RU2592191C2 - Вакуум-паровая система отопления - Google Patents
Вакуум-паровая система отопления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2592191C2 RU2592191C2 RU2014139528/12A RU2014139528A RU2592191C2 RU 2592191 C2 RU2592191 C2 RU 2592191C2 RU 2014139528/12 A RU2014139528/12 A RU 2014139528/12A RU 2014139528 A RU2014139528 A RU 2014139528A RU 2592191 C2 RU2592191 C2 RU 2592191C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- vacuum
- air
- boiler
- heating
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102220638341 Spartin_F24D_mutation Human genes 0.000 description 2
- 230000002528 anti-freeze Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002706 hydrostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009931 pascalization Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
Landscapes
- Control Of Steam Boilers And Waste-Gas Boilers (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к энергосберегающим технологиям, система предназначена для автономного отопления жилых, общественных и производственных зданий. Задачей изобретения является создание системы отопления с эффективным использованием энергоносителя, применение недорогостоящих материалов при устройстве системы, обеспечение надежной и безопасной работы, упрощение обслуживания и эксплуатации, снижение металлоемкости при монтаже системы. Вакуум-паровая система отопления содержит: котел, паросборник, распределительный паропровод с капиллярным устройством, вертикальные паропроводы подачи теплоносителя, разводящие трубопроводы, нагревательные приборы (стальные штампованные радиаторы), трубопроводы для сбора воздуха, воздухосборники, вспомогательное устройство для вакуумирования, заправки промежуточным теплоносителем, сбора и удаления растворенного в промежуточном теплоносителе воздуха, при этом внутренняя полость всей системы отвакуумирована. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к энергосберегающим технологиям, система предназначена для автономного отопления жилых, общественных и производственных зданий.
Для высокоэффективной передачи теплового потока от источника тепловой энергии применена вакуум-паровая система, работающая по замкнутому испарительно-конденсационному циклу с высокой скоростью молярного переноса теплоты паром.
Вакуум-паровая система включает в себя: паровой котел, снабженный блоком автоматического регулирования и блокировки подачи энергоносителя, приборами визуального контроля температуры промежуточного теплоносителя и давления в паросборнике, а также предохранительный клапан, обеспечивающий безопасность работы котла (в случае возникновения аварийной ситуации), в эту же систему входят горизонтально расположенный распределительный паропровод с капиллярным устройством для возврата конденсата в котел, вертикальные паропроводы подачи пара к разводящим паропроводам, расположенным горизонтально и служащим для подачи пара и возврата конденсата из поэтажных систем теплообмена. Кроме того, имеются нагревательные приборы (стальные штампованные радиаторы), присоединенные к разводящим трубопроводам. Для сбора воздуха, скапливающегося в конце разводящих паропроводов, предусмотрены отвакуумированные воздухосборники. Сюда же входит вспомогательное устройство для создания разрежения при запуске вакуум-паровой системы, заправки котла промежуточным теплоносителем (вода, антифриз и т.д.), сбора и удаления растворенного в промежуточном теплоносителе воздуха, выделяющегося при парообразовании, устройство установлено в тупиковом (концевом) участке распределительного паропровода, высокий КПД системы отопления достигается минимальными затратами энергии при передаче теплового потока от источника тепла к потребителям и центральным количественным регулированием расходом пара, который обеспечивается блоком автоматического регулирования и блокировки подачи энергоносителя.
Известна вакуум-паровая система, включающая в себя котел с паросборником, нагревательные приборы, соединенные посредством кранов с паропроводом, конденсатоотводчик с конденсатопроводом и устройство для создания вакуума (Патент РФ №2195608, F24D 1/00 от 27.12.20.02). В ходе эксплуатации данной системы существует большая вероятность потери герметичности, также в ней не предусмотрено регулирование расходом энергоносителя и взрывобезопасность котла.
Кроме того, известна система отопления двухступенчатой передачи теплового потока от источника тепла к потребителю, которая содержит подающий и обратный трубопроводы подвода теплового потока от источника тепла к тепловым трубам, собранным сегментами (инновационный патент РК №25830, от 15.08.2007). Недостатком этой системы является малая площадь поверхности нагрева первой ступени промежуточного теплоносителя тепловой трубы (сегмента), большое гидростатическое давление при передаче теплового потока первой ступенью (гравитационной водяной системой), и как следствие этого, снижение КПД системы, особенно при передаче теплового потока в многоэтажных зданиях.
