RU2179688C1

RU2179688C1 - Hot-water heating system

Info

Publication number: RU2179688C1
Application number: RU2000115240/06A
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Кожевников
Original assignee: Российский Университет Дружбы Народов
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2002-02-20

Abstract

FIELD: heating systems for dwelling houses, industrial and agricultural buildings. SUBSTANCE: hot-water heating includes heat generator, expansion tank, supply line, circulating pump, heating appliances and adjusting and shut-off valves. According to invention, heat-transfer agent temperature sensor is fitted in section of circulating line between heat generator and circulating pump; this sensor is electrically connected with relay unit for control of circulating pump and drain valve drives drain valve is provided with branch pipe whose free end is submerged in emergency reservoir located below circulating line; drain valve is mounted in circulating line before circulating pump. EFFECT: avoidance of breakage of individual members and system as a whole because of freezing of heat-transfer agent in case of disconnection of heat generator. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области отопительной техники и может быть использовано для отопления жилых, производственных и сельскохозяйственных зданий. The invention relates to the field of heating equipment and can be used for heating residential, industrial and agricultural buildings.

Одной из проблем эксплуатации систем водяного отопления является замерзание теплоносителя при отсутствии тепловой энергии в генераторе теплоты и низких температурах окружающего воздуха. Отсутствие тепловой энергии в генераторе теплоты может быть обусловлено различными причинами: недостаток топлива или длительное отключение источника тепловой энергии (газа или электричества), отъезд потребителей на длительное время и др. Это приводит к тому, что в результате замерзания воды в теплопроводах и отопительных приборах последние разрушаются под действием сил от увеличивающегося в объеме льда. В результате возникает необходимость замены разрушенных отопительных приборов участков теплопроводов. One of the problems of operating water heating systems is the freezing of the coolant in the absence of thermal energy in the heat generator and low ambient temperatures. The absence of thermal energy in the heat generator can be due to various reasons: lack of fuel or a long shutdown of the source of thermal energy (gas or electricity), the departure of consumers for a long time, etc. This leads to the fact that as a result of freezing of water in heat pipes and heating devices are destroyed by the action of increasing ice volume. As a result, there is a need to replace damaged heating appliances in sections of heat pipes.

Известна система отопления, содержащая генератор теплоты, расширительный бак, подающую магистраль, циркуляционную магистраль и нагревательные приборы [1] . Недостатком данной системы является возможность замерзания теплоносителя при отключении подачи энергии к генератору теплоты при пониженных температурах наружного воздуха в зимний период эксплуатации. A known heating system containing a heat generator, an expansion tank, a supply line, a circulation line and heating devices [1]. The disadvantage of this system is the possibility of freezing of the coolant when the power supply to the heat generator is turned off at low outdoor temperatures during the winter period of operation.

Прототипом заявляемого технического решения является система водяного отопления, содержащая генератор теплоты, расширительный бак, подающую магистраль, циркуляционную магистраль, циркуляционный насос, отопительные приборы, регулирующие и запорные вентили [2]. A prototype of the claimed technical solution is a water heating system containing a heat generator, an expansion tank, a supply line, a circulation line, a circulation pump, heating devices, control valves and shut-off valves [2].

Недостатком прототипа является то, что после отключения подачи тепловой энергии к генератору теплоты, теплоноситель в системе водяного отопления интенсивно остывает. Остывание теплоносителя до температуры его замерзания приводит к разрушению теплопроводов, отопительных приборов и других элементов системы водяного отопления, заполненных водой. Это происходит потому, что техническим решением прототипа не обеспечивается в автоматическом режиме удаление теплоносителя из системы водяного отопления при снижении его температуры до значения, предстоящего замерзанию. Недостатком прототипа является также невозможность механизированного заполнения системы водяного отопления теплоносителем, слитым в аварийную емкость. Это представляется важным, так как в системах водяного отопления вода, как правило, подвергается предварительной химической очистке от ионов кальция и магния для предотвращения карбонатных отложений. The disadvantage of the prototype is that after turning off the supply of thermal energy to the heat generator, the coolant in the water heating system cools down intensively. Cooling the coolant to its freezing temperature leads to the destruction of heat pipes, heating devices and other elements of the water heating system filled with water. This is because the technical solution of the prototype is not provided in automatic mode, the removal of the coolant from the water heating system while lowering its temperature to the value coming to freezing. The disadvantage of the prototype is the impossibility of mechanized filling of the water heating system with a coolant, merged into an emergency tank. This seems important, since in water heating systems, water is usually subjected to preliminary chemical cleaning of calcium and magnesium ions to prevent carbonate deposits.

В основу изобретения поставлена задача предотвращения разрушения как отдельных элементов, так и системы водяного отопления в целом, обусловленного действием замерзшего теплоносителя (воды) при длительном отключении подачи тепловой энергии к генератору теплоты в периоды низких температур наружного воздуха. The basis of the invention is the task of preventing the destruction of both individual elements and the water heating system as a whole, due to the action of a frozen coolant (water) with a prolonged shutdown of the heat energy supply to the heat generator during periods of low outdoor temperatures.

