RU2452898C1

RU2452898C1 - Heating system with natural circulation

Info

Publication number: RU2452898C1
Application number: RU2011100744/12A
Authority: RU
Inventors: Лема Хамидович Базаев (RU); Лема Хамидович Базаев; Беслан Лемаевич Базаев (RU); Беслан Лемаевич Базаев
Original assignee: Лема Хамидович Базаев
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2012-06-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: heating system with natural circulation comprises pipeline-joined heat generator connected with a pipeline of heated working medium discharge to an expansion tank and at least one heating device connected at one side with a pipeline of heated working medium supply and at the other side - with a pipeline of cooled working medium discharge connected with a heat generator. At the same time the expansion tank is connected to a pipeline of heated working medium supply to a heating device and is equipped with a pipe and float installed in it and tightly joined with a pipeline of heated working medium discharge from the heat generator with a capability of vertical displacement, besides, the outlet opening of the pipe is installed above the working medium level.

EFFECT: higher efficiency ratio of a heating system with natural circulation of coolant due to supply of a more heated coolant into a heating device.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам отопления помещений с естественной циркуляцией текучего теплоносителя (рабочей среды).The invention relates to a device for heating rooms with natural circulation of a fluid coolant (working environment).

В настоящее время отопительные системы с естественной циркуляцией теплоносителя нашли широкое применение при отоплении индивидуальных домов. В общем виде указанные системы содержат генератор тепла, расширительный бак и, по крайней мере, один нагревательный прибор, причем трубопровод отвода нагретого генератором тепла теплоносителя соединен с нижней частью расширительного бака и с трубопроводом подачи нагретого теплоносителя к нагревательным приборам (см. Система водяного отопления с естественной циркуляцией. http://www.otopleniedoma.com/page02.html). Отопительная система с естественной циркуляцией теплоносителя позволяет удешевить систему отопления за счет исключения дорогостоящего оборудования - насоса. Однако все известные отопительные системы с естественной циркуляцией теплоносителя обладают недостаточной эффективностью.Currently, heating systems with natural coolant circulation are widely used in heating individual houses. In general terms, these systems contain a heat generator, an expansion tank, and at least one heating device, the exhaust pipe heated by the heat generator being connected to the bottom of the expansion tank and to the heated coolant supply pipe to the heating devices (see. Water heating system with natural circulation.http: //www.otopleniedoma.com/page02.html). A heating system with natural coolant circulation makes it possible to reduce the cost of the heating system by eliminating expensive equipment - a pump. However, all known heating systems with natural circulation of the coolant have insufficient efficiency.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении кпд отопительной системы с естественной циркуляцией теплоносителя за счет подачи в нагревательный прибор наиболее нагретого теплоносителя.The technical result to which the invention is directed is to increase the efficiency of the heating system with the natural circulation of the coolant by supplying the most heated coolant to the heating device.

Указанный результат достигается тем, что отопительная система с естественной циркуляцией содержит соединенные трубопроводами генератор тепла, соединенный трубопроводом отвода нагретой рабочей среды с расширительным баком и, по крайней мере, один нагревательный прибор, соединенный с одной стороны с трубопроводом подачи нагретой рабочей среды и с другой стороны - с трубопроводом отвода остывшей рабочей среды, соединенным с генератором тепла, при этом расширительный бак соединен с трубопроводом подачи нагретой рабочей среды к нагревательному прибору и снабжен размещенной в нем трубой с поплавком, герметично соединенной с трубопроводом отвода нагретой рабочей среды от генератора тепла с возможностью вертикального перемещения, причем выходное отверстие трубы расположено выше уровня рабочей среды.This result is achieved by the fact that the heating system with natural circulation contains a heat generator connected by pipelines, connected by a pipe for discharging a heated working medium with an expansion tank, and at least one heating device connected on one side with a pipeline for supplying a heated working medium and on the other hand - with a coolant discharge pipe connected to a heat generator, while the expansion tank is connected to a heated medium supply pipe to the heater the flax device and is equipped with a pipe placed in it with a float, hermetically connected to the pipeline for removing the heated working medium from the heat generator with the possibility of vertical movement, and the outlet of the pipe is located above the level of the working medium.

Труба может быть выполнена телескопической для регулирования ее длины с возможностью фиксации.The pipe can be made telescopic to adjust its length with the possibility of fixation.

Возможность вертикального перемещения трубы может быть обеспечена ее соединением с трубопроводом отвода нагретой генератором тепла рабочей среды посредством гофрированной трубки.The possibility of vertical movement of the pipe can be ensured by its connection with the pipeline for removal of the working medium heated by the heat generator through the corrugated tube.

