура 1 циркуляции теплоносителя для питания входного патрубка 17 для подачи воды и генерирования пара теплового аккумулятора 4, выполненного в виде водонагревателя-парогенератора 15.The functioning of a filled system, for example, with electric heaters 8 starts from the moment of supplying electric voltage to the mentioned electric heaters 8 located in the heat storage body (TAT) 5, as well as to the circulation pump 10 and to the power circuit of the first and second electrovalves 22, 24, which installed respectively on the first and second pipelines 19, 20 of the bypass branch 21 and connected to the site of the "return" pipe 3 of the circuit 1 of the coolant circuit to power the inlet pipe 17 for water supply generating steam heat accumulator 4, designed as a cylinder-steam generator 15.
Разогрев теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5 теплового аккумулятора 4, выполненного в виде водонагревателя-парогенератора 15, например, с электрическими нагревателями 8, осуществляют преимущественно в ночное время, когда потребление электроэнергии осуществляется по сниженному ночному тарифу.The heating of the heat storage body (TAT) 5 of the heat accumulator 4, made in the form of a water heater-steam generator 15, for example, with electric heaters 8, is carried out mainly at night, when electricity is consumed at a reduced night rate.
Цепь питания первого и второго электроклапанов 22, 24 коммутируется последовательно соединенными первым и вторым термодатчиками 25, 26.The power supply circuit of the first and second electrovalves 22, 24 is switched in series with the first and second temperature sensors 25, 26.
Второй термодатчик 26 замыкает и размыкает питание первого и второго электроклапанов 22, 24 в зависимости от температуры в верхней части корпуса теплообменника-конденсатора 12, а первый термодатчик 25 производит селекцию включения одного первого или второго электроклапанов 22, 24, когда температура на стенке полости 16 теплового аккумулятора 4, выполненного в виде водонагревателя-парогенератора 15, оказывается большей или меньшей заданного уровня (100°C) и тем самым обеспечивает жидкостный или парожидкостный режим передачи тепла от внутренней поверхности стенок в парогенераторе-водонагревателе 15 к потоку воды в теплообменнике-пароконденсаторе 12.The second temperature sensor 26 closes and opens the power supply of the first and second solenoid valves 22, 24 depending on the temperature in the upper part of the heat exchanger-condenser body 12, and the first temperature sensor 25 selects the inclusion of one of the first or second solenoid valves 22, 24 when the temperature on the wall of the cavity 16 is thermal the battery 4, made in the form of a water heater-steam generator 15, turns out to be higher or lower than the set level (100 ° C) and thereby provides a liquid or vapor-liquid mode of heat transfer from the internal erhnosti walls in the steam-water heater 15 to the water flow in the heat exchanger, steam condenser 12.
В частности, когда температура на выходе из теплообменника-конденсатора 12 оказывается ниже заданного уровня, а температура на поверхности корпуса 7 водонагревателя-парогенератора 15 меньше 100°C, то первый и второй термодатчики 25 и 26, соединенные последовательно, пропускают питающее напряжение на первый электроклапан 22.In particular, when the temperature at the outlet of the heat exchanger-condenser 12 is below a predetermined level, and the temperature on the surface of the housing 7 of the water heater-steam generator 15 is less than 100 ° C, then the first and second temperature sensors 25 and 26, connected in series, pass the supply voltage to the first solenoid valve 22.
Первый электроклапан 22 находится в магистрали первого трубопровода 19 с меньшим гидравлическим сопротивлением байпасной ветви 21 питания водонагревателя-парогенератора 15.The first electrovalve 22 is located in the line of the first pipeline 19 with less hydraulic resistance of the bypass branch 21 of the power supply of the water heater-steam generator 15.
Переключение электроклапана 22 из нормально закрытого состояния в открытое состояние обеспечивает интенсивную подачу воды на подогрев через входной патрубок 17 в полость 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15.Switching the solenoid valve 22 from a normally closed state to an open state provides an intensive supply of water for heating through an inlet pipe 17 into a cavity 16 for heating water and generating steam of a water heater-steam generator 15.
Подогретая вода, вышедшая из полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15, поступает через конец выходного патрубка 18, введенный с кольцевым зазором (S2) в теплообменник-конденсатор 12, смешивается с ответвлением рециркулирующего потока воды, входящей в теплообменник-конденсатор 12 через дроссель 13.The heated water leaving the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15, enters through the end of the outlet pipe 18, introduced with an annular gap (S 2 ) into the heat exchanger-condenser 12, is mixed with a branch of the recirculating water stream entering the heat exchanger - capacitor 12 through inductor 13.
