RU2105250C1

RU2105250C1 - Heating system

Info

Publication number: RU2105250C1
Application number: RU95113673A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Александров; Сергей Александрович Здрок; Валерий Иванович Лазарев; Юрий Аркадьевич Посысаев; Михаил Михайлович Старостин; Владимир Иванович Ткаченко; Сергей Викторович Холодов; Сергей Владимирович Шульга
Original assignee: Александр Васильевич Александров; Сергей Александрович Здрок; Валерий Иванович Лазарев; Юрий Аркадьевич Посысаев; Михаил Михайлович Старостин; Владимир Иванович Ткаченко; Сергей Викторович Холодов; Сергей Владимирович Шульга
Priority date: 1995-07-31
Filing date: 1995-07-31
Publication date: 1998-02-20

Abstract

FIELD: thermal engineering. SUBSTANCE: introduced in system are heat storage, blower-separator with air ducts, electric heaters mounted in air ducts and coupled with blower-separator and fan air channel, first, second, and third controlled switches, temperature sensor, comparison unit, temperature setting element, and blower- separator stop sensor; outputs of sensor and temperature setting element are connected, respectively, with first and second inputs of comparison unit; inputs of electric heaters and electric motors are respectively connected through first, third, and second controlled switched to output of power supply; second inputs of controlled switches are connected to comparison unit output; third input of first controlled switch is connected to output of blower-separator stop sensor whose input is connected to blower-separator output; heat storage is coupled with air duct of fan and connected via gas duct to second output of heat exchanger. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к техническим средствам энергетики, а более конкретно, к средствам превращения энергии природных источников в тепловую. The invention relates to technical means of energy, and more specifically, to means for converting the energy of natural sources into heat.

Тепловая энергия используется как в технологических процессах (на производстве), так и для обогрева стационарных помещений, обитаемых отделений (отсеков), палаток, пневмосооружений, транспортных средств и других. В последнем случае обеспечивается жизнедеятельность и здоровье обслуживающего персонала. При этом, чем выше эффективность средств теплообразования, тем лучше условия обитаемости, тем выше производительность труда, тем больше вероятность сохранения здоровья всего личного состава, находящегося в зоне теплообразования. Thermal energy is used both in technological processes (in production) and for heating stationary premises, inhabited compartments (compartments), tents, pneumatic installations, vehicles and others. In the latter case, the vital activity and health of the staff is ensured. Moreover, the higher the efficiency of heat generation means, the better the habitability conditions, the higher labor productivity, the greater the probability of maintaining the health of all personnel located in the heat generation zone.

Известна система подогрева боевой машины (см. например, "Руководство по материальной части и эксплуатации танка Т-55" Воениздат МО СССР, М., 1965,с. 483-602), служащая для разогрева двигателя и обслуживающих его систем перед пуском двигателя. Эта система содержит подогреватель с котлом, камерой сгорания и теплообменником, последовательно соединенные змеевики и полости обогрева, водяной радиатор и водяной насос, соединенный с теплообменником, электродвигатель, источник питания, нагнетатели топлива и воздуха, соединенные с камерой сгорания, свечи подогрева и накаливания, установленные в камере сгорания и соединенные с источником питания. A known system for heating a combat vehicle (see, for example, "Manual on the material part and operation of the T-55 tank" Military Publishing of the USSR Ministry of Defense, M., 1965, p. 483-602), which serves to warm the engine and its systems before starting the engine. This system contains a heater with a boiler, a combustion chamber and a heat exchanger, serially connected coils and heating cavities, a water radiator and a water pump connected to a heat exchanger, an electric motor, a power source, fuel and air blowers connected to the combustion chamber, and heating and glow plugs installed in the combustion chamber and connected to a power source.

При работе системы подогрева нагретая в подогревателе жидкость по трубопроводам поступает в змеевики масляных баков и в двигатель, нагревают их и возвращается в подогреватель. Система подогрева применяется перед пуском двигателя при температуре окружающего воздуха от 5^oC и ниже. Недостатком этой системы является ее малая эффективность при обогреве обитаемого отделения машины в зимнее время. При отрицательных температурах окружающего воздуха температура в обитаемом отделении также отрицательна, особенно при стрельбе, то есть при включенных вентиляторах и интенсивной продувке обитаемого отделения.During the operation of the heating system, the fluid heated in the heater through pipelines enters the coils of the oil tanks and into the engine, they are heated and returned to the heater. The heating system is used before starting the engine at an ambient temperature of 5 ^o C or lower. The disadvantage of this system is its low efficiency in heating the inhabited compartment of the machine in winter. At negative ambient temperatures, the temperature in the habitable compartment is also negative, especially when firing, that is, with the fans turned on and intensive blowing of the habitable compartment.

