CZ21746U1

CZ21746U1 - Device to regulate pressure within heating or cooling system by making use of a pump

Info

Publication number: CZ21746U1
Application number: CZ201023292U
Authority: CZ
Inventors: Kotek@Jan
Original assignee: Kotek@Jan
Priority date: 2010-10-07
Filing date: 2010-10-07
Publication date: 2011-02-10

Description

Zařízení k regulaci tlaku v topném nebo chladicím systému pomocí čerpadlaPressure regulating equipment in a heating or cooling system by means of a pump

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká regulace tlaku v uzavřeném topném nebo chladicím systému pomocí regulace výkonu čerpadla a tlaku v uzavřeném topném nebo chladicím systému proporcionálně řízeným motorovým kulovým kohoutem.The technical solution relates to the regulation of the pressure in a closed heating or cooling system by means of a pump output control and the pressure in a closed heating or cooling system by a proportionally controlled motor ball valve.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Regulace tlaku v uzavřeném topném nebo chladicím systému je nutná pro bezpečný provoz těchto systémů.Pressure control in a closed heating or cooling system is necessary for the safe operation of these systems.

Provozní médium v topném nebo chladicím systému mění svůj objem v závislosti na své teplotě, io Pokud jeho teplota klesá, v uzavřeném systému se tlak snižuje. Pokud jeho teplota stoupá, v uzavřeném systému se tlak zvyšuje. Aby nedošlo k významnému a nebezpečnému kolísání tlaku, je třeba v případě chladnutí chybějící objem doplnit a v případě ohřívání systému nadbytečný objem přepouštěním odstranit. U rozsáhlých topných nebo chladicích systémů jsou používány pro tuto činnost automatické jednotky, které jsou standardně složeny z čerpadla, mechanicky nebo elektronicky ovládaných ventilů, ze zásobní nádoby obsahující pružný vak pro provozní médium a z elektronické řídicí jednotky.The operating medium in the heating or cooling system changes its volume depending on its temperature, io If its temperature drops, in a closed system the pressure drops. When its temperature rises, the closed system increases the pressure. In order to avoid significant and dangerous pressure fluctuations, the missing volume should be replenished in case of cooling and the excess volume must be removed by overflow if the system is heated. In large-scale heating or cooling systems, automatic units are used for this operation, which normally consist of a pump, mechanically or electronically controlled valves, a storage container containing a flexible fluid bag and an electronic control unit.

. Zvyšování tlaku je nyní řešeno pomocí čerpadla, které je zapínáno a vypínáno přímo, nebo pomocí elektronicky řízeného nájezdu a doběhu čerpadla. Snižování tlaku je nyní řešeno pomocí elektromagneticky otevíraných solenoidových ventilů, kterým je někdy předřazen ještě mecha20 nický škrticí ventil.. The pressure increase is now solved by means of a pump which is switched on and off directly or by means of electronically controlled pump start and stop. Pressure relief is now provided by solenoid valves, which are sometimes preceded by a mechanical throttle valve.

Základní nevýhodou těchto řešení je, že jejich činnost vyvolává v uzavřeném topném nebo chladicím systému tlakové rázy a hluky, které jsou způsobeny:The main disadvantage of these solutions is that their operation causes pressure surges and noises in a closed heating or cooling system due to:

1. Přímým zapnutím čerpadla - tlakový ráz a hluk, vzniklý náhlým pohybem vodního sloupce.1. Direct start of the pump - pressure surge and noise caused by sudden movement of the water column.

2. Přímým vypnutím čerpadla - tlakový ráz a hluk, vzniklý náhlým ukončením pohybu vodního sloupce.2. Direct switch-off of the pump - pressure surge and noise caused by the sudden termination of the movement of the water column.

3. Zapnutím čerpadla s elektronickým rozběhem - tlakový ráz a hluk, vzniklý náhlým otevřením zpětné klapky.3. Switching on the pump with electronic start - pressure surge and noise caused by the sudden opening of the non-return valve.

