RU2343357C1 - Heating system of building - Google Patents
Heating system of building Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343357C1 RU2343357C1 RU2007116242/03A RU2007116242A RU2343357C1 RU 2343357 C1 RU2343357 C1 RU 2343357C1 RU 2007116242/03 A RU2007116242/03 A RU 2007116242/03A RU 2007116242 A RU2007116242 A RU 2007116242A RU 2343357 C1 RU2343357 C1 RU 2343357C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- heating system
- pipe
- inkjet device
- building
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к одно- и двухтрубным системам отопления с термостатами, а также к энергосберегающим автоматическим системам отопления зданий различной этажности, включая многоэтажные.The invention relates to one- and two-pipe heating systems with thermostats, as well as energy-saving automatic heating systems for buildings of various floors, including multi-story.
Известны системы отопления в зданиях [1] (В.Д.Коркин. Системы водяного отопления с радиаторами // ж. АВОК №4, 2002), в которых использованы регулировочные краны, расположенные непосредственно у радиаторов. Недостатком таких систем является практическое отсутствие энергосберегающих режимов отопления.Known heating systems in buildings [1] (VD Korkin. Water heating systems with radiators // Zh. AVOK No. 4, 2002), in which control valves located directly at the radiators are used. The disadvantage of such systems is the practical lack of energy-saving heating modes.
Эффективность использования тепла в различных системах отопления с использованием комнатных (радиаторных) термостатов зависит от величины остаточной теплоотдачи в системе отопления [2] (Энергосберегающие системы теплоснабжения зданий на основе современных технологий и материалов. Альбом. Ред. С.А.Чистович. С-П. 2003. с.8-9, 135 п.8-11).The efficiency of heat use in various heating systems using room (radiator) thermostats depends on the amount of residual heat transfer in the heating system [2] (Energy-saving heating systems for buildings based on modern technologies and materials. Album. Ed. S.A. Chistovich. S-P 2003. p. 8-9, 135 p. 8-11).
Приведенные традиционные одно- и двухтрубные системы отопления с отопительными приборами и термостатами имеют большую остаточную теплоотдачу, неучтенные потери тепла и возможные выбросы значительного количества тепла в атмосферу при перегреве.The presented traditional one- and two-pipe heating systems with heating devices and thermostats have a large residual heat transfer, unaccounted for heat losses and possible emissions of a significant amount of heat into the atmosphere during overheating.
При полном отключении отопительного прибора закрытый клапан термостата создает условия практического отсутствия течения рабочей жидкости в отопительном приборе, например в конвекторе. Сила гравитации образует температурные слои, перемещая жидкость с меньшей температурой и большей плотностью в нижнюю часть секции отопительного прибора, а с большей температурой в ее верхнюю часть. Далее, если нет препятствий, через отводящую трубу жидкость с большей температурой замещает охлажденную часть в отопительном приборе, доставляя с собой излишнее количества тепла. Кроме того, поступление в помещение дополнительного нетребуемого тепла, т.к. клапан термостата закрыт при тепловом равновесии в помещении, осуществляется от теплоносителя через все металлические соединения труб системы отопления с отопительным прибором.When the heater is completely turned off, the closed thermostat valve creates conditions for the practical absence of flow of the working fluid in the heater, for example, in a convector. The force of gravity forms temperature layers, moving the liquid with a lower temperature and higher density to the lower part of the heater section, and with a higher temperature to its upper part. Further, if there are no obstacles, through a discharge pipe, a liquid with a higher temperature replaces the cooled part in the heating device, delivering an excessive amount of heat with it. In addition, the receipt of additional unnecessary heat into the room, as the thermostat valve is closed during thermal equilibrium in the room, it is carried out from the coolant through all the metal connections of the pipes of the heating system to the heater.
Для уменьшения остаточной теплоотдачи используются схемные решения, в которых меняется расположение радиаторного термостата до входа в отопительный прибор (конвектор) или после него [3] (Сасин В.И. и др. Руководство по применению алюминиевых литых секционных радиаторов «Calidor Super» фирмы «Fondital». Изд. ФГУП НИИсантехники, ООО Витатерм, М., 2001).To reduce the residual heat transfer, circuit solutions are used in which the location of the radiator thermostat is changed before entering the heater (convector) or after it [3] (V. Sasin et al. Guidelines for the use of Calidor Super cast aluminum sectional radiators manufactured by Fondital ". Publishing house of FSUE NIIsantekhniki, LLC Vitaterm, M., 2001).
Применяются такие конструктивные приемы, как тепловой барьер, в виде отдельных устройств: специальные колена, двойные изгибы трубопровода, наклонные участки трубопровода, косые каналы в специальных вставках в трубопровод и др.Such design methods as the thermal barrier are applied in the form of separate devices: special bends, double bends of the pipeline, inclined sections of the pipeline, oblique channels in special inserts in the pipeline, etc.