Известна также система подогрева (см. например, "Танк 72А. Техническое описание и инструкция по эксплуатации". Книга вторая (часть первая). М., Воениздат МО СССР, 1989, с. 363-372), она принята за прототип предлагаемой системы и является ее базовым объектом. Она содержит котел с камерой сгорания и соединенным с ней теплообменником, последовательно соединенные трубопроводами змеевики и полости обогрева, водяной радиатор и водяной насос, выход которого водопроводом соединен с сердцевиной теплообменника, первый и второй электродвигатели, источник питания, нагнетатели топлива и воздуха, соединенные посредством соответственно трубопровода и воздуховода с камерой сгорания, свечи накаливания, установленные в камере сгорания и соединенные через выключатель с источником питания, вентилятор с дефлектором, сопряженные по воздушному тракту с водяным радиатором, при этом вход змеевиков обогрева соединен с первым выходом теплообменника, водяной насос, нагнетатели топлива и воздуха соединены с валом первого электродвигателя, а вентилятор - с валом второго электродвигателя. A heating system is also known (see, for example, “Tank 72A. Technical description and operating instructions.” Book two (part one). M., Military Publishing House of the USSR Ministry of Defense, 1989, pp. 363-372), it is taken as a prototype of the proposed system and is its basic object. It contains a boiler with a combustion chamber and a heat exchanger connected to it, serially connected by pipelines of the coil and the heating cavity, a water radiator and a water pump, the outlet of which is connected by a water pipe to the core of the heat exchanger, the first and second electric motors, a power source, fuel and air blowers, connected by respectively piping and duct with a combustion chamber, glow plugs installed in the combustion chamber and connected through a switch to a power source, a fan with an air duct connected with a water radiator, the input of the heating coils being connected to the first output of the heat exchanger, the water pump, fuel and air blowers connected to the shaft of the first electric motor, and the fan to the shaft of the second electric motor.

В этой системе существенно повышена ее тепловая эффективность (производительность). Благодаря установке второго электродвигателя, вентилятора, дефлектора и водяного радиатора формируется дополнительный тепловой поток, способствующий повышению температуры в обитаемом отделении. Однако в ряде случаев этого бывает недостаточно. Например, при включении вентилятора и низкой температуре окружающего воздуха в обитаемом отделении через несколько минут температура становится отрицательной. В ряде случаев в обитаемом отделении бывает необходимо создавать избыточное давление. Особенно часто это происходит в подвижных транспортных средствах: боевых машинах, медицинских комплексах, вездеходах и т.д. При их движении в зонах с нарушенной экологией, на зараженной местности в обитаемых отделениях устанавливаются фильтровентиляционные установки, нагнетатели-сепараторы, дополнительные вентиляторы и другие. (см.например, "Руководство по материальной части и эксплуатации колесного бронетранспортера ВТР-60ПБ", М. , Воениздат, 1967 г, с. 382-386). Работа этих устройств приводит к дополнительной подаче в обитаемом отделении больших объемов холодного воздуха, что приводит к резкому снижению температуры в них. Резкое снижение температуры особенно опасно для таких обитаемых помещений, в которых находятся раненые, больные, ослабленные люди, такие помещения могут быть в полевых госпиталях, мобильных медицинских комплексах, боевых машинах, бронированных медицинских машинах, геологоразведочных комплексах, вездеходах (особенно работающих в зонах низких температур), резкое снижение температуры в этих условиях может стать причиной заболеваний и даже гибели многих людей. Кроме того, в этом случае резко ухудшаются условия обитаемости экипажей и обслуживающего персонала, снижающие эффективность выполнения ими своих функциональных обязанностей. In this system, its thermal efficiency (productivity) is significantly increased. Thanks to the installation of a second electric motor, fan, deflector and water radiator, an additional heat flow is formed, which contributes to an increase in temperature in the inhabited compartment. However, in some cases this is not enough. For example, when the fan is turned on and the ambient temperature in the inhabited compartment is low, after a few minutes the temperature becomes negative. In some cases, it may be necessary to create excess pressure in the habitable compartment. Especially often this happens in mobile vehicles: military vehicles, medical complexes, all-terrain vehicles, etc. When they move in areas with disturbed ecology, in the contaminated area in the inhabited departments filter-ventilation units, blowers-separators, additional fans and others are installed. (see, for example, "Manual on the material part and operation of a wheeled armored personnel carrier VTR-60PB", M., Military Publishing House, 1967, p. 382-386). The operation of these devices leads to an additional supply of large volumes of cold air in the inhabited compartment, which leads to a sharp decrease in temperature in them. A sharp decrease in temperature is especially dangerous for such inhabited premises where wounded, sick, weakened people are located, such rooms can be in field hospitals, mobile medical complexes, combat vehicles, armored medical vehicles, exploration complexes, all-terrain vehicles (especially those working in low temperature zones ), a sharp decrease in temperature in these conditions can cause diseases and even death of many people. In addition, in this case, the living conditions of the crews and maintenance personnel sharply worsen, reducing the effectiveness of their performance of their functional duties.