4. Vypnutím čerpadla s elektronickým rozběhem - tlakový ráz a hluk, vzniklý náhlým uzavřením zpětné klapky.4. Switching off the pump with electronic start - pressure surge and noise caused by sudden closing of the non-return valve.

5, Otevřením elektromagnetického ventilu - tlakový ráz, vzniklý náhlým pohybem vodního sloupce. Hluk, způsobený náhlým pohybem vodního sloupce a samotným mechanickým otevřením ventilu.5, Opening the solenoid valve - the pressure surge created by the sudden movement of the water column. Noise caused by the sudden movement of the water column and the mechanical opening of the valve itself.

6. Uzavřením elektromagnetického ventilu - tlakový ráz, vzniklý náhlým ukončením pohybu vodního sloupce. Hluk, způsobený náhlým ukončením pohybu vodního sloupce a samotným mechanickým uzavřením ventilu.6. Closing of the solenoid valve - the pressure surge created by the sudden termination of the movement of the water column. Noise caused by the sudden termination of the movement of the water column and the mechanical closing of the valve itself.

Tlakové rázy cyklickým namáháním snižují životnost všech součástí uzavřeného topného nebo chladicího systému, způsobují netěsnosti systému. Hluk, hlavně v sekundárním systému, obtěžuje uživatele uzavřeného topného systému a je nepříjemný.Pressure cycles reduce the service life of all components of a closed heating or cooling system, causing system leaks. Noise, especially in the secondary system, annoys the user of a closed heating system and is annoying.

Další nevýhodou těchto řešení je nízká životnost čerpadel a elektromagnetických ventilů, která je způsobena jejich častým zapínáním a vypínáním. V případě elektronicky řízeného nájezdu a doběhu čerpadla dochází také k jejich značnému namáhání prací v oblasti mimo výkonovou charakteristiku. Porucha těchto součástek je riziková pro bezpečný provoz uzavřeného topného nebo chladicího systému a nezohledňuje změny hustoty provozního média vlivem vlastní teploty nebo chemického složení.Another disadvantage of these solutions is the low lifetime of the pumps and solenoid valves due to their frequent switching on and off. In the case of electronically controlled pump start-up and run-out, they also experience considerable stress on work outside the performance characteristics. Failure of these components is hazardous to the safe operation of a closed heating or cooling system and does not take into account changes in the density of the operating medium due to temperature or chemical composition.

Další nevýhodou bývá poškození celého zařízení v případě přetopení topného systému vysokou teplotou provozního média.Another disadvantage is the damage of the whole device in case of heating system overheating by high temperature of working medium.

- 1 CZ 21746 Ul- 1 CZ 21746 Ul

Podstata technického řešeniThe essence of the technical solution

Pří znalosti výše uvedené problematiky je cílem tohoto nového řešení odstranění uvedených problémů a zajištění plynulé regulace tlaku v uzavřeném topném nebo chladicím systému bez tlakových špiček, tlakových rázů a odstranění hluku, způsobeného vlastním provozem automatické stanice.Knowing the above-mentioned problems, the aim of this new solution is to eliminate these problems and to ensure continuous regulation of pressure in a closed heating or cooling system without pressure peaks, pressure surges and noise elimination caused by the automatic station operation itself.