Недостатком схемных решений является ограниченная возможность индивидуального регулирования температуры из-за большой остаточной теплоотдачи при полном отключении отопительных приборов.The disadvantage of circuit solutions is the limited possibility of individual temperature control due to the large residual heat transfer with a complete shutdown of heating devices.
Недостатками известных конструктивных устройств теплового барьера является пассивный способ создания препятствия при малых скоростях движения жидкости, что соответствует малым коэффициентам затекания в отопительный прибор. Не используется дополнительно энергия рабочей жидкости всей системы отопления и возможности получения дополнительных эффектов. Например, увеличение расхода через отопительный прибор (величины коэффициента затекания) от действия, например, инерционных или эжектирующих сил.The disadvantages of the known structural devices of the thermal barrier is a passive method of creating an obstacle at low velocities of the fluid, which corresponds to low coefficients of leakage into the heater. The energy of the working fluid of the entire heating system and the possibility of obtaining additional effects are not used additionally. For example, an increase in the flow rate through the heater (values of the leakage coefficient) from the action of, for example, inertial or ejection forces.
Наиболее близким техническим решением является система с отопительными приборами [4] (Ю.А.Коростелев и др. К расчету горизонтальных однотрубных систем отопления // АВОК №6, 2006). Отопительные приборы присоединяются к однотрубной системе отопления с помощью осевых и смещенных байпасов (замыкающих каналов). Отводящая труба отопительного прибора при осевом подключении может испытывать эффект эжекции (узел А, с.36). Однако боковое расположение входа отводящей трубы, как в тройнике, деформированное поле скоростей при инверсии значительно снижает этот эффект пониженного давления на срезе входа. Отсутствие приемной камеры и камеры смешения для последующего выравнивания эпюры скоростей и восстановления давления повышает гидравлическое сопротивление всего узла и уменьшает коэффициент затекания в отопительный прибор.The closest technical solution is a system with heating devices [4] (Yu.A. Korostelev and others. To the calculation of horizontal one-pipe heating systems // ABOK No. 6, 2006). Heating devices are connected to a single-pipe heating system using axial and offset bypasses (closing channels). The outlet pipe of the heater with axial connection can experience the effect of ejection (node A, p. 36). However, the lateral location of the inlet of the outlet pipe, as in a tee, the deformed velocity field during inversion significantly reduces this effect of reduced pressure at the inlet section. The absence of a receiving chamber and a mixing chamber for subsequent equalization of the velocity plot and pressure recovery increases the hydraulic resistance of the entire assembly and reduces the coefficient of leakage into the heater.
Конструктивный монтаж такого подключения требует сварочных работ по месту присоединения отопительного прибора. Отсутствие точного месторасположения присоединения отопительного прибора к системе отопления на стадии проектирования отдельных узлов системы не позволяет заготавливать отдельные детали впрок, т.к. узлы не типовые.The structural installation of such a connection requires welding work at the place of connection of the heater. The lack of an exact location of the heater connection to the heating system at the design stage of individual system nodes does not allow procurement of individual parts for the future, as nodes are not typical.
Проектирование горизонтальных систем отопления предполагает тщательную увязку гидравлических потерь в ветвях и циркуляционных кольцах по этажам при наличии различного этажного давления, что приводит к неоднозначным данным по коэффициенту затекания при проектировании системы и последующей ее эксплуатации.The design of horizontal heating systems involves careful coordination of hydraulic losses in the branches and circulation rings by floors in the presence of different floor pressure, which leads to ambiguous data on the leakage coefficient during the design of the system and its subsequent operation.
В известной системе отопления при традиционной схеме управления подачей тепла с помощью термостата (без струйного устройства), например, через конвектор теплоноситель (горячая вода) поступает одновременно в конвектор и байпас до тех пор, пока температура в помещении не будет равна заданной термостатом. По мере приближения температуры к заданной затвор клапана постепенно уменьшает проходное сечение, происходит перераспределение расхода теплоносителя между конвектором и байпасом. При наступлении теплового баланса между притоком и оттоком тепла из помещения затвор клапана термостата, например, закрывается и подача воды из подающей трубы в конвектор прекращается. Далее горячая вода поступает только по байпасу, обходя данный конвектор мимо, например, на другие этажи здания. По мере остывания воды в трубах конвектора (нижней и верхней) происходит гравитационное расслоение в объемах труб по удельному весу на горячие (вверху) и холодные (внизу) слои.In the known heating system, with the traditional scheme for controlling the heat supply by means of a thermostat (without an inkjet device), for example, through the convector, the coolant (hot water) enters the convector and bypass at the same time until the room temperature is equal to the set thermostat. As the temperature approaches the predetermined valve gate, the flow area gradually decreases, the flow rate of the coolant between the convector and bypass is redistributed. When the heat balance occurs between the influx and outflow of heat from the room, the thermostat valve shutter, for example, closes and the water supply from the supply pipe to the convector stops. Further, hot water flows only bypass, bypassing this convector by, for example, to other floors of the building. As the water cools down in the convector pipes (lower and upper), gravitational separation occurs in the volumes of the pipes according to their specific gravity into hot (top) and cold (bottom) layers.