С целью устранения отмеченных недостатков, повышения теплопроизводительности системы и улучшения условий обитаемости в нее введены аккумулятор, нагнетатель-сепаратор с воздуховодами, электрические нагреватели, установленные в воздуховодах и сопряженные ими с нагнетателем-сепаратором и воздушным трактом вентилятора, первый, второй и третий управляемые коммутаторы, датчик температуры, блок сравнения, задатчик температуры и датчик остановки нагнетателя- -сепаратора, при этом выходы датчика и задатчика температуры соединены соответственно с первым и вторым входами блока сравнения, входы электрических нагревателей и электрических двигателей через соответственно первый, третий и второй управляемые коммутаторы соединены с выходом источника питания, вторые входы управляемых коммутаторов соединены с выходом блока сравнения, третий вход первого управляемого коммутатора соединен с выходом датчика остановки нагнетателя-сепаратора, вход которого соединен с выходом нагнетателя-сепаратора, тепловой аккумулятор сопряжен с воздушным трактом вентилятора и посредством газовода соединен со вторым выходом теплообменника. In order to eliminate the noted drawbacks, increase the system’s heat output and improve habitability conditions, a battery, a supercharger-separator with air ducts, electric heaters installed in the air ducts and interfaced with the supercharger-separator and the air duct of the fan, the first, second and third controlled switches are introduced into it, a temperature sensor, a comparison unit, a temperature controller and a stop sensor for the supercharger-separator, while the outputs of the sensor and temperature controller are connected respectively Together with the first and second inputs of the comparison unit, the inputs of electric heaters and electric motors through the first, third and second controlled switches are connected to the output of the power source, the second inputs of the controlled switches are connected to the output of the comparison unit, the third input of the first controlled switch is connected to the output of the stop sensor supercharger-separator, the input of which is connected to the output of the supercharger-separator, the heat accumulator is interfaced with the air duct of the fan and by means of gases The ode is connected to the second outlet of the heat exchanger.

Введение новых элементов и связей позволяет в значительной степени устранить отмеченные недостатки и увеличить теплопроизводительность системы подогрева с подачей тепла именно в обитаемое отделение. The introduction of new elements and connections can significantly eliminate the noted drawbacks and increase the heating capacity of the heating system with heat supply precisely to the inhabited compartment.

Изобретение поясняется чертежом, на котором показаны взаимное расположение и связи элементов предлагаемой системы подогрева и приняты следующие обозначения: 1 - датчик остановки нагнетателя-сепаратора (ДО); 2 - первый управляемый коммутатор (УК₁); 3 - блок сравнения (БС); 4 - датчик температуры (ДТ); 5- задатчик температуры (ЗДТ); 6 - нагнетатель-сепаратор (Н-С); 7 - первый воздуховод (ВОЗ₁); 8 - электрический нагнетатель (ЭН); 9 - второй воздуховод (ВОЗ₂); 10 - нагнетатель топлива (НТ); 11 - первый электродвигатель (ЭД₁); 12 - вентилятор (В); 13 - второй электродвигатель (ЭД₂); 14 - второй управляемый коммутатор (УК₂); 15 - дефлектор (ДФ); 16 - нагнетатель воздуха (НВ); 17 - водяной насос (ВН); 18 - водяной радиатор (ВР); 19 - тепловой аккумулятор (ТА); 20 - котел (К); 21- камера сгорания (КС); 22 - теплообменник (ТО); 23 - змеевик обогрева (ЗО); 24 - полость обогрева (ПО); 25 - свечи накаливания (СН); 26 - включатель (ВКЛ); 27 - источник питания (ИП); 28 - третий управляемый коммутатор /УК₃/.The invention is illustrated in the drawing, which shows the relative position and relationship of the elements of the proposed heating system and the following notation: 1 - stop sensor of the blower-separator (DO); 2 - the first managed switch (UK ₁ ); 3 - block comparison (BS); 4 - temperature sensor (DT); 5- temperature setter (HWP); 6 - supercharger-separator (H-C); 7 - the first duct (WHO ₁ ); 8 - electric supercharger (EN); 9 - the second duct (WHO ₂ ); 10 - fuel supercharger (NT); 11 - the first electric motor (ED ₁ ); 12 - fan (B); 13 - second electric motor (ED ₂ ); 14 - the second managed switch (UK ₂ ); 15 - deflector (DF); 16 - air blower (HB); 17 - water pump (HV); 18 - water radiator (BP); 19 - thermal battery (TA); 20 - boiler (K); 21 - combustion chamber (KS); 22 - heat exchanger (TO); 23 - heating coil (ZO); 24 - heating cavity (ON); 25 - glow plugs (CH); 26 - switch (ON); 27 - power source (IP); 28 - the third managed switch / UK ₃ /.

Предлагаемые связи и элементы на рисунке показаны пунктиром. Сплошными линиями изображены связи и элементы прототипа. При этом электрические связи показаны одинарными линиями, топливные трубопроводы - сплошной линией и точками (между блоками 10 и 21), газоходы - двойной пунктирной линией, водяные трубопроводы - двойной линией; сплошной и штрихпунктирной, воздуховоды - двойной сплошной линией. Блоки 21,22 и 25 размещены в одном блоке 20. The proposed connections and elements in the figure are shown in dotted lines. Solid lines show the connections and prototype elements. In this case, the electrical connections are shown by single lines, the fuel pipelines are shown by a solid line and dots (between blocks 10 and 21), the gas ducts are shown by a double dashed line, and the water pipelines by a double line; solid and dash-dotted lines, air ducts - double solid line. Blocks 21.22 and 25 are placed in one block 20.