При этом происходит как конвективный теплообмен через стенку конца выходного патрубка 18, введенного с кольцевым зазором (S2) в теплообменник-конденсатор 12, так и интенсивный прямой обмен между «холодной» водой (теплоносителем, поступающим по «обратному» трубопроводу 3 из системы потребления 9 контура 1 циркуляции) и подогретой водой (поступающей через выходной патрубок 18 из полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15) в процессе их перемешивания и происходящих тепломассообменных процессов.In this case, there is both convective heat transfer through the wall of the end of the outlet pipe 18, introduced with an annular gap (S 2 ) into the heat exchanger-condenser 12, and intense direct exchange between the "cold" water (coolant coming through the "return" pipe 3 from the consumption system 9 of the circuit 1 of the circulation) and heated water (coming through the outlet pipe 18 from the cavity 16 for heating water and generating steam of a water heater-steam generator 15) during their mixing and heat and mass transfer processes.
В результате происходит быстрый подогрев теплоносителя на выходе из теплообменника-конденсатора 12 до заданной температуры, которая существенно выше по сравнению с температурой теплоносителя на его входе.As a result, the coolant is rapidly heated at the outlet of the heat exchanger-condenser 12 to a predetermined temperature, which is significantly higher than the temperature of the coolant at its inlet.
За счет этого осуществляется жидкостно-жидкостный механизм передачи тепла из полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15 в контур 1 циркуляции теплоносителя и в систему потребления 9, а периодическое срабатывание второго термодатчика 26 на заданном уровне температуры подогрева теплоносителя обеспечивает поддержание заданной температуры теплоносителя (подогретой воды) наподобие действия термостата.Due to this, a liquid-liquid mechanism is used to transfer heat from the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15 to the circuit 1 of the heat carrier and to the consumption system 9, and the periodic operation of the second temperature sensor 26 at a predetermined temperature level of the heating medium maintains a predetermined temperature coolant (heated water) like a thermostat.
Но когда продолжающийся нагрев теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5 от, например, электрических нагревателей 8 повышает температуру на стенке полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15 до температуры 100°C и выше, то срабатывает переключатель в первом термодатчике 25.But when the ongoing heating of the heat storage body (TAT) 5 from, for example, electric heaters 8 increases the temperature on the wall of the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15 to a temperature of 100 ° C or higher, the switch in the first temperature sensor 25 is triggered.
Напряжение питания теперь поступает на второй электроклапан 24, а первый электроклапан 22 переходит в нормально закрытое состояние, то есть в работу включается второй трубопровод 20 байпасной ветви 21 с большим гидравлическим сопротивлением.The supply voltage is now supplied to the second electrovalve 24, and the first electrovalve 22 goes into a normally closed state, that is, the second pipeline 20 of the bypass branch 21 with high hydraulic resistance is turned on.
На этом трубопроводе 20 байпасной ветви 21 установлен термоуправляемый вентиль 23 с регулируемым проходным сечением, который имеет высокое гидравлическое сопротивление и тем самым резко сокращает интенсивность подачи воды в полость 16 для нагрева воды и генерирования пара теплового аккумулятора 4, выполненного в виде водонагревателя-парогенератора 15, через входной патрубок 17.On this pipeline 20 of the bypass branch 21, a thermally controlled valve 23 with an adjustable flow cross section is installed, which has a high hydraulic resistance and thereby sharply reduces the intensity of the water supply to the cavity 16 for heating water and generating steam of the heat accumulator 4, made in the form of a water heater-steam generator 15, through the inlet 17.
В водонагревателе-парогенераторе 15 вода быстро закипает и под действием давления образующегося пара вытесняется из полости 16 для нагрева воды и генерирования пара через выходной патрубок 18 водонагревателя-парогенератора 15, а также через контур 1 циркуляции теплоносителя в систему потребления 9.In the water heater-steam generator 15, water quickly boils and under the pressure of the generated steam is forced out of the cavity 16 to heat water and generate steam through the outlet pipe 18 of the water heater-steam generator 15, as well as through the circuit 1 of the coolant to the consumption system 9.