В этом состоянии клапан закрыт. Система отопления пропускает горячую воду через байпас в рассматриваемом конвекторе. Поток воды, протекая по байпасу, увлекает за собой некоторую часть из общего объема воды конвектора, в том числе охлажденную. На ее место проникает снова горячая вода, замещая их. Термостат на изменение этой ситуации в трубах конвектора никак не реагирует, его клапан закрыт, прибывающее тепло увеличивает температуру в помещении. Однако приращение тепла при закрытом затворе клапана термостата нарушает температурный баланс в помещении. Температура неуправляемо возрастает до тех пор, пока не установится баланс между оттоком тепла через стены уже при другой, повышенной, температуре помещения по сравнению с заданной температурой термостатом. Или будет обеспечен отток тепла через дополнительно открытую форточку в окне с помощью так называемого «форточного» регулятора поддержания температуры в помещении.In this state, the valve is closed. The heating system passes hot water through the bypass in the convector in question. The flow of water, flowing along the bypass, carries with it a certain part of the total volume of convector water, including cooled. Hot water penetrates its place again, replacing them. The thermostat does not react in any way to the change in this situation in the convector pipes, its valve is closed, the incoming heat increases the room temperature. However, the increment of heat when the thermostat valve shutter is closed violates the temperature balance in the room. The temperature rises uncontrollably until a balance is established between the outflow of heat through the walls at a different, elevated room temperature compared to the set temperature by the thermostat. Or the outflow of heat will be provided through an additionally open window in the window with the help of the so-called “fortochny” controller for maintaining the room temperature.
Для устранения отмеченных недостатков и увеличения энергосберегающей функции системы отопления предлагается система отопления здания, содержащая вертикальные подающую и отводящую магистрали, подключенные к ним непосредственно или через горизонтальные поэтажные подающие и отводящие трубы отопительные приборы с осевыми или смещенными байпасами, отличающаяся тем, что на каждом этаже в отводящей трубе расположено струйное устройство, производящее пониженное давление и служащее гидродинамическим затвором, активный вход которого на верхнем этаже подключен к подающей трубе, активный вход нижерасположенного струйного устройства подключен к выходу вышерасположенного струйного устройства, пассивные входы каждого струйного устройства подключены к отводящим трубам отопительных приборов, выход последнего струйного устройства подключен к отводящей трубе или магистрали системы.To eliminate the noted drawbacks and increase the energy-saving function of the heating system, a building heating system is proposed that contains vertical supply and discharge pipes connected to them directly or through horizontal floor supply and discharge pipes with heating devices with axial or offset bypasses, characterized in that on each floor in the outlet pipe is a jet device that produces reduced pressure and serves as a hydrodynamic shutter, whose active input is on The upper floor is connected to the supply pipe, the active input of the downstream inkjet device is connected to the output of the upstream inkjet device, the passive inputs of each inkjet device are connected to the exhaust pipes of the radiators, the output of the last inkjet device is connected to the exhaust pipe or the system main.
Кроме того, струйное устройство выполнено в виде струйного эжектора с пассивными плавными поворотами входов и активным входом, соосным с входом камеры смешения и своим выходом.In addition, the inkjet device is made in the form of a jet ejector with passive smooth turns of inputs and an active input coaxial with the input of the mixing chamber and its output.
Кроме того, струйное устройство выполнено в виде вихревого эжектора с пассивными плавными поворотами входов и тангенциальным активным входом, камерой смешения и своим выходом.In addition, the inkjet device is made in the form of a vortex ejector with passive smooth turns of the inputs and a tangential active input, a mixing chamber and its output.
Кроме того, струйное устройство выполнено в виде гидравлического сумматора потоков с пассивными плавными поворотами входов к активному входу.In addition, the inkjet device is made in the form of a hydraulic flow adder with passive smooth turns of the inputs to the active input.
Кроме того, струйные устройства в виде струйного эжектора, вихревого эжектора, гидравлического сумматора потоков могут подключаться к отводящей магистрали в любой комбинации конструктивного выполнения.In addition, inkjet devices in the form of a jet ejector, a vortex ejector, a hydraulic flow adder can be connected to the discharge line in any combination of design.
Предлагаемая система отопления предназначена для повышения энергосбережения и уменьшения остаточной теплоотдачи. Различные компоновочные варианты системы могут быть созданы путем размещения в различных точках системы струйного устройства, в котором используется кинетическая энергия потока теплоносителя.The proposed heating system is designed to increase energy saving and reduce residual heat transfer. Different layout options of the system can be created by placing at various points in the system an inkjet device that uses the kinetic energy of the coolant flow.