Блоки 10-13, 15-18, 20-27 являются штатными блоками системы подогрева прототипа и выполняет те же функции. Нагнетатель топлива 10 предназначен для подачи в камеру сгорания 21 топлива. Он выполнен на основе шестеренчатого топливного насоса, приводимого во вращение первым электродвигателем 11. Нагнетатель воздуха 16 служит для подачи в камеру сгорания 21 воздуха. Он выполнен на основе центробежного вентилятора, приводимого во вращение также первым электродвигателем 11. Водяной центробежный насос 17 предназначен для обеспечения циркуляции охлаждающей жидкости по обогреваемым магистралям силовой установки / змеевики 23 и полости 24 обогрева/. Водяной насос приводится во вращение также первым электродвигателем 11. Водяной радиатор 18 совместно с дефлектором 15, вентилятором 12 и водяным электродвигателем 13 представляет собой обогреватель обитаемого отделения и служит для подогрева в нем воздуха, радиатор 18 - трубчато-пластинчатого типа обеспечивает подогрев воздуха в обитаемом отделении с помощью горячей жидкости, циркулирующей через него как при работе двигателя, так и при работе подогревателя. Дефлектор 15 служит для направления потока воздуха через радиатор 18 и защиты крыльчатки вентилятора 12. Котел 20 содержит камеру сгорания 21 и теплообменник 22, соединенные между собой шпильками. Между уплотняющими плоскостями фланцев устанавливается жаростойкая прокладка: в резьбовом отверстии камеры сгорания устанавливается форсунка центробежного типа, обеспечивающая подачу распыленного воздуха в камеру сгорания, теплообменник 22 пластинчатого типа состоит из наружного кожуха и сердцевины /из штампованных пластин, собранных попарно в секцию/. Каналы, образованные между пластинами секций, и полость между кожухом и сердцевиной котла представляет собой тракт для циркуляции охлаждающей жидкости. Внутренние полости камеры сгорания и выпускной патрубок образуют газовый тракт. Свечи накаливания 25 служат для подогрева и зажигания горючей смеси в камере сгорания 21 при пуске котла 20. Они установлены в резьбовые отверстия камеры сгорания. Свеча накаливания состоит из корпуса, стержня, спирали накаливания, слюдяных прокладок и асбестового уплотнения. Питание свечи осуществляется от источника питания 27 через включатель 26. Blocks 10-13, 15-18, 20-27 are regular blocks of the prototype heating system and performs the same functions. The fuel supercharger 10 is designed to supply fuel to the combustion chamber 21. It is based on a gear fuel pump driven by a first electric motor 11. The air blower 16 serves to supply air to the combustion chamber 21. It is made on the basis of a centrifugal fan, also driven by the first electric motor 11. The water centrifugal pump 17 is designed to circulate the coolant along the heated lines of the power plant / coil 23 and the cavity 24 of the heating /. The water pump is also driven by the first electric motor 11. The water radiator 18, together with the deflector 15, the fan 12 and the water electric motor 13, is a heater for the inhabited compartment and serves to heat air in it, a radiator 18 of tubular-plate type provides air heating in the inhabited compartment with the help of hot fluid circulating through it both during engine operation and during heater operation. The deflector 15 serves to direct the air flow through the radiator 18 and protect the impeller of the fan 12. The boiler 20 contains a combustion chamber 21 and a heat exchanger 22 connected by studs. A heat-resistant gasket is installed between the sealing planes of the flanges: a centrifugal nozzle is installed in the threaded hole of the combustion chamber, which provides sprayed air to the combustion chamber, the plate-type heat exchanger 22 consists of an outer casing and a core / of stamped plates assembled in pairs in section /. The channels formed between the plates of the sections, and the cavity between the casing and the core of the boiler is a path for the circulation of coolant. The internal cavity of the combustion chamber and the exhaust pipe form a gas path. Glow plugs 25 are used to heat and ignite the combustible mixture in the combustion chamber 21 when starting the boiler 20. They are installed in the threaded holes of the combustion chamber. The glow plug consists of a body, a rod, an incandescent spiral, mica gaskets and an asbestos seal. A candle is supplied from a power source 27 through a switch 26.