Pro odstranění tlakového rázu a hluku, který vzniká náhlým pohybem vodního sloupce, způsobené zapnutím čerpadla - bez ohledu, zda je, nebo není vybaveno elektronicky řízeným nájezdem a doběhem - je novým řešením vřazení odbočky mezi výtlak čerpadla a zpětnou klapku výtlaku. Technické řešení spočívá konkrétně v tom, že do odbočky je vřazen proporcionálně řízený motoio rový kulový kohout pro regulaci čerpadla a teploty a odbočka je zavedena zpět do zásobní nádoby obsahující pružný vak pro provozní médium. Tento proporcionálně řízený motorový kulový kohout pro regulaci čerpadla a teploty je v okamžiku startu čerpadla otevřen. Pří zapnutí čerpadla je tedy jeho hydraulický výkon veden zpět do zásobní nádoby obsahující pružný vak pro provozní médium a tlak v systému je držen zpětnou klapkou výtlaku. Po rozběhu čerpadla je elektronic15 ky řídicí jednotkou proporcionálně řízený motorový kulový kohout pro regulaci čerpadla a teploty plynule uzavírán a hydraulický výkon čerpadla je tedy plynule převeden pod zpětnou klapku výtlaku, která je pomalu a plynule nadzvednuta. Tímto řešením je zcela eliminován tlakový ráz i hluk, způsobený rychlým začátkem pohybu provozního média.To eliminate the pressure surge and noise generated by the sudden movement of the water column caused by the pump being switched on - regardless of whether or not it is equipped with an electronically controlled ramp-up - the new solution is to incorporate a branch between pump discharge and discharge valve. In particular, the technical solution consists in incorporating a proportionally controlled motorized ball valve for controlling the pump and the temperature in the branch and introducing the branch back into a storage container containing a flexible fluid bag. This proportionally controlled motor ball valve to regulate the pump and temperature is open when the pump is started. Thus, when the pump is switched on, its hydraulic power is fed back into a storage container containing a flexible fluid bag and the system pressure is held by the discharge check valve. After the pump is started, the electronic control valve proportionally controls the motor ball valve to regulate the pump and the temperature, and the hydraulic power of the pump is continuously transferred to the discharge check valve, which is slowly and continuously raised. This solution completely eliminates the pressure surge and noise caused by the rapid start of movement of the operating medium.

Pro odstranění tlakového rázu a hluku, vzniklého náhlým ukončením pohybu vodního sloupce, způsobeného vypnutím čerpadla - bez ohledu, zda je, nebo není vybaveno elektronicky řízeným nájezdem a doběhem - je novým řešením opět využití této stejné vřazené odbočky mezi výtlak čerpadla a zpětnou klapku výtlaku. Technické řešení spočívá konkrétně v tom, že před vypnutím čerpadla je proporcionálně řízený motorový kulový kohout pro regulaci čerpadla a teploty elektronicky řídicí jednotkou plynule otevírán a hydraulický výkon čerpadla je tedy plynule převáděn zpět do zásobní nádoby obsahující pružný vak pro provozní médium. Při poklesu tlaku na výtlaku čerpadla pod zpětnou klapkou výtlaku je zpětná klapka výtlaku pomalu a plynule uzavřena a čerpadlo je vypnuto až po celkovém převedení hydraulického výkonu čerpadla do odbočky.To eliminate pressure surges and noise caused by the sudden end of the water column movement caused by pump shutdown - whether or not equipped with electronically controlled ramp-up and run-off - the new solution is again to use this same in-line tap between pump displacement and discharge valve. In particular, the technical solution consists in that, before switching off the pump, the proportionally controlled motor ball valve for regulating the pump and temperature is electronically opened continuously by the control unit and the hydraulic power of the pump is continuously transferred back to a storage container containing a flexible fluid bag. When the pump discharge pressure drops below the discharge check valve, the discharge check valve is closed slowly and smoothly and the pump is switched off only after the pump's hydraulic output has been completely converted into a branch.