Наиболее близким аналогом является вакуум-паровая система поквартирного отопления, которая содержит топочное устройство для сжигания топлива, нагревательные приборы и разводящие паропроводы, замкнутые с двух сторон, внутренняя полость которых отвакуумирована, заполнена легко испаряющейся жидкостью (АС №533799, F24D 12/00, от 30.10.76). Недостатком этой системы является отсутствие центрального и местного количественного регулирования расхода пара, неравномерность теплопередачи по каждой ветви разводящих паропроводов и отсутствие системы регулирования расходом энергоносителя и обеспечение взрывобезопасности паропроводов.
Задачей изобретения является создание системы отопления с эффективным использованием энергоносителя (природного газа, электричества и т.д.), применение недорогостоящих материалов при устройстве системы, обеспечение надежной и безопасной работы, упрощение обслуживания и эксплуатации, снижение металлоемкости при монтаже системы.
Технический результат достигается тем, что передача теплового потока производится вакуум-паровой системой отопления, основанной на сверхпроводимости тепловой энергии с высоким коэффициентом теплопередачи, что позволяет снизить энергопотребление, применить недорогостоящие материалы (трубы из низкоуглеродистой стали, обычные фитинги и запорную арматуру), благодаря вводу в систему воздухосборников и вспомогательного устройства для вакуумирования, заправки промежуточным теплоносителем, сбора и удаления воздуха.
Ввод в систему воздухосборника и вспомогательного устройства позволяет максимально удалить при работе системы растворенный в промежуточном теплоносителе воздух, который также является причиной образования так называемых «холодных участков» в тупиковых зонах горизонтально расположенных паропроводов. Ввод блока автоматического регулирования подачи энергоносителя в паровой котел позволяет произвести центральное количественное регулирование расходом пара, система блокировки подачи энергоносителя и предохранительный клапан обеспечивают взрывобезопасность котла. Минимальный объем заправки котла промежуточным теплоносителем позволяет снизить затраты энергоносителя для быстрого прогрева всей системы.
На фиг. 1 изображена вакуум-паровая система отопления.
Вакуум-паровая система отопления включает: котел 1, паросборник 2 топочное устройство 3, кран 4 для слива промежуточного теплоносителя, указатель уровня 5 залитого промежуточного теплоносителя, предохранительный клапан 6, блок автоматического регулирования и блокировки подачи энергоносителя 7 датчики температуры нагрева промежуточного теплоносителя и давления пара, прибор для визуального контроля давления пара - мановакуумметр. Горизонтальный распределительный паропровод (Т 7), состоящий из стального трубопровода 8, капиллярного устройства 9 из гофрированной плетеной стальной сетки и теплоизоляции транспортной зоны паропровода 10. Одним концом паропровод посредством фланцевого соединения присоединен к паросборнику котла, а другим при помощи фланцевого соединения и вакуумного крана 11 присоединен к патрубку вспомогательного устройства, состоящего из полого корпуса 12 и присоединенных к нему воздушного крана 13 для создания разрежения вакуумным насосом, вентиля 14 для заправки системы промежуточным теплоносителем (вода, антифриз) и мановакуумметра. В систему введен вертикальный паропровод (Т 7), состоящий из стального трубопровода 15 и теплоизоляции транспортной зоны 16. Между вертикальным паропроводом и распределительным расположен вакуумный кран 17. Верхний конец вертикального паропровода заглушен. К вертикальному паропроводу присоединена система передачи скрытой теплоты парообразования помещениям, состоящая из горизонтально расположенных разводящих паропроводов 18, нагревательных приборов 19 (стальных штампованных радиаторов), вертикально расположенных паропроводов 20, вакуумных кранов 21. К ним присоединены воздухосборники, состоящие из полого корпуса 22 и воздушного крана 23. Вакуум-паровая система работает следующим образом: вакуумные краны 11, 13, 17, 21 приводятся в положение «открыто», воздушный кран 23 и вентиль 14 в положение «закрыто» крану 13 присоединяется армированный шланг для присоединения к вакуумному насосу. После включения насоса по показанию мановакуумметра, установленного на вспомогательном устройстве создается разряжение с абсолютным давлением Рабс=0,03 МПа, после чего вакуумные краны 11, 21 и воздушный кран 13 приводятся в положение «закрыто». К вентилю 14 присоединяется шланг тарированной емкости с промежуточным теплоносителем, количество которого строго дозировано с учетом смачивания капиллярного устройства распределительного паропровода. Визуальный контроль заполнения котла осуществляется по указателю уровня 5. После заполнения котла вентиль 14 и вакуумный кран 11 приводится в положение «закрыто». После подачи энергоносителя в топочное устройство 3 и включения в работу котла, при достижении температуры нагрева промежуточного теплоносителя 76°С происходит образование теплоносителя системы-пара. В процессе кипения промежуточного теплоносителя выделяется растворенный в нем воздух, в составе которого водород и кислород, сокращающие срок службы элементов системы. Выделенный при кипении воздух образует в тупиковых участках горизонтально расположенных распределительного и разводящих паропроводов так называемые «холодные участки». При достижении абсолютного давления пара внутри системы Рабс=0,07 МПа следует удалить воздух из тупиковых участков паропроводов открытием кранов 11 и 21. После полного удаления «холодных участков» краны 11 и 21 привести в положение «закрыто». Воздушные краны 13 и 23 привести в положение «открыто» для повторного создания первоначального разрежения внутри вспомогательного устройства и воздухосборников. После создания разрежения краны 13 и 23 привести в положение «закрыто». Диапазон рабочих параметров вакуум-паровой системы: давление вакуумирования пара 0,02 - 0,085 МПа, температура 60 - 95°С.