Блоки 1-9, 19,28, являются новыми, датчик остановки нагнетателя-сепаратора 1 выполнен на основе тахогенератора (см. например, В.В. Корнеев и др. "Основы автоматики и танковые автоматические системы", М., ВА БТВ, 1976 г., с. 148-154). При работающем нагнетателе-сепараторе 6 тахогенератор датчика 1 вращается и на выходе датчика формируется сигнал, подаваемый затем на вход блока 2. При неработающем нагнетателе - сепараторе 6 на выходе блока 1 сигнал отсутствует, первый управляемый коммутатор 2 в обычном состоянии выключен. Управляемые входы его связаны с блоками 1 и 3. Во включенном положении он обеспечивает подачу питания с источника питания 27 на электронагреватель 8. При подаче управляющего сигнала с выхода блока 1 первый управляемый коммутатор 2 включается, а при подаче управляемого сигнала с выхода блока 3 - выключается. Блок сравнения 3 выполнен на основе мостовой электрической цепи (см. например, Н.Н.Иващенко, "Автоматическое регулирование", М., Машиностроение, 1978, с. 77) и обеспечивает сравнение заданной температуры с реальной в обитаемом отделении. Если реальная температура в обитаемом отделении ниже заданной, то на выходе блока сравнения 3 сигнал отсутствует, а если выше, то на его выходе формируется сигнал, который затем подается на управляемый вход первого управляемого коммутатора 2, датчик температуры 4 обеспечивает измерение температуры в обитаемом отделении. Его конструктивное исполнение не является принципиальным, однако информация об измеренной температуре формируется в виде электрического сигнала, подаваемого на вход блока сравнения 3 /см. например, Н.Н.Иващенко, "Автоматическое регулирование", М., Машиностроение, 1978, с. 94-97/. Задатчик температуры 5 обеспечивает задание требуемого температурного уровня в обитаемом отделении. Конструктивно выполнен в виде делителя напряжения /см., например, под ред. Белоновского А.С., "Электроавтоматика и электрооборудование танков", часть 1, М., ВАБТВ, 1964, с. 24/, магазина сопротивления или регулируемого сопротивления /см. там же, с. 20-28/, подключенных к источнику питания 27 или бортовой сети подвижного объекта /на рисунке не показано/. Нагнетатель-сепаратор 6 предназначен для создания избыточного давления в обитаемом отделении и для фильтрации нагнетаемого воздуха, если обитаемое отделение находится в зоне с нарушенной экологией, например, в зараженной радиоактивными или отравляющими веществами зоне, если в обитаемом отделении появились выхлопные или пороховые газы, что может быть при стрельбе из боевых машин /особенно из орудийных установок/, при отоплении обитаемых отделений /палаток, пневмосооружений, машин и т.д./ бензиновыми или дизельными отопительными. Нагнетатель-сепаратор представляет собой воздушный насос центробежного типа с инерционной очисткой воздуха, такие нагнетатели нашли широкое распространение на боевых машинах /см. например, "Руководство по материальной части" и эксплуатации колесного бронетранспортера БТР-60 ПБ", М., Воениздат 1967, с. 382-386/. Они, как правило, состоят из корпуса с кольцом очистки воздуха, ротора в сборе, электродвигателя с крыльчаткой, заборного патрубка, приемного патрубка с механизмом закрывания клапана и выпускного патрубка с механизмом выпускного клапана. Первый 7 и второй 9 воздуховоды обеспечивают направленность и собранность движения воздуха, а также размещение электронагревателей 8 в них, такое исполнение обеспечивает высокую эффективность использования электронагревателей 8. Воздуховоды, как правило, выполняются из металла /жести/, произвольной формы, обеспечивающей удобство функционирования в обитаемом помещении как оборудования, так и обслуживающего персонала. В стационарных помещениях воздуховоды могут быть и тканевые. Располагаются воздуховоды в обитаемом отделении таким образом, чтобы выход второго воздуховода сопрягался с воздушным каналом вентилятора 12 и был направлен на водяной радиатор 18, такое размещение обеспечивает наиболее эффективный нагрев воздуха, поступающего через нагнетатель-сепаратор 6. Тепловой аккумулятор 19 предназначен для утилизации тепла горячих газов, выбрасываемых из газового тракта после теплообменника в атмосферу. Для этого выпускной патрубок газового тракта, являющийся вторым выходом теплообменника, соединен газоводом со входом теплового аккумулятора, в котором теплоаккумулирующий элемент, например, трансформаторное масло, сопряжен с воздушным трактом вентилятора. Благодаря этому тепло не только аккумулируется, но и передается воздушному потоку, что ускоряет нагрев обитаемого помещения /отделения/. Это особенно эффективно в том случае, если в электронагревателях 8 нагнетаемый воздух не успевает прогреться до заданной температуры. Электронагреватели 8 предназначены для подогрева нагнетаемого через воздуховоды 7 и 9 холодного воздуха. Они установлены в воздуховоды 7 и 9 /для ускорения нагрева воздуха и защиты нагревательных элементов от замыкания/. Электронагреватели трубчатого типа изготовлены из нихромовой спирали. Особенности их конструктивного исполнения широко известны /см. например, Д.А.