Pro odstranění tlakového rázu a hluku, vzniklého náhlým pohybem vodního sloupce, který způsobí otevření elektromagnetického ventilu, je novým řešením použití druhého - proporcionálně řízeného motorového kulového kohoutu přepouŠtění. Technické řešení konkrétně spočívá v tom, že tento proporcionálně řízený motorový kulový kohout přepouŠtění je elektronicky řídicí jednotkou plynule otevírán a plynule přepouští provozní médium do zásobní nádoby obsahující pružný vak pro provozní médium. Hluk, způsobený náhlým pohybem vodního sloupce a samotným mechanickým otevřením ventilu tedy není umožněn. Dále je možné při plynulém nárůstu tlaku v topném nebo chladicím systému ponechat elektronicky řídicí jednotkou proporcionálně řízený motorový kulový kohout přepouŠtění otevřený v ideální poloze a tím zachovat proudění potřebné k udržení konstantního tlaku v topném nebo chladicím systému.To eliminate the pressure surge and noise generated by the sudden movement of the water column which causes the solenoid valve to open, a new solution is the use of a second - proportionally controlled motorized ball valve - the overflow. Specifically, the proportionally controlled motor discharge valve is continuously opened electronically by the control unit and continuously transfers the process medium into a storage container containing a flexible bag for the process medium. Thus, the noise caused by the sudden movement of the water column and the mechanical opening of the valve itself is not possible. Furthermore, in the event of a continuous increase in pressure in the heating or cooling system, the electronically controlled propulsion-controlled motor ball valve can be left open in an ideal position, thereby maintaining the flow required to maintain a constant pressure in the heating or cooling system.

Pro odstranění tlakového rázu a hluku, vzniklého náhlým ukončením pohybu vodního sloupce, který způsobí uzavření elektromagnetického ventilu, je novým řešením opět použití tohoto dru40 hého - proporcionálně řízeného motorového kulového kohoutu přepouŠtění. Technické řešení spočívá konkrétně v tom, že tento proporcionálně řízený motorový kulový kohout přepouŠtění je elektronicky řídicí jednotkou plynule uzavírán a tedy plynule ukončí přepouŠtění provozního média do zásobní nádoby obsahující pružný vak pro provozní médium. Hluk, způsobený náhlým ukončením pohybu vodního sloupce a samotným mechanickým uzavřením ventilu tedy není umožněn.To eliminate the pressure surge and noise generated by the sudden end of the water column movement that causes the solenoid valve to close, the new solution is again the use of this second - proportionally controlled motorized ball valve for discharge. The technical solution consists in particular in the fact that this proportionally controlled motor discharge ball valve is electronically closed continuously by the control unit and thus continuously stops the transfer of the process medium into a storage container containing a flexible bag for the process medium. Thus, the noise caused by the sudden termination of the movement of the water column and the mechanical closing of the valve itself is not possible.

Výhodou použití tohoto zařízení je tedy využití proporcionálně řízených kulových kohoutů pro odstranění všech problémů, popsaných výše v části Dosavadní stav techniky.The advantage of using this device is therefore the use of proportionally controlled ball valves to overcome all the problems described in the prior art.

Další výhodou je možnost použití pouze jednoho proporcionálně řízeného kulového kohoutu pro regulaci výkonu více čerpadel najednou.Another advantage is the possibility of using only one proportionally controlled ball valve to control the performance of multiple pumps at a time.

-2CZ 21746 Ul-2EN 21746 Ul

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Provedení a technické řešení je schematicky znázorněno na výkresech (viz samotné výkresy). Je na nich znázorněno provedení jednočerpadlového zařízení (tj. pouze s čerpadlem provozním) a zařízení se dvěma čerpadly (tj. s čerpadlem provozním a záložním).The embodiment and the technical solution are schematically shown in the drawings (see the drawings themselves). They show the design of a single pump device (ie only with an operating pump) and a device with two pumps (ie with an operating and standby pump).

Příklad provedení technického řešeníExample of technical solution

Celé zařízení je zapojeno uzavíracím kohoutem 24 přepouštění a uzavíracím kohoutem 25 výtlaku čerpadla do uzavřeného topného nebo chladicího systému, který je složen ze zdroje tepla (kotel, tepelný výměník, chladicí agregát, výměník chladu atp.) a spotřebičů (radiátory, výměníky, ... atp.).The whole system is connected by a shut-off cock 24 and a pump discharge cock 25 to a closed heating or cooling system, which consists of a heat source (boiler, heat exchanger, cooling unit, cooling exchanger, etc.) and appliances (radiators, heat exchangers, etc.). etc.).