Поплавок может быть выполнен кольцевым или из отдельных, распределенных по окружности или по сторонам элементов.The float may be made circular or from separate, distributed around the circumference or along the sides of the elements.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на фиг.1 показана принципиальная схема предложенной отопительной системы с естественной циркуляцией; на фиг.2 показан расширительный бак.The invention is illustrated by drawings, figure 1 shows a schematic diagram of the proposed heating system with natural circulation; figure 2 shows the expansion tank.

Отопительная система с естественной циркуляцией содержит генератор 1 тепла (котел), расширительный бак 2 и, по меньшей мере, один нагревательный прибор 3 (батарею). Расширительный бак 2 сопряжен с трубопроводом 4 подачи нагретой рабочей среды к нагревательному прибору 3 и снабжен размещенной в нем подвижной трубой 5 с поплавком 6. Подвижность трубы 5 обеспечивается тем, что она герметично соединена, например, гофрированной трубкой 7 с трубопроводом 8 отвода нагретой рабочей среды от генератора 1 тепла. В частном случае труба 5 может быть выполнена телескопической с возможностью фиксации для обеспечения возможности регулирования ее длины. Нагревательный прибор 3 (приборы) соединен с генератором 1 тепла трубопроводом 9 отвода остывшей рабочей среды. В качестве рабочей среды, как правило, используется жидкость.The natural circulation heating system comprises a heat generator 1 (boiler), an expansion tank 2, and at least one heating device 3 (battery). The expansion tank 2 is paired with a pipeline 4 for supplying a heated working medium to the heating device 3 and is equipped with a movable pipe 5 with a float 6. The mobility of the pipe 5 is ensured by the fact that it is hermetically connected, for example, by a corrugated pipe 7 to the pipe 8 for removing the heated working medium from heat generator 1. In the particular case, the pipe 5 can be made telescopic with the possibility of fixation to enable the regulation of its length. The heating device 3 (devices) is connected to the heat generator 1 by a pipe 9 for removing the cooled working medium. As a working medium, as a rule, liquid is used.

Принцип работы отопительной системы с естественной циркуляцией заключается в следующем.The principle of operation of the heating system with natural circulation is as follows.

При включении отопления рабочая среда (теплоноситель) в котле 1 начинает нагреваться, и его уровень в трубопроводе 8 за счет расширения растет. Дойдя до верхнего уровня трубы 5 (выходного отверстия), расположенного на определенном расстоянии от уровня рабочей среды в расширительном баке 2, нагретая рабочая среда начинает переливаться из трубы 5 в бак 2. Циркуляция осуществляется переливанием нагретой рабочей среды из выходного отверстия трубы на уровень рабочей среды фонтаном или водопадом. Таким образом, наиболее нагретая рабочая среда поступает в бак 2, а из него по трубопроводу 4 - в нагревательный прибор 3, что приводит к повышению кпд системы. Поскольку циркуляционный контур в данной системе является разомкнутым, происходит свободный перелив жидкости через выходное отверстие торца трубы 5. Нагретая жидкость свободно поднимается вверх по трубопроводу 8 в трубу 5, и в бак 2 переливается максимально нагретая жидкость. Этого не происходит в известной отопительной системе с естественной циркуляцией, поскольку циркуляционный контур в ней является замкнутым, и холодная рабочая среда, поступающая из нагревательных приборов 3, может принудительно вовлекаться в трубопровод, не успевая нагреться. Многочисленные эксперименты показали, что в предложенной системе вода поступает в нагревательные приборы 3 с более высокой температурой, чем в известной системе с теми же параметрами.When the heating is turned on, the working medium (coolant) in the boiler 1 starts to heat up, and its level in the pipeline 8 increases due to expansion. Having reached the upper level of the pipe 5 (outlet) located at a certain distance from the level of the working medium in the expansion tank 2, the heated working medium begins to overflow from the pipe 5 into the tank 2. The circulation is carried out by pouring the heated working medium from the pipe outlet to the level of the working medium fountain or waterfall. Thus, the most heated working medium enters the tank 2, and from it through the pipe 4 to the heating device 3, which leads to an increase in the efficiency of the system. Since the circulation circuit in this system is open, there is a free overflow of liquid through the outlet of the end of the pipe 5. The heated liquid freely rises up the pipe 8 into the pipe 5, and the most heated liquid is poured into the tank 2. This does not happen in the known heating system with natural circulation, since the circulation circuit in it is closed, and the cold working medium coming from the heating devices 3 can be forcibly drawn into the pipeline, not having time to heat up. Numerous experiments have shown that in the proposed system, water enters the heaters 3 with a higher temperature than in the known system with the same parameters.

