CZ90U1 - Zařízení k vytápění objektů a ohřevu užitkové vody - Google Patents

Description

(54) Zařízení k vytápění objektů a ohřevu užitkové vody

(Π)	90
(13)	u
(51)	F24D	3/08
	F24D	12/02
	F24 J	2/00

i

Zařízení k vytápění objektů a ohřevu užitkové vody

Oblast techniky

Technické řešení se týká zařízení ohřevu užitkové vody, které k ohřevu t binuje využití slunečního kolektoru a k vytápění objektů a eplonosné kapalíny kom tepného kotle.

Dosavadní stav techniky

Známá zařízení k vytápění objektů a ohřevu užitkové vody, používající k ohřívání teplonosné kapaliny kombinace slunečního kolektoru a topného kotle, mají v topném okruhu, obsahujícím topný kotel a tepelné spotřebiče, uspořádán ve zpětném vedení od tepelných spotřebičů k topnému kotli trojcestný ventil. Sluneční kolektor je vstupním vedením napojen na trojcestný ventil a výstupním vedením na zpětné vedení v místě mezi trojcestným ventilem a topným kotlem. Ve výstupním vedení slunečního kolektoru je u těchto známých zařízení uspořádán přepojovací ventil, na který je napojeno obtokové vedení, vedoucí přes nádrž užitkové vody a ústící do vstupního vedení slunečního kolektoru. Podle poloh trojcestného ventilu a přepojovacího ventilu jsou určeny jednotlivé režimy, ve kterých je zařízení schopné pracovat. Režimy jsou charakterizovány samostatným použitím slunečního kolektoru nebo topného kotle, případně jejich společným použitím, pro ohřev teplonosné kapaliny .

Tato známá zařízení mají hlavní nedostatek v tom, že neumožňují režim, kdy teplonosná kapalina ohřátá ve slunečním kolektoru slouží jak k ohřevu užitkové vody, tak k vytápění ve smyslu pouhého zavlažení v objektu. Přitom tento režim je zvláště vhodný pro období, kdy venkovní teplota je ještě dostatečně velká a v objektu postačí pouhé zavlažení.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky v podstatné míře odstraňuje zařízení k vytápění objektů a ohřevu užitkové vody, u něhož ve zpětném vedení od tepelných spotřebičů k topnému kotli je uspořádán trojcestný ventil, na který je napojeno vstupní vedení slunečního kolektoru, jehož výstupní vedení, napojené na topný okruh za trojcestným ventilem, je propojeno obtokovým vedením, procházejícím nádrží užitkové vody, se vstupním vedením podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že v části obtokového vedení, ležící mimo,nádrž užitkové vody, je uspořádán regulační element průtočného průřezu. Nádrži přiřazené čidlo teploty užitkové vody je napojeno na elektronickou řídící jednotku, na níž je dále napojeno čidlo teploty teplonosné kapaliny na výstupu ze slunečního kolektoru, čidlo teploty teplonosné kapaliny ve zpětném vedení, servomotor trojcestného ventilu a čerpadlo ve vstupním vedení. Na řídící elektronickou jednotku může být dále napojeno ovládací ústrojí regulačního elementu a čidlo teploty ve vytápěném objektu.

Zařízení podle technického řešení umožňuje ekonomický provoz tím, že v maximální míře využívá, pokud to venkovní podmínky dovolují, ohřevu teplonosné kapaliny ve slunečním kolektoru. Z toho vyplývá i zlepšení ekologické situace, něhot činnost topného kotle je omezena pouze na některé režimy, i

Zařízení podle technického řešení je jednoduché a tím i cenově méně náročné, je možno ho dodatečně aplikovat na stávající vytápěcí systémy používající topné kotle, přičemž není podstatné, zda topný kotel je na tuhá, kapalná nebo plynná paliva, případně jde o kotel s elektrickým ohřevem.

Přehled obrázků na. výkresech

Příklad zařízení podle technického řešení je ve schématu znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje zařízení v režimu ohřevu užitkové vody za použití slunečního kolektoru, obr. 2 v režimu vytápění za použití slunečního kolektoru s případným dohřátím v topném kotli, obr. 3 v režimu přitápění a ohřevu užitkové vody za použit?! slunečního kolektoru a obr. 4 v režimu vytápění za použití topného kotle.

Příklad crovedení

Zařízení k vytápění objektů a ohřevu užitkové vody obsahuje topný kotel 4, napojený výstupem na tepelné spotřebiče 2.} ^ε ve zpětném vedení 14 od tepelných spotřebičů trojcestný ventil £ se servomotorem 8. Na trojcestný ventil. 2 3^e dále napojeno vstupní vedení 18 slunečního kolektoru 2_. Ve vstupním vedení 18 je uspořádáno čerpadlo 6, a mezi ním a slunečním kolektorem 2. zpětná klapka 2· Výstupní vedení 19 slunečního kolektoru 2 je napojeno na zpětné vedení 14 v místě mezi trojcestným ventilem 2 ^s topným kotlem 4.. Vstupní vedení 18 a výstupní vedení 19 slunečního kolektoru 2 jsou spolu propojena obtokovým vedením 1 d, ve kterém je uspořádán regulační element 10 průtočného průřezu. Obtokové vedení 15 prochází nádrží 2 užitkové vody, která je přívodním vedením 16 napojena na neznázornčný zdroj užitkové vod;/ a odvád^cím vedením 17 natojena no.neznázorněná místa odběru ohřáté užitkové vody, případně na zásobník ohřáté užitkové vody. Ke slunečnímu kolektoru 2 může být připojena neznázor něná vyrovnávací nebo expanzní nádrž.