Лопаев "Электрическая аппаратура бытового назначения", М., "Легкая индустрия", 1977, с. 18-55/. Третий управляемый коммутатор 28 служит для включения первого электродвигателя 11 при соответственно меньшей и большей температуре в обитаемом отделении, чем заданная. Управляемый вход управляемого коммутатора 28 соединен с выходом блока сравнения 3. В нормальном положении третий управляемый коммутатор выключен. При включении системы подогрева он включается вручную, а при достижении заданной температуры под действием сигнала с выхода блока сравнения 3 третий управляемый коммутатор 28 отключается. Blocks 1-9, 19.28 are new, the stop sensor of the blower-separator 1 is made on the basis of a tachogenerator (see, for example, V.V. Korneev et al. "Fundamentals of automation and tank automatic systems", M., VA BTV, 1976, p. 148-154). When the supercharger-separator 6 is operating, the tachometer of the sensor 1 rotates and a signal is generated at the output of the sensor, which is then fed to the input of block 2. With the non-working supercharger - separator 6, there is no signal at the output of block 1, the first controlled switch 2 is turned off in the normal state. Its controlled inputs are connected to blocks 1 and 3. In the on position, it provides power from the power source 27 to the electric heater 8. When a control signal is supplied from the output of block 1, the first managed switch 2 is turned on, and when a controlled signal is output from the output of block 3, it turns off . Comparison unit 3 is made on the basis of a bridge electric circuit (see, for example, N.N. Ivashchenko, “Automatic control”, M., Mashinostroenie, 1978, p. 77) and provides a comparison of the set temperature with the real temperature in the inhabited compartment. If the real temperature in the inhabited compartment is lower than the set value, then there is no signal at the output of the comparison unit 3, and if it is higher, a signal is generated at its output, which is then fed to the controlled input of the first controlled switch 2, the temperature sensor 4 provides temperature measurement in the inhabited compartment. Its design is not fundamental, however, information about the measured temperature is formed in the form of an electrical signal supplied to the input of the 3 / cm comparison unit. for example, N.N. Ivashchenko, "Automatic regulation", M., Engineering, 1978, p. 94-97 /. The temperature controller 5 provides the task of the required temperature level in the inhabited compartment. Structurally made in the form of a voltage divider / see, for example, ed. Belonovsky A.S., "Electric Automation and Electrical Equipment of Tanks", part 1, Moscow, VABTV, 1964, p. 24 /, store resistance or adjustable resistance / cm. in the same place, with. 20-28 / connected to a power source 27 or the on-board network of a moving object / not shown /. The supercharger-separator 6 is designed to create excess pressure in the inhabited compartment and to filter the injected air if the habitable compartment is in a zone with a disturbed ecology, for example, in a zone contaminated with radioactive or toxic substances, if exhaust or powder gases have appeared in the inhabited compartment when firing from military vehicles / especially from gun installations /, when heating inhabited compartments / tents, pneumatic installations, cars, etc. / with gasoline or diesel heating. The supercharger-separator is a centrifugal type air pump with inertial air purification, such superchargers are widely used in military vehicles / cm. for example, "Manual on the material part" and operation of a wheeled armored personnel carrier BTR-60 PB ", M., Voenizdat 1967, pp. 382-386 /. They usually consist of a housing with an air cleaning ring, a rotor assembly, an electric motor with the impeller, the intake pipe, the receiving pipe with a valve closing mechanism and the exhaust pipe with an exhaust valve mechanism.The first 7 and second 9 air ducts provide directivity and collection of air movement, as well as the placement of electric heaters 8 in them, this design provides high efficiency the efficiency of using electric heaters 8. Air ducts, as a rule, are made of metal / tin /, of arbitrary shape, which ensures the convenience of operating both equipment and maintenance personnel in the living room. In stationary rooms, air ducts can be also fabric. Air ducts are located in the inhabited compartment in this way so that the output of the second duct mates with the air channel of the fan 12 and is directed to the water radiator 18, this arrangement provides the most efficient heating in zduha flowing through the plenum separator 6. The heat accumulator 19 for heat recovery of hot gases emitted from a gas duct after the heat exchanger to the atmosphere. For this, the exhaust pipe of the gas path, which is the second output of the heat exchanger, is connected by the gas duct to the input of the heat accumulator, in which the heat storage element, for example, transformer oil, is connected to the air duct of the fan. Thanks to this, the heat is not only accumulated, but also transmitted to the air flow, which accelerates the heating of the inhabited room / compartment /. This is especially effective if the forced air in the electric heaters 8 does not have time to warm up to a predetermined temperature. Electric heaters 8 are designed to heat cold air pumped through air ducts 7 and 9. They are installed in the ducts 7 and 9 / to accelerate the heating of the air and protect the heating elements from short circuit /. Tubular type electric heaters are made of a nichrome spiral. Features of their design are widely known / cm. for example, D.A. Lopaev "Electrical apparatus for domestic use", M., "Light Industry", 1977, p. 18-55 /. The third managed switch 28 serves to turn on the first electric motor 11 at a correspondingly lower and higher temperature in the inhabited compartment than the predetermined one. The managed input of the managed switch 28 is connected to the output of the comparison unit 3. In the normal position, the third managed switch is turned off. When the heating system is turned on, it is turned on manually, and when the specified temperature is reached under the action of the signal from the output of the comparison unit 3, the third managed switch 28 is turned off.