Работа предложенной системы отопления здания в части отвода теплоносителя, прошедшего через отопительные приборы, основана на эффекте эжекции (подсасывания, увлечения) потока теплоносителя из отводящей трубы отопительного прибора в одно- или двухтрубной системе отопления. Поток горячей воды системы отопления имеет достаточную кинетическую энергию для формирования процесса эжектирования. В двухтрубной системе отопления струйное устройство подключается входом и выходом в разрыв отводящей трубы и использует кинетическую энергию потока в этой трубе системы отопления. При этом устраняется из монтажного комплекта настроечное гидравлическое сопротивление на отводящей трубе отопительного прибора.The work of the proposed heating system of the building in terms of removal of the heat carrier passing through the heaters is based on the effect of ejection (suction, entrainment) of the heat carrier flow from the outlet pipe of the heating device in a one- or two-pipe heating system. The hot water flow of the heating system has sufficient kinetic energy to form the ejection process. In a two-pipe heating system, an inkjet device is connected by the input and output to the outlet pipe rupture and uses the kinetic energy of the flow in this heating system pipe. In this case, the adjustment hydraulic resistance on the outlet pipe of the heater is removed from the installation kit.
Таким образом, общая отводящая магистраль (труба, стояк) системы состоит из набора труб, между которыми подключены струйные устройства, производящие пониженное давление и служащие гидродинамическим затвором и к которым примыкают отводящие трубы отопительных приборов.Thus, the general outlet pipe (pipe, riser) of the system consists of a set of pipes, between which are connected inkjet devices that produce reduced pressure and serve as a hydrodynamic shutter and to which the discharge pipes of heating devices are adjacent.
В такой комплектации возможна как однотрубная, так и двухтрубная система отопления с вертикальными стояками в старых домах и горизонтальной разводкой стояков в новых домах.In this configuration, both single-pipe and double-pipe heating systems with vertical risers in old houses and horizontal wiring of risers in new houses are possible.
В традиционной однотрубной или двухтрубной схеме основная доля остаточной теплоотдачи возникает из-за подмеса горячего теплоносителя через отводящую трубу в объем радиатора при закрытом клапане термостата.In a traditional one-pipe or two-pipe scheme, the main share of the residual heat transfer occurs due to the mix of hot coolant through the outlet pipe into the radiator volume with the thermostat valve closed.
Струйное устройство, служащее гидродинамическим затвором и производящее пониженное давление на отводящей трубе отопительного прибора, и закрытый клапан термостата (при условии теплового баланса) позволяют временно отключить отопительный прибор (радиатор, конвектор и др.) от системы отопления всего здания. Радиатор отдает тепло в помещение без подмеса горячей воды в его (радиатора) объем, термостат набирает сигнал рассогласования между фактической и заданной температурой воздуха в измеряемой точке помещения для последующего открытия клапана. Поскольку происходит постоянный отток (отсасывание) теплоносителя из объема радиатора, в его объеме возникает пониженное давление. В динамике потока образуется гидродинамический затвор, который препятствует проникновению горячей воды через отводящую трубу в объем радиатора.The jet device, which serves as a hydrodynamic shutter and produces reduced pressure on the outlet pipe of the heater, and the closed thermostat valve (subject to thermal balance) allow you to temporarily disconnect the heater (radiator, convector, etc.) from the heating system of the entire building. The radiator transfers heat to the room without mixing hot water into its (radiator) volume, the thermostat collects a mismatch signal between the actual and the set air temperature at the measured point in the room for the subsequent opening of the valve. Since there is a constant outflow (suction) of the coolant from the radiator volume, a reduced pressure arises in its volume. In the dynamics of the flow, a hydrodynamic shutter is formed, which prevents the penetration of hot water through the outlet pipe into the radiator volume.
В результате отключения отопительного прибора с помощью двух затворов, действующих по обе стороны отопительного прибора, и отсутствия вследствие этого подмеса горячего теплоносителя получаем уменьшение остаточной теплоотдачи и экономию тепла, ранее сбрасываемого через открытое окно (форточку) за пределы отапливаемого помещения, например, в наружную атмосферу.As a result of turning off the heating device with the help of two shutters acting on both sides of the heating device, and the absence of a mixture of hot heat carrier as a result of this, we obtain a decrease in the residual heat transfer and the heat saved earlier through the open window (window) outside the heated room, for example, in the outside atmosphere .
По схеме предлагаемой системы отопления можно построить однотрубную систему отопления со смещенным и осевым (несмещенным) байпасом и включить струйное устройство к отопительному прибору для уменьшения остаточной теплоотдачи.According to the scheme of the proposed heating system, it is possible to build a single-pipe heating system with offset and axial (unbiased) bypass and turn on the inkjet device to the heating device to reduce residual heat transfer.
С помощью струйного устройства в выбранной точке гидравлической системы, например в линии отводящей трубы отопления, можно получить понижение потенциала давления как функциональную развязку. Т.е. там, где это необходимо понизить давление, увеличить перепад давления и скорость протекания теплоносителя через выбранную нагрузку в системе. Таким свойством не обладают известные системы отопления.Using an inkjet device at a selected point in the hydraulic system, for example, in the line of the heating outlet pipe, it is possible to obtain a decrease in pressure potential as a functional isolation. Those. where it is necessary to lower the pressure, increase the pressure drop and the flow rate of the coolant through the selected load in the system. Known heating systems do not possess this property.