Čidlo 11 teploty užitkové vody v nádrži 3.j čidlo 12 te ploty 'teplonosné kapaliny ve zpětném vedení 14 a čidlo 1 3 teploty teplonosné kapaliny na výstupu ze slunečního kolektoru _2 jsou napojena na elektronickou řídící jednotku J_. Elektronická řídící jednotka £ je výstupem napojena jednak na servomotor 8 trojcestného ventilu £ a jednak na čerpadlo 6.

Na obr. 1 je zařízení znázorněno v režimu ohřevu užitkové vody za použití slunečního kolektoru 2_₀ Jde o režim, který je vhodný pro letní měsíce, kdy není nutno vytápět objekt. Aby tento režim nastal, je nutno otevřít regulační element 10 průtočného průřezu obtokového vedení 15 a přepnout elektronickou řídící jednotku na režim ohřevu užitkové vody. V důsledku toho vydá elektronická řídící jednotka 1 signál k přestavení trojcestného ventilu 9 do oolohv. kdy je odpojeno vstupní vedení 18 slunečního kolektoru 2. od zpětného vedení 14 a v případě, že rozdíl teploty teplonosné kapaliny na výstupu ze slunečního kolektoru 2. a teploty užitkové vody v nádrži 3. i^e větší než hodnota zvolená na elektronické řídící jednotce J,, i signál pro uvedení čerpadla jS do činnosti. Teplonosné kapalina proudí účinkem čerpadla 6, přes sluneční kolektor 2, a výstupní vedení 19 do obtokového vedení 1 5. Průchodem nádrží 3, užitkové vody je tato ohřívána. Ochlazená teplonosné kapalina se vrací do vstupního vedení 18 a odtud znovu do slunečního kolektoru 2,, kde se opět ohřívá. Proudění teplonosné kapaliny je znázorněno simkami. Elektronická řídící jednotka porovnává přitom teplotu teplonosné kapaliny na výstupu ze slunečního kolektoru 2, a teplotu užitkové vody v nádrži J a pokud jejich rozdíl není z jakéhokoliv důvodu větší než rozdíl zvolený na elektronické řídící jednotce χ, dojde k vypnutí čerpadla 6, čímž je přerušen oběh teplonosné kapaliny. Při zvýšení rozdílu uvedených teplot nad hodnotu nastavenou na elektronické řídící jednotce χ se popsaný oběh teplonosné kapaliny opět automaticky obnoví zapnutím čerpadla £. Oběh teplonosné kapaliny přes topný kotel £ a tepelné spotřebiče χ není možný, neboí v tomto režimu zůstává trojcestný ventil χ stále v poloze, ve které odpojuje vstupní vedení 1S -Slunečního kolektoru 2 od zpětného vedení 1£ mezi tepelnými spotřebiči χ a topným kotlem £.

Na obr. 2 je zařízení znázorněno v režimu vytápění, a to za použití slunečního kolektoru χ s případným dohřátím teplonosné kapaliny v topném kotli £. Jde o režim, který je vhodný pro jarní a podzimní období, kdy je v objektu třeba pouze přitápět. Aby tento režim nastal, jě zapotřebí uzavřít regulační element 1Q. průtočného průřezu obtokového vedení 1 o a přepnout elektronickou řídící jednotku X na režim vytápění. Ta vydá signál k přestavení trojčestného ventilu χ do polohy, v níž je zpětné vedení 14 uzavřeno a teplonosné kapalina může k tornému kotli £ proudit pouze přes sluneční kolektor χ. Proudění teplonosné kapaliny je znázorněno šipkami. Čerpadlo £ je v činnosti za předpokladu, že rozdíl teploty teplonosné kapaliny na výstupu ze slunečního kolektoru X a teploty teplonosné kapaliny ve zpětném vedení 14 je větší než hodnota nastavená na elektronické řídící jednotce £.

Je-li tento rozdíl menší, vydá elektronická řídící jednotka χ signál čerpadlu £ pro jeho vypnutí. Nezávisle na tom, pokud je pomocí neznázorněného řídícího systému zapojen do činnosti topný kotel 4, dochází k dohřívání teplonosné kaoalinv na teolotu. kterou se dosáhne tealota nastavená na neznázorněném· termostatu ve vytápěném objektu. Zapojení topného kotle £ s jeho řídícím systémem do činnosti se provádí podle potřeby, když by -přitárění pouze nomocí slunečního kolektoru bylo nedostatečné.