Пар, вышедший из полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15, поступает через конец выходного патрубка 18, введенный в теплообменник-конденсатор 12 с кольцевым зазором (S2), торец которого находится на расстоянии (S3) от нижней стенки теплообменника-конденсатора 12, конденсируется и смешивается с ответвлением рециркулирующего потока воды, входящей в теплообменник-конденсатор 12 через дроссель 13.The steam leaving the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15 enters through the end of the outlet pipe 18 introduced into the heat exchanger-condenser 12 with an annular gap (S 2 ), the end of which is located at a distance (S 3 ) from the bottom wall the heat exchanger-condenser 12, condenses and mixes with a branch of the recirculating stream of water entering the heat exchanger-condenser 12 through the inductor 13.
При этом происходит как конвективный теплообмен через стенку конца выходного патрубка 18, введенного с кольцевым зазором (S2) в теплообменник-конденсатор 12, так и интенсивный прямой обмен между «холодной» водой (теплоносителем, поступающим по «обратному» трубопроводу 3 из системы потребления 9 контура 1 циркуляции) и горячей водой, которая конденсируется из пара (поступающего через выходной патрубок 18 из полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15) в процессе их перемешивания и происходящих тепломассообменных процессов.In this case, there is both convective heat transfer through the wall of the end of the outlet pipe 18, introduced with an annular gap (S 2 ) into the heat exchanger-condenser 12, and intense direct exchange between the "cold" water (coolant coming through the "return" pipe 3 from the consumption system 9 of circulation circuit 1) and hot water that condenses from the steam (coming through the outlet pipe 18 from the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15) during their mixing and the heat and mass BMENA process.
Объем воды, вытесненной паром из водонагревателя-парогенератора 15 в контур 1 циркуляции теплоносителя и в систему потребления 9, повышает уровень воды в расширительном баке 11, а в полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15 остается только объем воды, заполняющий пространство между торцом выходного патрубка 18 и нижней стенкой упомянутой полости 16, ограниченное расстоянием (S1).The volume of water displaced by the steam from the water heater-steam generator 15 to the coolant circulation circuit 1 and to the consumption system 9 increases the water level in the expansion tank 11, and only the volume of water remains in the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15, filling the space between the end face of the outlet pipe 18 and the lower wall of said cavity 16, limited by the distance (S 1 ).
Этот объем воды, вытесняемый паром, не меняется, когда через термоуправляемый вентиль 23 с регулируемым проходным сечением второго трубопровода 20 байпасной ветви 21 с большим гидравлическим сопротивлением приток питающей воды, поступающей через входной патрубок 17 в полость 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15, в точности компенсируется убылью ее количества за счет выкипания в упомянутой полости 16 под действием теплоты, выделяемой нагревателями 8 и теплоаккумулирующим телом (ТАТ) 5.This volume of water displaced by the steam does not change when, through a thermally controlled valve 23 with an adjustable passage section of the second pipe 20 of the bypass branch 21 with high hydraulic resistance, the supply of feed water entering through the inlet pipe 17 into the cavity 16 for heating water and generating steam of a water heater / steam generator 15, is exactly compensated by a decrease in its amount due to boiling in the aforementioned cavity 16 under the action of heat generated by the heaters 8 and the heat storage body (TAT) 5.
Но при непрерывно продолжающемся процессе нагрева, например, электрическими нагревателями 8 теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5 такое условие, то есть сбалансированный объем притока воды в полость 16 для нагрева воды и генерирования пара и объем выкипевшей воды и преобразованный в пар не выполняется и поступающая в упомянутую полость 16 приточная вода в водонагревателе-парогенераторе 15 полностью выкипает.But with a continuously ongoing heating process, for example, by electric heaters 8 of a heat storage body (TAT) 5, such a condition, that is, a balanced volume of water inflow into the cavity 16 for heating water and generating steam and the volume of boiled water and converted to steam, is not fulfilled and enters into the aforementioned cavity 16 the supply water in the water heater-steam generator 15 completely boils.
Далее пар образуется только из потока воды, поступающей в полость 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15 через термоуправляемый вентиль 23 с регулируемым проходным сечением второго трубопровода 20 байпасной ветви 21 с большим гидравлическим сопротивлением и через второй электроклапан 24.Further, steam is generated only from the flow of water entering the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15 through a thermally controlled valve 23 with an adjustable flow section of the second pipe 20 of the bypass branch 21 with high hydraulic resistance and through the second electrovalve 24.
При этом вода успевает выкипать уже в пространстве входного патрубка 17, подающего ее в водонагреватель-парогенератор 15, а сам водонагреватель-парогенератор 15 начинает функционировать как устройство для перегрева пара.In this case, the water has time to boil already in the space of the inlet pipe 17, which feeds it to the water heater-steam generator 15, and the water heater-steam generator 15 begins to function as a device for overheating the steam.