Кроме того, при монтаже струйного устройства температурная компенсация удлинения вертикального стояка системы отопления осуществляется за счет связанной с ним поэтажной разводки горизонтальных участков подающей и отводящей труб отопительных приборов.In addition, when installing an inkjet device, temperature compensation of the extension of the vertical riser of the heating system is carried out due to the associated floor wiring of the horizontal sections of the supply and exhaust pipes of the heating devices.
Представлены схемы на фиг.1 и 2 двухтрубной, на фиг.3 и 4 - однотрубной системы отопления с расположением на каждом этаже струйного устройства и введены обозначения, типовые для этажа: 1 - отопительный прибор (радиатор, конвектор и др.); 2 - термостат (комплект термостатирующей головки и термостатического клапана); 3 - струйное устройство к отопительному прибору. В качестве примера применен на фиг.1, 3 струйный эжектор (фиг.5) или гидравлический сумматор (фиг.7), на фиг.2, 4 - вихревой эжектор (фиг.6); 4 - подающая магистраль; 5 - подающий вертикальный стояк; 6 - подающая труба отопительного прибора; 7 - отводящая магистраль; 8 - отводящий вертикальный стояк; 9 - отводящая труба отопительного прибора; 10 - соединение активного входа струйного устройства с подающей трубой отопительного прибора (или с подающим стояком) на верхнем этаже; 11 - байпас.The diagrams are shown in Figs. 1 and 2 of a two-pipe, in Figs. 3 and 4 - a single-pipe heating system with an arrangement of an inkjet device on each floor and designations are introduced that are typical for a floor: 1 - a heating device (radiator, convector, etc.); 2 - thermostat (set of thermostatic head and thermostatic valve); 3 - inkjet device to the heater. As an example, a jet ejector (FIG. 5) or a hydraulic adder (FIG. 7) is used in FIGS. 1, 3, and FIGS. 2, 4 show a vortex ejector (FIG. 6); 4 - supply line; 5 - feed vertical riser; 6 - the supply pipe of the heater; 7 - discharge line; 8 - discharge vertical riser; 9 - outlet pipe of the heater; 10 - connection of the active input of the inkjet device with the supply pipe of the heating device (or with the supply riser) on the upper floor; 11 - bypass.
На фиг.5, 6, 7 приведены схемы струйного устройства 3, производящие пониженное давление и служащие гидродинамическим затвором, на которых обозначено: 8 - отводящий вертикальный стояк; 9 - пассивные входные каналы с плавным поворотом; 12 - сформированное сужение (сопло); 13 - приемная камера; 14 - камера смешения; 15 - выход струйного устройства.Figures 5, 6, 7 show diagrams of an
В вертикальной одно-двухтрубной системе отопления предлагается укомплектовать два (или более) соседних радиатора или каждый отопительный прибор струйным устройством, обеспечивающим уменьшение остаточной теплоотдачи. Струйное устройство вместе с термостатом можно представить как энергосберегающий узел.In a vertical one-two-pipe heating system, it is proposed to equip two (or more) adjacent radiators or each heating device with an inkjet device, which ensures a decrease in residual heat transfer. An inkjet device together with a thermostat can be thought of as an energy-saving unit.
На фиг.5 изображено струйное устройство в виде струйного эжектора, в котором общий поток теплоносителя формируется по расходу и температуре в камере смешения 14, который далее продвигается динамическим напором струи активного входа 12 к выходу 15 струйного устройства 3. Выраженный эффект эжекции обеспечивается расширением струи, исходящей из сопла 12, ее пограничным слоем, в котором находятся объемы самой струи и увлеченные из отводящих труб 9 от отопительных приборов 1. При этом пониженное давление в отводящих трубах 9 создается постоянной работой гидродинамического потока, обеспечивающего гидродинамический затвор для поступления теплоносителя в приборы 1. Этим достигается значительное уменьшение остаточной теплоотдачи. Начальный поток теплоносителя для струйного устройства (фиг.5 и 7) обеспечивается настройкой и выбором сопла 12 в байпасе 10 верхнего этажа здания (фиг.1, 3).Figure 5 shows a jet device in the form of a jet ejector, in which the total coolant flow is formed by flow rate and temperature in the mixing
На фиг.6 изображено струйное устройство в виде вихревого эжектора, отличающегося от струйного эжектора тем, что теплоноситель подается через активный вход (сопло 12), расположенный тангенциально (по периферии к поверхности) в приемной камере 13. Поток по касательной в приемной камере 13 создает вихрь с пониженным давлением в центре, который увлекает теплоноситель, поступающий через плавные повороты от отводящих труб 9 (фиг.3, 4) отопительных приборов 1 к выходу 15. При пониженном давлении в центре приемной камеры 13 создается перепад давления относительно отводящей трубы 9. Данный перепад создает условия для постоянного отсоса теплоносителя из отопительных приборов 1 и в дальнейшем при закрытии клапана термостата 2, реализации гидродинамического затвора. Начальный поток теплоносителя обеспечивается настройкой и выбором сопла 12 в байпасе 10 верхнего этажа здания (фиг.2, 4).Figure 6 shows a jet device in the form of a vortex ejector, different from the jet ejector in that the coolant is supplied through the active input (nozzle 12) located tangentially (peripherally to the surface) in the receiving