Работа предлагаемой системы подогрева происходит следующим образом. Включаются /вручную оператором/ включатель 26, второй 14 и третий 28 управляемые коммутаторы, благодаря чему напряжение от источника питания 27 подается на свечи накаливания 25, первый 11 и второй 13 электродвигатели, свечи накаливания 25 разогреваются и нагревают полость камеры сгорания 21. Первый электродвигатель начинает вращаться и приводит в действие нагнетатели топлива 10, воздуха 16 и водяной насос 17. Второй электродвигатель приводит во вращение вентилятор 12. Нагнетатель топлива 10 подает топливо через сетчатый фильтр и топливный кран /на рисунке не показаны/ в форсунку, которая вводит его в распыленном виде в камеру сгорания 21 котла 20. В камере сгорания топливо, смешиваясь с воздухом, подаваемым вентилятором нагнетателя 16, образует горючую смесь, которая подогревается и воспламеняется свечами накаливания, а затем, сгорая, нагревает жидкость, циркулирующую в жидкостном тракте теплообменника 22. /При установившейся устойчивой работе камеры сгорания 21 свечи накаливания отключаются/. Нагретая жидкость водяным насосом 17 через змеевик обогрева 23 и полости обогрева 24 систем двигателя поступает в водяной радиатор 18 и далее через водяной насос возвращается в теплообменник 22. Горячие газы, отдав часть тепла для нагрева жидкости в теплообменнике 22, поступают в тепловой аккумулятор 19, а не выбрасывается в атмосферу, как в прототипе. После отдачи тепла в теплообменнике газы выбрасываются в атмосферу. Вентилятор 12 прогоняет воздух через дефлектор 15 и водяной радиатор 18, благодаря чему воздух, соприкасаясь с нагретыми трубками и пластинками водяного радиатора и теплового аккумулятора, значительно нагревается и температура в обитаемом отделении повышается. Если появляется необходимость создания в обитаемом отделении избыточного давления, то включается нагнетатель-сепаратор 6, который одновременно обеспечивает и фильтрацию нагнетаемого воздуха. Воздух, поступающий через впускной клапан в приемный патрубок, попадает в пространство между ротором и корпусом и раскручивается лопатками ротора, находящиеся в нем тяжелые частички под воздействие центробежной силы отбрасываются к периферии и через окна в кольце очистки воздуха выбрасываются наружу через выпускной патрубок и клапан выброса пыли. Включается нагнетатель-сепаратор только при открытых воздушных впускном и выпускном клапанах. Если температура окружающего воздуха существенно ниже, чем в обитаемом отделении, то необходимо включить электронагреватели 8 путем включения /вручную/ первого управляемого коммутатора 2. Благодаря этому питание на электронагревателе 8 подается с источника питания 27. Электронагреватели разогреваются и обеспечивают нагрев воздуха нагнетателем-сепаратором через воздуховоды 7 и 9. Использование электронагревателей, а не воздушных радиаторов, аналогичных водяному радиатору 18, объясняется тем, что при одинаковых условиях нагрев воздуха происходит значительно быстрей, так как температура электронагревателей не ограничивается температурой кипения воды, как у водяных радиаторов, включение электронагревателей возможно и эффективно в любой момент, а водяных радиаторов - лишь при температуре подогреваемой жидкости не ниже 80^oC /см. например, прототип/. Кроме того, в стесненных условиях обитаемого отделения компактность электронагревателей и удобство их монтажа обеспечивают им значительное преимущество перед водяными радиаторами. При нагреве воздуха в обитаемом отделении до заданной температуры на выходе блока сравнения появляется электрический сигнал, обеспечивающий отключение первым, вторым и третьим управляемыми коммутаторами соответственно электронагревателей 8, второго и третьего электродвигателей. Нагнетатели 10,16 и насос 17 останавливаются. Система подогрева полностью отключается. При возникновении неисправностей в нагнетателе-сепараторе и его остановке на выходе датчика 1 формируется электрический сигнал, подаваемый на вход первого управляемого коммутатора и отключающий электронагреватели 8 независимо от уровня температуры в обитаемом отделении. Это необходимо для исключения перегрева электронагревателей и выхода их из строя при отсутствии охлаждающего воздушного потока в воздуховодах 7 и 9.The work of the proposed heating system is as follows. Managed switches are manually switched on by the operator / switch 26, second 14 and third 28 controlled switches, so that the voltage from the power source 27 is supplied to glow plugs 25, first 11 and second 13 electric motors, glow plugs 25 are heated and heat up the cavity of combustion chamber 21. The first electric motor starts rotate and drives the superchargers of fuel 10, air 16 and the water pump 17. The second electric motor drives the fan 12. The supercharger of fuel 10 delivers the fuel through a strainer and fuel valve / fig. not shown / in the nozzle, which introduces it in a sprayed form into the combustion chamber 21 of the boiler 20. In the combustion chamber, the fuel, mixed with the air supplied by the blower fan 16, forms a combustible mixture, which is heated and ignited by glow plugs, and then, burning, heats the liquid circulating in the liquid path of the heat exchanger 22. / With steady steady operation of the combustion chamber 21, the glow plugs are turned off /. The heated liquid by the water pump 17 through the heating coil 23 and the heating cavity 24 of the engine systems enters the water radiator 18 and then through the water pump returns to the heat exchanger 22. The hot gases, having given part of the heat to heat the liquid in the heat exchanger 22, enter the heat accumulator 19, and not released into the atmosphere, as in the prototype. After heat is transferred to the heat exchanger, gases are released into the atmosphere. The fan 12 drives air through the deflector 15 and the water radiator 18, so that the air, in contact with the heated tubes and plates of the water radiator and heat accumulator, is significantly heated and the temperature in the inhabited compartment rises. If there is a need to create excess pressure in the inhabited compartment, then the blower-separator 6 is turned on, which simultaneously provides filtering of the injected air. The air entering through the inlet valve into the inlet nozzle enters the space between the rotor and the casing and is unwound by the rotor blades, the heavy particles inside it are discarded to the periphery by the action of centrifugal force and are thrown out through the windows in the air cleaning ring through the exhaust pipe and the dust discharge valve . The blower-separator is activated only with the open air inlet and outlet valves. If the ambient temperature is significantly lower than in the inhabited compartment, it is necessary to turn on the electric heaters 8 by turning on / manually / the first controlled switch 2. Due to this, the power on the electric heater 8 is supplied from the power source 27. The electric heaters are heated and provide heating of the air by the blower-separator through the air ducts 7 and 9. The use of electric heaters, and not air radiators, similar to a water radiator 18, is explained by the fact that under the same conditions, air heating comes much faster, since the temperature of electric heaters is not limited to the boiling point of water, as with water radiators, turning on electric heaters is possible and effective at any time, and water radiators - only at a temperature of the heated liquid not lower than 80 ^o C / cm. e.g. prototype. In addition, in the cramped conditions of the habitable compartment, the compactness of electric heaters and the convenience of their installation provide them with a significant advantage over water radiators. When air is heated in the inhabited compartment to a predetermined temperature, an electrical signal appears at the output of the comparison unit, which ensures that the first, second and third controlled switches turn off electric heaters 8, second and third electric motors, respectively. Superchargers 10.16 and pump 17 are stopped. The heating system is completely turned off. In the event of malfunctions in the supercharger-separator and its stop at the output of the sensor 1, an electric signal is generated that is fed to the input of the first controlled switch and turns off the electric heaters 8 regardless of the temperature level in the inhabited compartment. This is necessary to avoid overheating of electric heaters and their failure in the absence of cooling air flow in the ducts 7 and 9.