Образовавшийся перегретый пар через выходной патрубок 18 поступает в теплообменник-конденсатор 12 и конденсируется.The resulting superheated steam through the outlet pipe 18 enters the heat exchanger-condenser 12 and condenses.
Перегретый пар, вышедший из полости 16 для нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15, поступает через конец выходного патрубка 18, введенный в теплообменник-конденсатор 12 с кольцевым зазором (S2), торец которого находится на расстоянии (S3) от нижней стенки теплообменника-конденсатора 12, конденсируется и смешивается с ответвлением рециркулирующего потока воды, входящего в теплообменник-конденсатор 12 через дроссель 13.The superheated steam leaving the cavity 16 for heating water and generating steam of the water heater-steam generator 15 enters through the end of the outlet pipe 18 introduced into the heat exchanger-condenser 12 with an annular gap (S 2 ), the end of which is located at a distance (S 3 ) from the bottom the walls of the heat exchanger-condenser 12, condenses and mixes with a branch of the recirculating stream of water entering the heat exchanger-condenser 12 through the inductor 13.
При этом происходит как конвективный теплообмен через стенку конца выходного патрубка 18 для нагрева воды и генерирования пара, введенного с кольцевым зазором (S2) в теплообменник-конденсатор 12, так и интенсивный прямой обмен между «холодной» водой (теплоносителем, поступающим по «обратному» трубопроводу 3 из системы потребления 9 контура 1 циркуляции) и горячей водой, которая конденсируется из пара (поступающего через выходной патрубок 18 из упомянутой полости 16 водонагревателя-парогенератора 15) в процессе их перемешивания и происходящих тепломассообменных процессов.In this case, there is both convective heat transfer through the wall of the end of the outlet pipe 18 for heating water and generating steam introduced with an annular gap (S 2 ) into the heat exchanger-condenser 12, and an intensive direct exchange between “cold” water (coolant supplied by the “return” »The pipeline 3 from the consumption system 9 of the circuit 1 of the circulation) and hot water that condenses from the steam (coming through the outlet pipe 18 from the said cavity 16 of the water heater-steam generator 15) during mixing and occurring heat and mass transfer processes.
Циркуляцию теплоносителя в контуре 1 и в системе потребления 9 обеспечивает циркуляционный насос 10, установленный в линии «обратного» трубопровода 3, который через дроссель 13 подает теплоноситель на подогрев в теплообменник-конденсатор 12.The circulation of the coolant in the circuit 1 and in the consumption system 9 is provided by a circulation pump 10 installed in the line of the “return” pipe 3, which through the throttle 13 supplies the coolant to be heated in the heat exchanger-condenser 12.
Кроме того, циркуляционный насос 10 также обеспечивает подачу теплоносителя-воды через два параллельных первый и второй трубопроводы 19, 20 байпасной ветви 21 разного гидравлического сопротивления, снабженные первым и вторым электроклапанами 22, 24, через входной патрубок 17 в полость 16 нагрева воды и генерирования пара водонагревателя-парогенератора 15 для генерирования пара.In addition, the circulation pump 10 also supplies coolant-water through two parallel first and second pipelines 19, 20 of the bypass branch 21 of different hydraulic resistance, equipped with first and second electrovalves 22, 24, through the inlet pipe 17 into the cavity 16 for heating water and generating steam a water heater-steam generator 15 for generating steam.
Температуру воды, подогретой паром, по-прежнему контролирует второй термодатчик 26, установленный на теплообменнике-конденсаторе 12.The temperature of the water heated by steam is still controlled by a second temperature sensor 26 mounted on a heat exchanger-condenser 12.
Второй термодатчик 26 вместе с вторым электроклапаном 24 автоматически управляет подпиткой водонагревателя-парогенератора 15 водой, предназначенной для испарения, и тем самым поддерживает температуру воды на выходе из теплообменника-конденсатора 12 на заданном уровне.The second temperature sensor 26, together with the second electrovalve 24, automatically controls the recharge of the water heater-steam generator 15 with water intended for evaporation, and thereby maintains the temperature of the water leaving the heat exchanger-condenser 12 at a predetermined level.