ίο V případě, že je teplota uzavřeného topného nebo chladicího systému konstantní, je konstantní i jeho tlak.ίο If the temperature of the closed heating or cooling system is constant, its pressure is also constant.

V okamžiku, kdy dojde ke snížení jeho teploty, je snížen i jeho tlak. Snížení tlaku je zaznamenáno snímačem tlaku 23 v systému a vyhodnoceno elektronickou řídicí jednotkou 30. Elektronická řídicí jednotka 30 zapne čerpadlo 27 provozní nebo čerpadlo 28 záložní, které začne sát provozní t5 médium z pružného vaku 5 obsahující prostor 6 ve vaku pro náplň provozního média přes oddělovací kohout 29 sání čerpadla, flexibilní hadici 12 sání čerpadla a hrdlo 9 sání čerpadla. Čerpadlo 27 provozní nebo čerpadlo 28 záložní vytlačí provozní médium do prostoru mezi zpětnou klapku 26 výtlaku a výtlak čerpadla, kde je vřazena odbočka s motorovým kulovým kohoutem 20 pro regulaci čerpadla a teploty. Provozní médium tedy proudí zpět do pružného vaku 5 obsahuj í20 cí prostor 6 ve vaku pro náplň provozního média přes bezpečnostní solenoid 16, oddělovací kohout J4 přepouštění a dopouštění, flexibilní hadici li přepouštění a dopouštění a prodloužené hrdlo 7 přepouštění. Elektronická řídicí jednotka 30 začne uzavírat motorový kulový kohout 20 pro regulaci čerpadla a teploty a tím přesměruje výkon čerpadla 27 provozního nebo čerpadla 28 záložního ve stále větším množství pod zpětnou klapku 26 výtlaku, až dojde nárůstem tlaku k jejímu otevření za naprosté plynulosti bez tlakových rázů. Tím je zaručeno, že zapnutí čerpadla 27 provozního nebo čerpadla 28 záložního bude zcela bez tlakových rázů a hluku jimi způsobeného. Po dosažení potřebného tlaku, které je zaznamenáno snímačem tlaku 23 v systému a vyhodnoceno elektronickou řídicí jednotkou 30 je čerpadlo vypnuto. Proces vypnutí čerpadla představuje zahájení zpětného otevírání motorového kulového kohoutu 20 pro regulaci čerpadla aAs soon as its temperature decreases, its pressure is also reduced. The pressure drop is recorded by the pressure sensor 23 in the system and evaluated by the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 starts the pump 27 operating or the backup pump 28, which starts sucking the operating medium 5 from the flexible bag 5 containing space 6 in the working medium charge bag through the separator. pump suction cock 29, flexible pump suction hose 12 and pump suction neck 9. The operating pump 27 or the standby pump 28 pushes the operating medium into the space between the discharge check valve 26 and the pump discharge, where a branch with a motor ball valve 20 is provided to regulate the pump and the temperature. Thus, the process medium flows back into the flexible bag 5 containing the space 6 in the process medium cartridge bag via the safety solenoid 16, the bleed and refill separating tap 14, the flexible bleed and refill hose 11 and the extended bleed neck 7. The electronic control unit 30 starts closing the motor ball valve 20 to regulate the pump and the temperature, thereby redirecting the power of the process pump 27 or the backup pump 28 in increasing quantities below the discharge check valve 26 until it opens in absolute fluidity without pressure surges. This ensures that switching on the operating pump 27 or the standby pump 28 is completely free of pressure surges and noise caused by them. After reaching the required pressure, which is recorded by the pressure sensor 23 in the system and evaluated by the electronic control unit 30, the pump is switched off. The pump stop process is the start of the re-opening of the motor ball valve 20 for controlling the pump a