При определенном соотношении температур окружающего воздуха и обитаемого отделения включение системы подогрева может происходить не полностью, а частично. Например, могут не включаться электроподогреватели 8. В этом случае подогрев воздуха происходит с помощью водяного радиатора 18 и теплового аккумулятора 19. Или же могут быть отключены свечи накаливания 25 и первый электродвигатель 11. В этом случае исключается из процесса подогрева водяной радиатор 18 и тепловой аккумулятор 19. При частичном включении задействованные элементы работают так же, как описано выше при полном включении. With a certain ratio of ambient temperatures to the inhabited compartment, the inclusion of the heating system may not occur completely, but partially. For example, the electric heaters 8 may not turn on. In this case, the air is heated using the water radiator 18 and the heat accumulator 19. Or the glow plugs 25 and the first electric motor 11 can be turned off. In this case, the water radiator 18 and the heat accumulator are excluded 19. With partial switching on, the involved elements work in the same way as described above with full switching on.

Возможность изготовления предложенной системы не вызывает сомнений, так как введенные элементы изготавливаются серийно и находят широкое применение как в народном хозяйстве, так и на объектах военной техники. The possibility of manufacturing the proposed system is not in doubt, since the introduced elements are manufactured in series and are widely used both in the national economy and in military equipment.

Таким образом, введение в систему подогрева электронагревателей и теплового аккумулятора, а также обеспечивающих их работу элементов и связей позволяет существенно повысить практически без дополнительных затрат теплопроизводительность систем подогрева особенно используемых на транспортных средствах / до 260%/, так как и энергия источника питания и тепло горячих газов после теплообменников остаются, как правило, невостребованными либо полностью, либо частично. Например, на марше боевых машин системы вооружения /основной потребитель энергии/ не включаются, а электрический генератор работает и может отдавать полную мощность /до 20 кВт/. Тепловая энергия горячих газов после теплообменника в прототипе не использовалась совсем, а в предложенной системе эта энергия утилизируется. Thus, the introduction of electric heaters and a heat accumulator into the heating system, as well as elements and connections ensuring their operation, can significantly increase the heating performance of heating systems especially used on vehicles / to 260% / with practically no additional costs, since both the energy of the power source and the heat of hot gases after heat exchangers remain, as a rule, unclaimed either completely or partially. For example, on the march of combat vehicles, weapons systems / the main energy consumer / are not turned on, and the electric generator is working and can give full power / up to 20 kW /. The thermal energy of the hot gases after the heat exchanger in the prototype was not used at all, and in the proposed system this energy is utilized.

Кроме того, конструктивное размещение электронагревателей в воздуховодах позволило, с одной стороны, сэкономить крепежный и защитный материал, а с другой - благодаря охлаждающему действию нагнетаемого воздуха - повысить температуру нагрева электронагревателей, без снижения их надежности. In addition, the constructive placement of electric heaters in air ducts made it possible, on the one hand, to save fixing and protective material, and on the other hand, due to the cooling effect of the forced air, to increase the heating temperature of electric heaters, without compromising their reliability.

Claims

A heating system, comprising a boiler with a combustion chamber and a heat exchanger connected to it, serially connected by pipelines to the coils and heating cavities, a water radiator and a water pump, the outlet of which is connected by a water pipe to the core of the heat exchanger, the first and second electric motors, a power source, fuel and air blowers connected by means of a pipe and duct with a combustion chamber, respectively, glow plugs installed in the combustion chamber and connected through a switch to a power source , a fan with a deflector, coupled through the air duct with a water radiator, while the input of the heating coils is connected to the first output of the heat exchanger, the water pump, the fuel and air blowers are connected to the shaft of the first electric motor, and the fan with the shaft of the second electric motor, characterized in that heat accumulator, blower-separator with air ducts, electric heaters installed in ducts and interfaced with blower-separator and air duct of the fan, first, second and three controlled switches, a temperature sensor, a comparison unit, a temperature controller and a stop sensor of the blower-separator, while the output of the sensor and temperature controller are connected respectively to the first and second inputs of the comparison unit, the inputs of electric heaters and electric motors through respectively the first, third and second controlled the switches are connected to the output of the power source, the second inputs of the managed switches are connected to the output of the comparison unit, the third input of the first managed switch inen with the output of the stop sensor of the blower-separator, the input of which is connected to the output of the blower-separator, the heat accumulator is connected to the air duct of the fan and is connected to the second output of the heat exchanger through a gas duct.