В этом случае реализуется парожидкостный механизм передачи тепла от теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5 водонагревателя-парогенератора 15 в контур 1 циркуляции теплоносителя и в систему потребления 9 за счет тепломассообменных процессов, происходящих в теплообменнике-конденсаторе 12.In this case, a vapor-liquid heat transfer mechanism from the heat storage body (TAT) 5 of the water heater-steam generator 15 to the circuit 1 of the heat carrier and to the consumption system 9 is realized due to heat and mass transfer processes occurring in the heat exchanger-condenser 12.
При последующем остывании теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5, когда электрические нагреватели 8 отключаются от электрической сети, процессы, приведенные выше, реализуются в обратном порядке, вплоть до момента, когда температура теплоаккумулирующего тела (ТАТ) 5 не станет равной температуре окружающей среды.During the subsequent cooling of the heat storage body (TAT) 5, when the electric heaters 8 are disconnected from the electrical network, the processes described above are implemented in the reverse order, until the temperature of the heat storage body (TAT) 5 becomes equal to the ambient temperature.
Таким образом, усовершенствование конструкции системы подогрева воды путем введения в ее состав средств, обеспечивающих как конвективный теплообмен через стенки трубопроводов, так и прямой обмен между теплоносителем (водой) и подогревающей средой (подогретой водой или водой, конденсируемой из пара) в процессе их перемешивания и происходящих тепломассообменных процессов, снижает себестоимость подогрева воды.Thus, improving the design of the water heating system by introducing into its composition means ensuring both convective heat transfer through the walls of the pipelines and direct exchange between the heat carrier (water) and the heating medium (heated water or water condensed from steam) during their mixing and occurring heat and mass transfer processes, reduces the cost of heating water.
Приведенные сведения подтверждают промышленную применимость усовершенствованной автономной системы подогрева воды для использования в системе потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения, которая может найти широкое применение в жилищно-коммунальном хозяйстве.The above information confirms the industrial applicability of the improved autonomous water heating system for use in the consumption system, mainly heating and / or hot water supply, which can be widely used in housing and communal services.
Перечень обозначенийNotation list
1 - контур циркуляции теплоносителя1 - coolant circuit
2 - «прямой» трубопровод прямой подачи теплоносителя2 - "direct" pipeline direct supply of coolant
3 - «обратный» трубопровод обратной подачи теплоносителя3 - "return" pipe return flow coolant
4 - тепловой аккумулятор4 - thermal battery
5 - теплоаккумулирующее тело (ТАТ)5 - heat storage body (TAT)
6 - теплоизолирующая оболочка6 - heat insulating shell
7 - корпус7 - case
8 - нагреватель8 - heater
9 - система потребления, преимущественно отопления и/или горячего водоснабжения9 - consumption system, mainly heating and / or hot water
10 - циркуляционный насос10 - circulation pump
11 - расширительный бак11 - expansion tank
12 - теплообменник-конденсатор12 - heat exchanger-condenser
13 - дроссель13 - throttle
14 - отвод «прямого» трубопровода к расширительному баку14 - tap "direct" pipeline to the expansion tank
15 - водонагреватель-парогенератор15 - water heater-steam generator
16 - полость для нагрева воды и генерирования пара16 - a cavity for heating water and generating steam
17 - входной патрубок для подачи воды на подогрев и генерирование пара17 - inlet pipe for supplying water for heating and steam generation
18 - выходной патрубок для отвода нагретой воды и полученного пара18 - outlet pipe for the removal of heated water and the resulting steam
19 - первый трубопровод байпасной ветви с меньшим гидравлическим сопротивлением19 - the first pipe of the bypass branch with less hydraulic resistance
20 - второй трубопровод байпасной ветви с большим гидравлическим сопротивлением20 - the second pipeline of the bypass branch with high hydraulic resistance
21 - байпасная ветвь «обратного» трубопровода обратной подачи теплоносителя21 - bypass branch of the "return" pipe return flow
22 - первый электроклапан22 - the first electrovalve
23 - термоуправляемый вентиль с регулируемым проходным сечением23 - thermally controlled valve with adjustable flow area
24 - второй электроклапан24 - second electrovalve
25 - первый термодатчик25 - the first temperature sensor
26 - второй термодатчик26 - second temperature sensor
27 - сливной трубопровод27 - drain pipe
28 - запорный клапан28 - shutoff valve
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA201012016 | 2010-10-11 | ||