3o teploty. Jeho otevírání způsobí plynulý pokles tlaku v prostoru mezi výtlakem čerpadla a zpětnou klapkou 26 výtlaku. Plynulý pokles tlaku způsobí uzavření zpětné klapky 26 výtlaku již za naprosté plynulosti uzavření bez tlakových rázů. Tím je zaručeno, že následné vypnutí čerpadla 27 provozního nebo čerpadla 28 záložního bude zcela bez tlakových rázů a hluku jimi způsobeného.3o temperature. Opening it causes a continuous pressure drop in the space between the pump discharge and the discharge check valve 26. The continuous pressure drop causes the discharge check valve 26 to close even when the pressure shut-off is complete. This ensures that the subsequent shutdown of the operating pump 27 or the standby pump 28 will be completely free of pressure surges and noise caused by them.

V okamžiku, kdy dojde ke zvýšení teploty uzavřeného topného nebo chladicího systému, je zvý35 šen i jeho tlak. Zvýšení tlaku je zaznamenáno snímačem tlaku 23 v systému a vyhodnoceno elektronickou řídicí jednotkou 30. Elektronická řídicí jednotka 30 uvede do chodu motorový kulový kohout 21 přepouštění, který plynule přepouští provozní médium přes uzavírací kohout 24 přepouštění, snímač tlaku 23 v systému, filtr 22 přepouštění, snímač teploty 31 provozního média, bezpečnostní solenoid 16, oddělovací kohout 14 přepouštění a dopouštění, flexibilní ha40 dici H přepouštění a dopouštění a prodloužené hrdlo 7 přepouštění do pružného vaku 5 obsahující prostor 6 ve vaku pro náplň provozního média. Po snížení tlaku na potřebnou úroveň je toto zaznamenáno snímačem tlaku 23 v systému a vyhodnoceno elektronickou řídicí jednotkou 30. Elektronická řídicí jednotka 30 zahájí uzavírání motorového kulového kohoutu 21 přepouštění, které je naprosto plynulé a nezpůsobí tedy v uzavřeném topném nebo chladicím systému žádné tlakové rázy ani hluk jimi způsobený.When the temperature of the closed heating or cooling system increases, its pressure is also increased. The pressure increase is recorded by the system pressure sensor 23 and evaluated by the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 actuates a motor overflow valve 21 which continuously passes the operating medium through the overflow shut-off valve 24, system pressure sensor 23, overflow filter 22, the process medium temperature sensor 31, the safety solenoid 16, the overflow and backflow separator cock 14, the flexible airflow and backflow and the throat 7 of the overflow into the flexible bag 5 containing the space 6 in the process medium charge bag. After the pressure has been reduced to the required level, this is recorded by the system pressure sensor 23 and evaluated by the electronic control unit 30. The electronic control unit 30 initiates the shut-off of the motor ball valve 21, which is completely continuous and thus does not cause any pressure surges or the noise caused by them.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. Apparatus for regulating the pressure in a heating or cooling system by means of a pump, normally consisting of a pump of service, mechanically or electronically operated valves, a storage vessel containing a flexible fluid bag and an electronic control unit, characterized in that 27) a branch with a motorized ball valve (20) for regulating the pump pressure and the operating medium temperature, which is returned via the safety solenoid (16), the overflow isolation valve (11) and the flexible hose allowed, (11) releasing and filling and elongated throat (7) into a flexible bag (5) containing space (6) in the process medium filling bag into which the operating medium flows through the route between the overflow shut-off cock (24), a pressure sensor (23) ) in the system, the filter (22) of the overflow, the motor ball valve (21) an overflow and a temperature sensor (31) of the operating medium which is further connected to the safety solenoid (16) or the path between the isolation cock (19) of the charge, the discharge filter (18), the charge solenoid (17) and the temperature sensor (31) an operating medium that is further only on the safety solenoid (16).

Device according to claim 1, characterized in that it further comprises a backup pump (28) which is connected in parallel to the operating pump (27).