Блок автоматического регулирования и блокировки подачи энергоносителя 7, обеспечивает работу котла в пределах указанных выше параметров, тем самым осуществляя центральное количественное регулирование расходом теплоносителя, блокировка подачи энергоносителя срабатывает в двух случаях: при внезапном прекращении подачи энергоносителя из системы энергоснабжения и при росте избыточного давления пара до максимального допустимого значения Рабс=0,09 МПа. Предохранительный клапан 6 настроен на предельно допустимое значение давления пара Рабс=0,095 МПа. При достижении этого значения клапан произведет сброс избыточного давления пара из паросборника 2 в атмосферу. После того как из системы будет удален весь воздух, растворенный в промежуточном теплоносителе, работа котла приостанавливается, производится контроль разрежения (вакуума) в системе по мановакуумметру, установленному на котле, при необходимости, если разрежение в системе будет меньше Рабс=0,02 МПа, открытием крана 11 производится создание требуемого разрежения при помощи вспомогательного устройства, в котором создано более низкое разрежение (вакуум) Рабс=0,01 МПа. Система готова к запуску и эксплуатации.
Особенностью данной системы является то, что распределительный паропровод снабжен капиллярным устройством, обеспечивающим возврат конденсата с сохранением стабильной теплопередачи при угле 0°30′ монтажа паропровода относительно плоскости пола подвального помещения, позволяя без затруднений вписать его в рабочее пространство котельной, передача теплового потока от котла посредством вертикальных паропроводов к разводящим паропроводам и самотечный возврат конденсата в распределительный паропровод и далее в котел аналогичны процессу тепломассообмена, происходящего в двухфазных тепловых трубах (термосифонах) с высоким коэффициентом теплопередачи, незначительным гидростатическим давлением и малым объемом промежуточного теплоносителя в котле, обеспечивая тем самым высокоэффективную теплопередачу в высотных жилых, общественных производственных зданиях, что в конечном итоге приводит к высокому КПД системы, равному 0,90. Взрывобезопасность котла обеспечивается заправкой строго дозированного объема промежуточного теплоносителя для предотвращения перехода термодинамического состояния пара от влажного насыщенного в сухой и блоком автоматического регулирования и блокировки подачи энергоносителя, который также осуществляет и центральное количественное регулирование расходом пара.
Особенностью данной системы является то, что распределительный паропровод снабжен капиллярным устройством, обеспечивающим возврат конденсата с сохранением стабильной теплопередачи при угле 0°30′ монтажа паропровода относительно плоскости пола подвального помещения, позволяя без затруднений вписать его в рабочее пространство котельной, передача теплового потока от котла посредством вертикальных паропроводов и самотечный возврат конденсата в распределительный паропровод и далее в котел аналогичны процессу тепломассообмена, происходящего в двухфазных тепловых трубах (термосифонах) с высоким коэффициентом теплопередачи, что в конечном итоге приводит к высокому КПД системы, равному 0,90 экономии энергоносителя до 55%. Взрывобезопасность котла обеспечивается заправкой строго дозированного объема промежуточного теплоносителя для предотвращения перехода термодинамического состояния пара от влажного насыщенного в сухой и блоком автоматического регулирования и блокировки подачи энергоносителя, который также осуществляет и центральное количественное регулирование.
Claims (2)
1. Вакуум-паровая система отопления, содержащая: котел, паросборник, распределительный паропровод с капиллярным устройством, вертикальные паропроводы подачи теплоносителя, разводящие трубопроводы, нагревательные приборы (стальные штампованные радиаторы), трубопроводы для сбора воздуха, воздухосборники, вспомогательное устройство для вакуумирования, заправки промежуточным теплоносителем, сбора и удаления растворенного в промежуточном теплоносителе воздуха, отличающаяся тем, что внутренняя полость всей системы отвакуумирована.
