RU2592191C2 - Вакуум-паровая система отопления - Google Patents

Вакуум-паровая система отопления Download PDF

Info

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
Application number
RU2014139528/12A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014139528A (ru
Inventor
Любовь Викторовна Хан
Александр Алексеевич Хан
Игорь Ву-Юнович Ван
Юрий Васильевич Горборуков
Виктор Хан
Original Assignee
Любовь Викторовна Хан
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Любовь Викторовна Хан filed Critical Любовь Викторовна Хан
Priority to RU2014139528/12A priority Critical patent/RU2592191C2/ru
Publication of RU2014139528A publication Critical patent/RU2014139528A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2592191C2 publication Critical patent/RU2592191C2/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy 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.
RU2014139528/12A 2014-09-30 2014-09-30 Вакуум-паровая система отопления RU2592191C2 (ru)

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 (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA202092688A1 (ru) * 2018-06-19 2021-06-22 Общество С Ограниченной Ответственностью "Энергия Вакуума" Автономная котельная установка субатмосферной системы отопления

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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 (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014139528A (ru) 2016-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2652702C2 (ru) Субатмосферная система теплохолодоснабжения
US20110198406A1 (en) Vapor/vacuum heating system
RU2592191C2 (ru) Вакуум-паровая система отопления
US11131465B2 (en) Vacuum steam heating system
CN101650050B (zh) 限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器控制系统
RU2682237C1 (ru) Индивидуальный тепловой пункт субатмосферной системы отопления
RU2382972C1 (ru) Тепловая труба
CN101650084B (zh) 限压式无水箱玻璃真空太阳能热水器的控制方法
RU2467254C1 (ru) Деаэрационно-расширительный мембранный бак
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
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
CN204286140U (zh) 一种能够使水蒸气充分液化的凝结水箱
CN104174334B (zh) 船用热管蒸发器加热造真空的方法及其专用装置
CN104279599A (zh) 一种热管式太阳能集中供热水系统
RU72045U1 (ru) Водогрейный котел
CN103185366A (zh) 居民单元住房的节能供暖装置
DE202016105753U1 (de) Vakuumdampf-Heizsystem
TR2022001318A2 (tr) Elektri̇k şebekesi̇ne veya şarj edi̇lebi̇len bi̇r bataryaya bağlanarak çalişan ve hari̇ci̇ i̇ki̇nci̇ bi̇r isitma si̇stemi̇ni̇n çaliştirilmasina i̇mkan taniyan genleşme tankli isi çeki̇rdeği̇
WO2019245355A1 (ru) Автономная котельная установка субатмосферной системы отопления
EA041549B1 (ru) Автономная котельная установка субатмосферной системы отопления
CN103954045A (zh) 一种非承压式太阳能热水系统
KR20100007955U (ko) 신 재생 에너지(태양열 진공관 모듈 + 기존보일러 연동) 난방/온수 대용량 시스템 배관도