На фиг.7 изображено струйное устройство - гидравлический сумматор потоков, в котором подсос регулируется автоматически в общей камере 13 и определяется работой термостатов 2, пропускающих теплоноситель через отопительные приборы 1.7 shows a jet device - a hydraulic flow adder, in which the suction is automatically regulated in the
1. Рассмотрим работу предлагаемой, например, однотрубной системы отопления, укомплектованной струйными устройствами к приборам отопления в двух режимах (фиг.3, 4) на примере нижнего этажа. Для простоты понимания, примем режим работы в здании одинаковый для всех термостатов и струйных устройств одновременно. Обозначение оборудования для всех этажей одинаковое, кроме байпаса. На верхнем этаже - это номер 10, на других - 11.1. Consider the work of the proposed, for example, one-pipe heating system, equipped with inkjet devices for heating devices in two modes (Fig.3, 4) on the example of the lower floor. For ease of understanding, we will accept the same operating mode in the building for all thermostats and inkjet devices at the same time. The equipment designation for all floors is the same, except for the bypass. On the top floor is
1.1. Допустим, что температура в помещениях ниже заданной термостатами и здание насыщается тепловой энергией. Затвор клапана термостата 2 на всех этажах полностью открыт (фиг.3). От отводящего стояка 8 теплоноситель поступает одновременно к радиаторному термостату 2 через подающую трубу 6 и после него к отопительному прибору 1 и одновременно по байпасу 11 на вход струйного устройства 3 (фиг.5, 6, 7). Поток теплоносителя проходит через сформированное сопло 12, выполняющее несколько функций: суженного сечения, которое повышает давление перед термостатом (как в традиционной схеме); при увеличенной скорости течения и расширения струи создает эжектирующий эффект (подсос) в приемной камере 13; пониженное гидравлическое сопротивление байпаса 11. Сечение трубы байпаса 11 можно иметь одинаковое с другими трубами 6, 8, 9. Функцию повышения давления можно формировать за счет сопла 12 струйного устройства 3. Это расширяет возможности подбора нагрузки (сопла) для расчетного повышения давления (коэффициента затекания) и упрощает расчет тепловой нагрузки отопительных приборов при проектировании системы отопления, практически поддерживая относительный коэффициент затекания постоянным.1.1. Assume that the temperature in the rooms is lower than the set by thermostats and the building is saturated with thermal energy. The valve shutter of
Эжекция (отсос), созданная гидродинамическим потоком теплоносителя, обеспечивает пониженное давление не только в отводящих трубах 9 с плавным поворотом и в самих отопительных приборах 1. Понижение давления способствует увеличению коэффициента затекания в отопительный прибор 1, усиливая проток через него, что эквивалентно уменьшению сопротивления его гидравлического тракта. В то же время пониженное давление в отопительном приборе при отсосе из его объема разных порций теплоносителя приводит в постоянному перемешиванию и выравниванию температуры по объему. Это свойство перемешивания дополнительно турбулизует течение внутри отопительного прибора и увеличивает скорость теплоотдачи, что, в свою очередь, сокращает постоянную времени в переходном процессе «нагрев-охлаждение» и повышает энергосбережение всей системы отопления.The ejection (suction) created by the hydrodynamic flow of the coolant provides a reduced pressure not only in the
В рассматриваемом открытом положении клапана термостата коэффициент затекания в отопительный прибор 1 максимальный, обусловленный в основном гидравлическим сопротивлением сопла 12 байпаса 11 и уменьшением гидравлического сопротивления тракта, включая отводящие трубы 9 с плавными поворотами пассивных входов в струйное устройство 3. Перепад давления между пассивным входом 9 и выходом 15 минимальный, в то же время способствующий увеличению коэффициента затекания. При создании эжекции используется энергия потока теплоносителя, находящегося в общей системе отопления здания.In the considered open position of the thermostat valve, the coefficient of leakage into the
Если затвор клапана термостата 2 в промежуточном положении, то изменится отношение между расходами жидкости, протекающей через клапан термостата 2 и байпас 11, по сравнению с полностью открытым клапаном. При этом увеличиваются эжектирующие свойства струйного устройства 3, но относительный коэффициент затекания и теплоотдача от прибора отопления в помещение остаются примерно постоянными.If the shutter of the valve of
1.2. Клапан термостата 2 закрыт. Теплоноситель по трубе 8 направляется по байпасу 11 на суженный вход 12 струйного устройства 3 и на выход 15 и далее в отводящую трубу 8 (фиг.3, 4). В динамике течения теплоносителя через струйное устройство 3 возникающее пониженное давление в плавных поворотах 9 распространяется по отводящим трубам 9 к отопительному прибору 1. При равновесии динамических давлений между течением в потоке в полости 13 и в полости прибора 1 достигается отсутствие подмеса горячего теплоносителя и уменьшение "остаточной" теплоотдачи. Струйное устройство 3 выполняет функцию гидродинамического затвора, предотвращающего перетечку теплоносителя из отводящей трубы 9 в отопительный прибор 1.1.2.