2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена блоком автоматического регулирования и блокировки подачи энергоносителя, предохранительным клапаном, указателем уровня заправленного промежуточного теплоносителя, термометром, датчиками давления теплоносителя в паросборнике и температуры промежуточного теплоносителя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014139528/12A RU2592191C2 (ru) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Вакуум-паровая система отопления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014139528/12A RU2592191C2 (ru) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Вакуум-паровая система отопления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014139528A RU2014139528A (ru) | 2016-04-20 |
| RU2592191C2 true RU2592191C2 (ru) | 2016-07-20 |
Family
ID=55789245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014139528/12A RU2592191C2 (ru) | 2014-09-30 | 2014-09-30 | Вакуум-паровая система отопления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2592191C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018151585A1 (ru) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | Виктор Константинович ХАН | Субатмосферная система отопления |
| RU2682237C1 (ru) * | 2018-04-16 | 2019-03-15 | Любовь Викторовна Хан | Индивидуальный тепловой пункт субатмосферной системы отопления |
| RU2847873C1 (ru) * | 2024-10-22 | 2025-10-15 | Юрий Павлович Кондрашов | Вакуум-паровая система отопления |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019245355A1 (ru) * | 2018-06-19 | 2019-12-26 | Виктор Константинович ХАН | Автономная котельная установка субатмосферной системы отопления |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2016354C1 (ru) * | 1991-06-03 | 1994-07-15 | Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Двухконтурная система парового отопления |
| UA23871U (en) * | 2007-01-26 | 2007-06-11 | Nat Univ Water Economy & Nature Man | Method for house heating |
| US20110198406A1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-08-18 | Igor Zhadanovsky | Vapor/vacuum heating system |
| UA89954U (ru) * | 2013-10-25 | 2014-05-12 | Харьковский Национальный Университет Имени В.Н. Каразина | Автономная паровакуумная система отопления с циклическим самосогласованным тепловым режимом |
-
2014
- 2014-09-30 RU RU2014139528/12A patent/RU2592191C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2016354C1 (ru) * | 1991-06-03 | 1994-07-15 | Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства | Двухконтурная система парового отопления |
| UA23871U (en) * | 2007-01-26 | 2007-06-11 | Nat Univ Water Economy & Nature Man | Method for house heating |
| US20110198406A1 (en) * | 2010-02-18 | 2011-08-18 | Igor Zhadanovsky | Vapor/vacuum heating system |
| UA89954U (ru) * | 2013-10-25 | 2014-05-12 | Харьковский Национальный Университет Имени В.Н. Каразина | Автономная паровакуумная система отопления с циклическим самосогласованным тепловым режимом |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2018151585A1 (ru) * | 2017-02-14 | 2018-08-23 | Виктор Константинович ХАН | Субатмосферная система отопления |
| RU2682237C1 (ru) * | 2018-04-16 | 2019-03-15 | Любовь Викторовна Хан | Индивидуальный тепловой пункт субатмосферной системы отопления |
| RU2847873C1 (ru) * | 2024-10-22 | 2025-10-15 | Юрий Павлович Кондрашов | Вакуум-паровая система отопления |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014139528A (ru) | 2016-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2652702C2 (ru) | Субатмосферная система теплохолодоснабжения | |
| RU2592191C2 (ru) | Вакуум-паровая система отопления | |
| CN101650050B (zh) | 限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统 | |
| RU2631555C2 (ru) | Вакуум-паровая система отопления | |
| RU2382972C1 (ru) | Тепловая труба | |
| RU2682237C1 (ru) | Индивидуальный тепловой пункт субатмосферной системы отопления | |
| RU2467254C1 (ru) | Деаэрационно-расширительный мембранный бак | |
| CN101806493B (zh) | 室外热水装置的防冻结构 | |
| CN205137637U (zh) | 一种热源机 | |
| CN223726918U (zh) | 一种热管超导供热系统 | |
| EA040064B1 (ru) | Субатмосферная система отопления | |
| CN110462294B (zh) | 负压供暖系统 | |
| CN201964614U (zh) | 用于热泵热水器的热管式换热器 | |
| CN105465869A (zh) | 多热源耦合供热系统 | |
| EA040412B1 (ru) | Индивидуальный тепловой пункт субатмосферной системы отопления | |
| CN206522936U (zh) | 一种方便维修太阳能热水器的水管防冻装置 | |
| CN107161545A (zh) | 多加热系统及井口储油罐集成装置 | |
| RU72045U1 (ru) | Водогрейный котел | |
| CN103185366A (zh) | 居民单元住房的节能供暖装置 | |
| CN102679594A (zh) | 双热仓储热水箱 | |
| DE202016105753U1 (de) | Vakuumdampf-Heizsystem | |
| EA041549B1 (ru) | Автономная котельная установка субатмосферной системы отопления | |
| WO2019245355A1 (ru) | Автономная котельная установка субатмосферной системы отопления |