Сущность изобретения заключается в том, что система водяного отопления, содержащая генератор теплоты, расширительный бак, подающую магистраль, циркуляционную магистраль, циркуляционный насос, отопительные приборы, регулирующие и запорные вентили, дополнительно содержит датчик температуры теплоносителя, установленный на участке циркуляционной магистрали между генератором теплоты и циркуляционным насосом и соединенный электрически с блоком реле управления приводами циркуляционного насоса и сливного клапана, последний снабжен патрубком, свободный конец которого погружен в аварийную емкость, расположенную ниже циркуляционной магистрали, при этом сливной клапан установлен на циркуляционной магистрали перед циркуляционным насосом. Сливной клапан, установленный на циркуляционной магистрали перед циркуляционным насосом позволяет обеспечить в автоматическом режиме удаление теплоносителя из системы водяного отопления при его остывании до установленной потребителем температуры, вызванном прекращением подачи тепловой энергии к генератору теплоты. При этом удаляемый из системы водяного отопления теплоноситель сливается в аварийную емкость для последующего использования в системе водяного отопления после восстановления подачи тепловой энергии к генератору теплоты. Заполнение системы водяного отопления теплоносителем производится в ручном режиме посредством циркуляционного насоса через присоединенный к сливному клапану патрубок, свободный конец которого погружен в аварийную емкость. The essence of the invention lies in the fact that the water heating system comprising a heat generator, an expansion tank, a supply pipe, a circulation pipe, a circulation pump, heating devices, control valves and shut-off valves, further comprises a heat carrier temperature sensor mounted on a section of the circulation pipe between the heat generator and circulation pump and electrically connected to the relay control unit of the circulation pump and drain valve, the latter is equipped with a patrol a compartment, the free end of which is immersed in an emergency tank located below the circulation line, while the drain valve is installed on the circulation line in front of the circulation pump. A drain valve installed on the circulation line in front of the circulation pump allows automatic removal of the coolant from the water heating system when it cools to the temperature set by the consumer, caused by the interruption in the supply of heat energy to the heat generator. In this case, the coolant removed from the water heating system is discharged into an emergency tank for subsequent use in the water heating system after restoring the supply of thermal energy to the heat generator. The water heating system is filled with coolant in manual mode by means of a circulation pump through a pipe connected to the drain valve, the free end of which is immersed in the emergency tank.

На прилагаемом к описанию чертеже представлена схема системы водяного отопления, состоящей из генератора теплоты 1, к которому присоединена подающая магистраль 2, соединенная с расширительным баком 3 и отопительными приборами 4. Циркуляционная магистраль 5 соединяет отопительные приборы 4 и генератор теплоты 1. На циркуляционной магистрали 5 установлен циркуляционный насос 6, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя. На циркуляционной магистрали 5 между циркуляционным насосом 6 и генератором теплоты 1 установлен датчик температуры теплоносителя 7, представляющий собой терморезистор, соединенный электрически с блоком реле управления 8 электромагнитными приводами сливного клапана 9 и циркуляционного насоса 6. Сливной клапан 9 установлен на циркуляционной магистрали 5 перед циркуляционным насосом 6 и снабжен патрубком 10, свободный конец которого погружен в аварийную емкость 11, установленную ниже циркуляционной магистрали 5. Также показаны регулирующие и запорные вентили 12. The drawing, attached to the description, shows a diagram of a water heating system consisting of a heat generator 1, to which a supply pipe 2 is connected, connected to an expansion tank 3 and heating devices 4. A circulation line 5 connects the heaters 4 and a heat generator 1. On the circulation line 5 a circulation pump 6 is installed, providing circulation of the coolant. On the circulation line 5, between the circulation pump 6 and the heat generator 1, a heat carrier temperature sensor 7 is installed, which is a thermistor connected electrically to the control relay unit 8 of the electromagnetic actuators of the drain valve 9 and the circulation pump 6. A drain valve 9 is installed on the circulation line 5 in front of the circulation pump 6 and is equipped with a pipe 10, the free end of which is immersed in the emergency tank 11, installed below the circulation line 5. Also shown are regulatory shut-off valves 12.