| UAA201012016A UA97046C2 (en) | 2010-10-11 | 2010-10-11 | Autonomous system for water heating for use in the consumer system, mostly heating and/or hot water supply |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2455572C1 true RU2455572C1 (en) | 2012-07-10 |
Family
ID=46848655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011103879/12A RU2455572C1 (en) | 2010-10-11 | 2011-02-03 | Self-contained heating system of water to be used in consumption system, mainly of heating and/or hot water supply |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2455572C1 (en) |
| UA (1) | UA97046C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108180767A (en) * | 2018-02-24 | 2018-06-19 | 西安西热节能技术有限公司 | A kind of plate evaporating condensator applied to Direct Air-cooled Unit |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1108960A2 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-20 | Noboru Maruyama | Heat supply system |
| RU2226654C2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТГМ" | Hot-water heating system for houses |
| RU2324119C1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество Корпорация оборонной промышленности "Металхим" | Stand-alone heating systems and hot water supply for self-contained buildings and turbines |
| CN101240909A (en) * | 2008-03-19 | 2008-08-13 | 清华大学 | Steam jet type heat pump heat distribution system for recovering thermal power plant condensing residual heat |
-
2010
- 2010-10-11 UA UAA201012016A patent/UA97046C2/en unknown
-
2011
- 2011-02-03 RU RU2011103879/12A patent/RU2455572C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1108960A2 (en) * | 1999-12-17 | 2001-06-20 | Noboru Maruyama | Heat supply system |
| RU2226654C2 (en) * | 2002-03-19 | 2004-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "ТГМ" | Hot-water heating system for houses |
| RU2324119C1 (en) * | 2006-12-15 | 2008-05-10 | Открытое акционерное общество Корпорация оборонной промышленности "Металхим" | Stand-alone heating systems and hot water supply for self-contained buildings and turbines |
| CN101240909A (en) * | 2008-03-19 | 2008-08-13 | 清华大学 | Steam jet type heat pump heat distribution system for recovering thermal power plant condensing residual heat |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108180767A (en) * | 2018-02-24 | 2018-06-19 | 西安西热节能技术有限公司 | A kind of plate evaporating condensator applied to Direct Air-cooled Unit |
| CN108180767B (en) * | 2018-02-24 | 2024-01-19 | 西安西热节能技术有限公司 | Plate type evaporative condenser applied to direct air cooling unit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA97046C2 (en) | 2011-12-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9010281B2 (en) | Hot water supply system | |
| JP7119149B2 (en) | energy storage system | |
| US20160003468A1 (en) | Indirectly Heated, Storage Water Heater System | |
| RU2007109422A (en) | VEHICLE OR STATIONARY POWER PLANT WITH INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH SUPPLY AS A DRIVE SOURCE | |
| NO143511B (en) | HEAT PLANT. | |
| US20100326428A1 (en) | Method for heating fresh water for domestic or industrial use | |
| JP2008232462A (en) | Heat pump hot water storage type hot water supplying/heating device | |
| CN108592146A (en) | A kind of electric heating phase-changing energy-storing thermal power plant unit and its variable working condition energy adjustment method | |
| CN106352559B (en) | A kind of the solar heat pump and water heating system and control method of automatic adjustment working medium charging amount | |
| RU105721U1 (en) | AUTONOMOUS WATER HEATING SYSTEM FOR USE IN THE SYSTEM OF CONSUMPTION, PREVIOUSLY HEATING AND / OR HOT WATER SUPPLY | |
| CN108324103B (en) | Fluid constant temperature system with economical and efficient two-stage cooling | |
| RU2455572C1 (en) | Self-contained heating system of water to be used in consumption system, mainly of heating and/or hot water supply | |
| KR101557753B1 (en) | System for supplying hot water using solar enegy | |
| JP5982635B2 (en) | Heat pump water heater | |
| WO2021053357A1 (en) | Thermal storage tank for heat pump system | |
| CN105674563A (en) | Multi-energy complementation double-inner-container water tank system with reversing valve | |
| JP2007333284A (en) | Heat storage type heat source system | |
| CN108800267A (en) | Electric heating phase-changing energy-storing thermal power plant unit and its variable working condition energy adjustment method | |
| EP1559961A2 (en) | Mixed boiler | |
| CN109209800A (en) | A kind of power generator of the cold and hot water temperature difference without working medium pump | |
| US20210172650A1 (en) | Capillary Proximity Heater | |
| RU2636960C2 (en) | Solar system | |
| RU72120U1 (en) | INSTALLATION FOR PASTERIZATION OF LIQUID FOOD PRODUCTS | |
| CN207438908U (en) | A kind of device for reducing conduction oil circulating temperature | |
| CN208301501U (en) | drinking device and refrigerator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150204 |