Изменение уровня теплоносителя в баке 2 позволяет повысить скорость его циркуляции в системе, что также приводит к повышению ее кпд. Среда, которая на выходе имеет температуру 100 градусов, проходя с большей скоростью через батарею 3, успевает отдать 10…20 градусов, следовательно, чтобы довести воду снова до температуры с 80…90 градусов до 100 градусов требуется значительно меньше энергии.Changing the level of coolant in the tank 2 allows you to increase the speed of its circulation in the system, which also leads to an increase in its efficiency. The medium, which at the outlet has a temperature of 100 degrees, passing through the battery 3 at a faster speed, manages to give 10 ... 20 degrees, therefore, to bring the water back to a temperature from 80 ... 90 degrees to 100 degrees, much less energy is required.

Поплавок 6 удерживает выходное отверстие торца трубы 5 на определенном расстоянии, выше уровня рабочей среды в баке 2 при его изменении. Поплавок 6, в зависимости от формы и размеров расширительного бака 2, может быть выполнен кольцевым или из отдельных распределенных по окружности или по сторонам элементов. От высоты торца трубы 5 относительно уровня теплоносителя в баке 2 зависит, с какой температурой теплоноситель начнет переливаться. Таким образом, начальную температуру циркуляции можно регулировать, задавая ширину и высоту трубы 5.The float 6 holds the outlet end of the pipe end 5 at a certain distance, above the level of the working medium in the tank 2 when it changes. The float 6, depending on the shape and dimensions of the expansion tank 2, can be made annular or from separate elements distributed around the circumference or along the sides. From the height of the end of the pipe 5 relative to the level of the coolant in the tank 2 depends on what temperature the coolant will begin to overflow. Thus, the initial temperature of the circulation can be adjusted by setting the width and height of the pipe 5.

Рассмотрим пример выполнения расширительного бака 2 при емкости отопительной системы 250 л, из которых 50 л приходится на котел 1 и трубопровод 8. Объем расширения рабочей среды (50 л) при ее нагреве до 100 градусов составляет примерно 2,5 л. Таким образом, необходимо использовать расширительный бак с объемом 30 л, из которых по 10 л - это свободное пространство, минимальный объем рабочей среды и объем расширения. Бак может иметь следующие размеры: длина 300 мм, ширина 200 мм, высота 500 мм.Consider an example of the implementation of expansion tank 2 with a heating system capacity of 250 l, of which 50 l falls on boiler 1 and pipeline 8. The volume of expansion of the working medium (50 l) when it is heated to 100 degrees is approximately 2.5 l. Thus, it is necessary to use an expansion tank with a volume of 30 l, of which 10 l is free space, the minimum volume of the working medium and the volume of expansion. The tank may have the following dimensions: length 300 mm, width 200 mm, height 500 mm.

Выполнение отопительной системы разомкнутой позволяет повысить кпд системы благодаря тому, что в нагревательный прибор 3 поступает самая нагретая рабочая среда, циркуляционный процесс протекает быстрее, при этом тратится намного меньше энергии на нагрев рабочей среды, прошедшей через нагревательный прибор 3.The implementation of an open heating system allows to increase the efficiency of the system due to the fact that the warmest working medium enters the heating device 3, the circulation process proceeds faster, and much less energy is spent on heating the working medium passed through the heating device 3.

Claims

1. A heating system with natural circulation, comprising a heat generator connected by pipelines, connected by a heated working medium discharge pipe to an expansion tank, and at least one heating device connected on one side to a heated working medium supply pipe and on the other hand a cooling medium discharge pipe connected to a heat generator, characterized in that the expansion tank is connected to a heating medium supply pipe to the heating device and supply n placed in it a pipe with a float, hermetically connected to the pipeline for removal of the heated working medium from the heat generator with the possibility of vertical movement, and the outlet of the pipe is located above the level of the working medium.

2. The heating system according to claim 1, characterized in that the pipe is made telescopic with the possibility of fixation.

3. The heating system according to claim 1, characterized in that the pipe is connected to the discharge pipe of the heated working medium heat generator with a corrugated tube.

4. The heating system according to claim 1, characterized in that the float is made annular or from separate elements distributed around the circumference or sides.