Система работает следующим образом. В генераторе теплоты 1 происходит нагревание теплоносителя, который под действием давления, создаваемого циркуляционным насосом 6, по подающей магистрали 2 направляется к отопительным приборам 4, где происходит теплоотдача в обогреваемое помещение. За счет теплоотдачи теплоноситель охлаждается и направляется в циркуляционную магистраль 5 под воздействием гравитационных сил и циркуляционного насоса 6, после которого поступает в генератор теплоты 1. Компенсация увеличения объема теплоносителя при нагревании и удаление воздуха из системы водяного отопления осуществляется посредством расширительного бака 3. При прекращении подачи тепловой энергии к генератору теплоты 1 теплоноситель остывает до температуры, установленной потребителем посредством блока реле управления 8 и контролируемой датчиком температуры теплоносителя 7, установленным на участке циркуляционной магистрали 5 между генератором теплоты 1 и циркуляционным насосом 6. После охлаждения теплоносителя ниже установленного потребителем значения электрическое сопротивление датчика температуры теплоносителя 7 пропускает такой ток, при котором блок реле управления 8 включает электрическое питание электромагнитного привода сливного клапана 9, что приводит к его открыванию. Одновременно с включением электромагнитного привода сливного клапана 9 блоком реле управления 8 производится отключение циркуляционного насоса 6. В результате циркуляция теплоносителя в системе водяного отопления прекращается, а теплоноситель самотеком удаляется в аварийную емкость 11. Заполнение системы водяного отопления теплоносителем осуществляется в ручном режиме путем включения циркуляционного насоса 6. При этом теплоноситель из аварийной емкости 11 по патрубку 10 засасывается циркуляционным насосом 6 и подается в генератор теплоты 1 с последующим движением по подающей магистрали 2, через отопительные приборы 4, по циркуляционной магистрали 5, через циркуляционный насос 6 в генератор теплоты 1. The system operates as follows. In the heat generator 1, the coolant is heated, which, under the action of the pressure created by the circulation pump 6, is sent through the supply line 2 to the heating devices 4, where heat transfer to the heated room occurs. Due to the heat transfer, the coolant is cooled and sent to the circulation line 5 under the influence of gravitational forces and the circulation pump 6, after which it enters the heat generator 1. Compensation for the increase in the volume of the coolant during heating and the removal of air from the water heating system is carried out by means of an expansion tank 3. When the supply is stopped heat energy to the heat generator 1 coolant cools to a temperature set by the consumer through the control relay unit 8 and controls sensed by the temperature sensor of the coolant 7 installed on the section of the circulation line 5 between the heat generator 1 and the circulation pump 6. After cooling the coolant below the value set by the consumer, the electrical resistance of the temperature sensor of the coolant 7 passes such a current at which the control relay unit 8 turns on the electric power of the drain electromagnetic drive valve 9, which leads to its opening. Simultaneously with switching on the electromagnetic drive of the drain valve 9, the control relay unit 8 shuts off the circulation pump 6. As a result, the coolant in the water heating system stops circulating, and the coolant is removed by gravity to the emergency tank 11. The water heating system is filled with the coolant in manual mode by turning on the circulation pump 6. In this case, the coolant from the emergency tank 11 through the pipe 10 is sucked in by a circulation pump 6 and heat is supplied to the generator you 1 followed by the movement of the flow line 2, through heating devices 4, 5 by a circulating line, through the circulation pump 6 in the heat generator 1.

Обоснование необходимости установки датчика температуры теплоносителя 7 представлена выше. Датчик температуры теплоносителя 7 установлен на участке циркуляционной магистрали 5 между генератором теплоты 1 и циркуляционным насосом 6 потому, что на этом участке системы водяного отопления температура теплоносителя достигает самых низких значений при всех условиях работы. Это позволяет обеспечить удаление теплоносителя из системы водяного отопления в аварийную емкость 11 до начала его замерзания и разрушающего действия льда на элементы системы водяного отопления. The rationale for installing a temperature sensor 7 is presented above. The temperature sensor of the coolant 7 is installed on the section of the circulation line 5 between the heat generator 1 and the circulation pump 6 because in this section of the water heating system the temperature of the coolant reaches the lowest values under all operating conditions. This allows you to ensure the removal of coolant from the water heating system in the emergency tank 11 before it freezes and the destructive effect of ice on the elements of the water heating system.

Необходимость установки на сливной клапан 8 патрубка 10, свободный конец которого погружен в аварийную емкость 11, расположенную ниже циркуляционной магистрали 5, обусловлена тем, что в этом случае обеспечивается возможность перекачивания циркуляционным насосом 6 теплоносителя из аварийной емкости 11 в систему водяного отопления. The need for installation on the drain valve 8 of the pipe 10, the free end of which is immersed in the emergency tank 11, located below the circulation line 5, due to the fact that in this case it is possible to pump the coolant by the circulating pump 6 from the emergency tank 11 into the water heating system.

Источники информации
1. Гусев В. И., Ковалев Н.И., Попов В.П., Потрошков В.А. Теплотехника, отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха. Ленинград: Стройиздат, Ленинградское отделение, 1981 г., с.125, рис.2.28.Sources of information
1. Gusev V.I., Kovalev N.I., Popov V.P., Potroshkov V.A. Heat engineering, heating, ventilation and air conditioning. Leningrad: Stroyizdat, Leningrad Branch, 1981, p. 125, Fig. 2.28.

2. Водяное отопление индивидуального дома. "Траст", "Траст-Пресс", 1999 г., с.39, рис.1.8. 2. Water heating of an individual house. “Trust”, “Trust-Press”, 1999, p. 39, fig. 1.8.

Claims

A water heating system comprising a heat generator, an expansion tank, a supply line, a circulation line, a circulation pump, heating devices, control valves and shut-off valves, characterized in that in the section of the circulation line between the heat generator and the circulation pump, a heat carrier temperature sensor is additionally installed, electrically connected with the relay control unit for the circulation pump and drain valve, the latter is equipped with a pipe, the free end of which is buried wives to the emergency tank, located below the circulation line, while the drain valve is installed on the circulation line in front of the circulation pump.