В этом режиме достигается максимальный эффект эжекции, который и требуется для уменьшения остаточной теплоотдачи при закрытом клапане. Именно в этом режиме система отопления максимально выполняет свое функциональное назначение в уменьшении поступления излишнего тепла, приводящего к перегреву помещения и всего здания.In this mode, the maximum ejection effect is achieved, which is required to reduce the residual heat transfer with the valve closed. It is in this mode that the heating system maximally fulfills its functional purpose in reducing the excess heat that leads to overheating of the room and the entire building.
2. Рассмотрим работу предлагаемой двухтрубной системы отопления (фиг.1, 2) в двух режимах.2. Consider the work of the proposed two-pipe heating system (figure 1, 2) in two modes.
2.1. Затвор клапана термостата 2 открыт. Из стояка 5 теплоноситель поступает на вход клапана радиаторного термостата 2 через подающую трубу 6 отопительного прибора и попадает в обратную трубу 9. Далее через плавный поворот 9 струйного устройства 3 (фиг.5) теплоноситель попадает в приемную камеру, из которой увлекается в камеру смешения 14 к выходу 15. Через суженный вход (сопло) 12 отводящей трубы 8 в приемную камеру 13 подается под давлением и увеличенной скоростью поток обратного теплоносителя. Этот поток создает эжектирующий эффект за счет увеличенной скорости течения через суженное сечение 12 (фиг.5, 7). При этом создается пониженное давление в камере 13. Понижение давления способствует увеличению коэффициента затекания в радиатор, как бы уменьшается сопротивление гидравлического тракта радиатора. При создании эжектирующего эффекта используется энергия потока теплоносителя, находящегося в общей системе отопления здания (фиг.1, 2). Температура в помещении поддерживается термостатом 2 путем регулирования проходного сечения в клапане термостата. При регулировании изменяется соотношение между расходами жидкости, протекающей через клапан термостата 2 и по отводящей трубе 9.2.1.
При этом не изменяются эжектирующие свойства струйного устройства 3 с суженным входом 12, но изменяется коэффициент затекания и теплоотдача от отопительного прибора.In this case, the ejection properties of the
2.2. Клапан термостата 2 закрыт. Теплоноситель по трубе 6 не попадает на вход клапана термостата 2. Поток теплоносителя по отводящей трубе 8 системы отопления проходит на суженный вход 12 (фиг.5, 7). При этом возникает в струйном устройстве 3 гидродинамический затвор, который дополнительно к закрытому клапану с одной стороны прибора отделяет его с другой стороны от отводящей трубы системы отопления. Таким выключением прибора от системы отопления достигается отсутствие расхода, подмеса горячего теплоносителя и уменьшение остаточной теплоотдачи. Именно в этом режиме струйные устройства всей системы отопления здания максимально выполняют свое функциональное назначение в уменьшении излишнего тепла.2.2.
При этом используются для увеличения перепада давления и, следовательно, коэффициента затекания и увеличения теплоотдачи при той же площади радиатора - эффект от эжектирующих сил при увеличенной скорости из суженного входа (фиг.1, 2, 5, 7).In this case, they are used to increase the pressure drop and, consequently, the leakage coefficient and increase heat transfer with the same radiator area — the effect of the ejection forces at an increased speed from the narrowed inlet (Figs. 1, 2, 5, 7).
При использовании струйного устройства в виде вихревого эжектора (фиг.2, 6) его эжектирующие свойства проявляются за счет создания пониженного давления в центре приемной камеры 13, переходящей в камеру смешения 14.When using a jet device in the form of a vortex ejector (figure 2, 6), its ejective properties are manifested due to the creation of reduced pressure in the center of the receiving
Известно, что доля радиаторных термостатов в процедуре энергосбережения для жилого здания составляет менее 2-3%.It is known that the proportion of radiator thermostats in the energy saving procedure for a residential building is less than 2-3%.