Na obr. 3 je zařízení znázorněno v režimu přitápění a ohřevu užitkové vody za použití slunečního kolektoru 2. Tento režim je vhodný pro přechodová období, kdy v objektu postačí pouze zavlažit a venkovní teplota je ještě dostatečně velká. Elektronická řídící jednotka £ zůstává přepnuta na režim vytápění jako v případě oodle obr. 2. Rozdíl je pouze v tom, že regulační element 10 průtočného průřezu obtokového vedení 15 je částečně, případně zcela otevřen. Teplonosná kapalina, ohřátá ve slunečním kolektoru 2., proudí účinkem čerpadla £ z výstupního vedení 19 jednak k topnému kotli £ a jednak v množství závislém na velikosti otevření regulačního elementu 10 do obtokového vedeni 15 a tím také ohřívá užitkovou vodu v nádrži 2· Proudění teplonosné kapaliny je znázorněno šipkami. Jinak je činnost zařízení stejná jako v popsaném režimu podle obr. 2 s tím, že čerpadlo 6 vrací teplonosnou kapalinu do slunečního kolektoru 2° jak ze zpětného vedení' 1 4. tak z obtokového vedení 1 5. Stejně probíhá i vypnutí čerpadla 6 a tím odstavení slunečního kolektoru 2 z činnosti. Totéž platí i o případném zaoojení topného kotle 4 do činnosti.

Na obr. 4 je zařízení znázorněno v režimu vytápění objektu za použití topného kotle £. Tento režim je určen pro zimní období a aby nastal, je nutno uzavřít regulační element £0 průtočného průřezu obtokového vedení ££, přičemž ele ktronická řídící jednotka £ zůstává přepojena na režim vytápění jako v případě podle obr. 2 a. 3. Je-li rozdíl teplot teplonosné kapaliny na výstupu ze slunečního kolektoru £ a ve zpětném vedení 14 menší než nastavený, přestaví elektronická řídící jednotka £ trojcestný ventil £ do polohy uzavře ní směrem ke vstupnímu vedení £8 slunečního kolektoru 2,. · Čerpadlo 6 se vypne a teplonosná kapalina prochází pouze přes topný kotel £, který je ne znázorněného řídícího s^stémr innosti dle svého vlastního

Cj V 1“·^ Τ’ á'”'' ^c- < ^χ ρ »·> H o kapalina chřív ' na rř r/ «.-i usnou teolotu.

klaoka auromaticky brání opačnému proudění teplonosné kapaliny ze slunečního kolektoru 2, vstupním vedením 18« Proudění teplonosné kapaliny je znázorněno šipkami. Je-li rozdíl uvedených teplot větší než nastavený, přestaví elektronická řídící jednotka 1_ trojcestný ventil £ ^do polohy podle obr. 2 a nastává situace popsaná v souvislosti s obr. 2, kdy teplonosná kapalina je. ohřívána ve slunečním kolektoru 2, a dohřívána v topném kotli £.

Topný kotel £ je možno použít jak s elektrickým ohřevem, tak na plynná, kapalná i tuhá paliva. 7 případě topného kotle £ na tuhá paliva je nutno výstupní vedení 19 slunečního kolektoru 2, napojit na topný okruh až v místě za topným kotlem 4, protože tento by v určitých stavech působil jako chladič. Jako teplonosné kapaliny je nutno použít nemrznoucí kapalinu.

Je rovněž možné, aby velikost otevření regulačního elementu 10 průtočného průřezu obtokového vedení 15 pro režim podle obr. 3 byla prováděna automaticky elektronickou řídící jednotkou, χ základě snímané teploty v objektu.

Průmyslová využitelnost

Zařízení podle technického řešení je určeno především pro využití v menších objektech, zejména rodinných domcích, rekreačních chatách a podobně.

Claims (3)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1«. Zařízení k vytápění objektů a ohřevu užitkové vody, u něhož ve zpětném vedení oči tepelných spotřebičů k tornému kotli je uspořádán trojcestný ventil, na který je napojeno vetu ní veden?! slunečního kolektoru, jehož výstupní vedení, napojené na topný okruh za trojcestným ventilem, je propojeno obtokovým vedením, procházejícím nádrží užitkové vody, se vstupním vedením, vyznačujícím se tím, že v části obtokového vedení /15/, ležící mimo nádrž /3/ užitkové vody, je uspořádán regulační element /10/ průtočného prů*1/ řezu
2. 2. Zařízení k vytápění objektů a. ohřevu užitkové vody že nádrži /3/ přirážeje nacojeno na elektro,-i. ,

   VOd V podle nároku 1, vyznačující se +· né čidlo /11/ teploty užitkové nickou řídící jednotku /1/, na níž je dále napojeno čidlo /12/ teploty teplonosné kapaliny ve zcětném vedení /14/, čidlo /13/ teploty teplonosné kapaliny na výstupu ze slunečního kolektoru /2/, servomotor /8/ trojcestného ventilu /9/ a čerpadlo /6/ ve vsturním vedení /18/.

   evu užitkové vody řídící elektroústrojí regulačníěném objektu.
3. 3. Zařízení k vytápění objektů a ohř podle nároku 2, vyznačující se tím, že na nickou jednotku /1/ je napojeno ovládací ho elementu /10/ a čidlo teploty ve vytáp