Предлагаемая система отопления, укомплектованная струйными устройствами совместно с термостатом, повышает энергосберегающую функцию, увеличивая эффект за счет уменьшения постоянной времени переходного процесса и остаточной теплоотдачи, включая в контур регулирования неизолированные подающую 6 и отводящую 9 трубы к отопительному прибору.The proposed heating system, equipped with inkjet devices in conjunction with a thermostat, increases the energy-saving function, increasing the effect by reducing the time constant of the transition process and residual heat transfer, including in the control loop
Применение предлагаемой системы отопления здания направлено на создание новых и модернизацию уже имеющих систем отопления как однотрубных, так и двухтрубных с термостатами. Выполнить это можно путем подключения к эксплуатируемой системе отопления струйных устройств, представляющих по функции совместно с термостатами как дополнительный энергосберегающий контур регулирования по температуре помещения. Реализация такой системы отопления возможна практически без изменения конструкции центрального отопления многоэтажных домов и серийной продукции, входящей в системы отопления (термостатов, конвекторов, радиаторов и др.).The use of the proposed building heating system is aimed at creating new and modernizing existing heating systems, both single-pipe and double-pipe with thermostats. This can be accomplished by connecting to an operating heating system an inkjet device, which in function, together with thermostats, represents an additional energy-saving control loop for room temperature. The implementation of such a heating system is possible practically without changing the design of the central heating of multi-storey buildings and serial production included in heating systems (thermostats, convectors, radiators, etc.).
Следующие отличительные свойства системы отопления здания, которые делают ее более предпочтительной:The following distinctive properties of the building heating system, which make it more preferred:
- уменьшение остаточной теплоотдачи приборов отопления относительно традиционной схемы установки радиаторных термостатов- reduction of residual heat transfer of heating devices relative to the traditional installation of radiator thermostats
- уменьшено гидравлическое сопротивление теплового поквартирного узла, что обеспечивает при тех же мощностях узлов ввода обслуживание большего числа этажей и запас мощности.- the hydraulic resistance of the thermal apartment unit has been reduced, which provides for the same capacities of the input units servicing a larger number of floors and a power reserve.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007116242/03A RU2343357C1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | Heating system of building |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007116242/03A RU2343357C1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | Heating system of building |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2343357C1 true RU2343357C1 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007116242/03A RU2343357C1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | Heating system of building |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343357C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2564227C2 (en) * | 2013-11-25 | 2015-09-27 | Александр Глебович Аничхин | Heating system |
CN105972671A (en) * | 2016-06-24 | 2016-09-28 | 金钢热工(湖北)股份有限公司 | Single and double tube same course distributed heat supply network system |
CN107143903A (en) * | 2017-05-22 | 2017-09-08 | 哈尔滨哈投投资股份有限公司供热公司 | A kind of single-pipe system heating system and its control method provided with automatic tee valve |
-
2007
- 2007-04-28 RU RU2007116242/03A patent/RU2343357C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Коростелев Ю.А. и др. К расчету горизонтальных однотрубных систем отопления. - АВОК, 2006. №6, * |
СОКОЛОВ Е.Я. Теплофикация и тепловые сети. - М.: МЭИ, 2001, с.90-91, рис.3.7. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2564227C2 (en) * | 2013-11-25 | 2015-09-27 | Александр Глебович Аничхин | Heating system |
CN105972671A (en) * | 2016-06-24 | 2016-09-28 | 金钢热工(湖北)股份有限公司 | Single and double tube same course distributed heat supply network system |
CN105972671B (en) * | 2016-06-24 | 2018-09-07 | 金钢热工(湖北)股份有限公司 | A kind of two-tube same journey distributed heating network system of list |
CN107143903A (en) * | 2017-05-22 | 2017-09-08 | 哈尔滨哈投投资股份有限公司供热公司 | A kind of single-pipe system heating system and its control method provided with automatic tee valve |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5553814B2 (en) | Energy-saving centralized heating and hot water supply system | |
JP4786643B2 (en) | Air conditioning | |
US10012396B2 (en) | Combined space conditioning or heating and water heating system | |
JP2007532851A5 (en) | ||
RU2343357C1 (en) | Heating system of building | |
CN106524290A (en) | Double-pipe wall-hung stove water circuit system and operating control method thereof | |
KR101800349B1 (en) | Integrated hot water heating pipe system that includes a warm-up and cooling functions | |
JP7217628B2 (en) | Heat source device | |
KR101794002B1 (en) | Hot water and heating system comprising a piping integrated external cooling heat exchanger | |
CZ256097A3 (en) | Hydraulic structural group for a combined apparatus for heating and service water | |
Ploskić et al. | Low-temperature ventilation pre-heater in combination with conventional room heaters | |
RU2381419C2 (en) | Room heating device | |
CN206430249U (en) | Telescopic wall-mounted stove water circuit system | |
JP7267739B2 (en) | Heat source device | |
JPH10232000A (en) | Liquid piping facility for heat utilizing | |
KR102583364B1 (en) | Household unit with hot water preheating function using bypass function and its control method | |
RU2361153C2 (en) | Device for heater furnished with temperature control device (versions) | |
CN208282404U (en) | Monoblock type air energy water heater with Intelligent return water device | |
CN106402988B (en) | Steam heating and water-heating system | |
CN104612805B (en) | Auto-adjustable diesel water pump unit | |
CN205783772U (en) | Wall-hung boiler | |
US20230106143A1 (en) | Modular Hydronic Heating System Core | |
RU2176363C1 (en) | Heating temperature limiter of hot-water heating system | |
CN206361803U (en) | Temperature-sensing valve and two-pipe heating system | |
JP6449688B2 (en) | Heat source equipment |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170429 |