RU2594830C1 - System of solar heat supply system - Google Patents
System of solar heat supply system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2594830C1 RU2594830C1 RU2015116040/06A RU2015116040A RU2594830C1 RU 2594830 C1 RU2594830 C1 RU 2594830C1 RU 2015116040/06 A RU2015116040/06 A RU 2015116040/06A RU 2015116040 A RU2015116040 A RU 2015116040A RU 2594830 C1 RU2594830 C1 RU 2594830C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- low
- storage tank
- temperature section
- sensor
- Prior art date
Links
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
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области гелиотехники, к системам солнечного теплоснабжения.The invention relates to the field of solar technology, to solar heat supply systems.
Известна гелиосистема, содержащая, солнечный коллектор, имеющий жидкостную и паровую зоны, соединенный трехходовым вентилем с образованием замкнутого контура теплообменник потребителя и бак-аккумулятор, выполнена из двух контуров, в первом контуре коллектор состоит из жидкостной и паровой емкостей с теплоизоляционным материалом снаружи, соединенных трубопроводами, в паровой емкости расположен теплообменник второго контура, а в жидкостной емкости, покрытой светопрозрачным материалом, контейнер с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом и крышка-отражатель, которая заполнена теплоизоляционным материалом, отличающаяся тем, что контейнер с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом выполнен как оребренный теплообменник с увеличенной поверхностью теплообмена из материала, имеющего высокую удельную теплопроводность [Патент РФ №2546902 С1, кл. F24J 2/34. Опубл. 04.03.2015 (аналог)].A known solar system comprising a solar collector having a liquid and steam zone, connected by a three-way valve with the formation of a closed loop consumer heat exchanger and a storage tank, is made of two circuits, in the first circuit, the collector consists of liquid and steam tanks with heat-insulating material outside, connected by pipelines , in the steam tank is located the heat exchanger of the second circuit, and in the liquid tank covered with translucent material, a container with phase-transfer heat storage aterialom cover and reflector which is filled with insulating material, characterized in that the container fazoperehodnyj heat accumulating material formed as a finned heat exchanger with an enlarged heat transfer surface of a material having high thermal conductivity [RF patent №2546902 C1, Cl. F24J 2/34. Publ. 03/04/2015 (analog)].
Недостатком данной системы является недостаточная стабилизация температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, из-за недостаточной температурной стратификации в баке-аккумуляторе и паровой емкости.The disadvantage of this system is the insufficient stabilization of the temperature of the coolant supplied to the consumer, due to insufficient temperature stratification in the storage tank and steam tank.
Наиболее близким к изобретению является система солнечного теплоснабжения, содержащая бак-аккумулятор с высоко- и низкотемпературными секциями, солнечный коллектор, связанный с высокотемпературной секцией бака-аккумулятора, в которой размещены датчики верхнего и нижнего уровня и расположенный под ними вход разборного трубопровода потребителя и сообщенный с низкотемпературной секцией подпиточный трубопровод с регулятором расхода теплоносителя и клапаном, связанным с датчиком уровня, высокотемпературная и низкотемпературная секции размещены соответственно в верхней и нижней частях бака-аккумулятора, низкотемпературная секция снабжена дополнительным солнечным коллектором и разборным трубопроводом дополнительного потребителя, причем на последнем установлен датчик потребления воды [Авторское свидетельство СССР №1548617 А1, кл. F24J 2/34, F24J 2/42, 12.08.1988 (прототип)].Closest to the invention is a solar heating system comprising a storage tank with high and low temperature sections, a solar collector associated with a high temperature section of the storage tank, in which the sensors of the upper and lower levels are located and the input of the collapsible consumer pipeline located below them and communicated with low-temperature section make-up pipeline with a flow rate controller and a valve associated with a level sensor, high-temperature and low-temperature section arranged respectively at upper and lower parts of the storage tank, the low temperature section of a solar collector provided with an additional and collapsible pipe additional consumer, wherein the sensor is installed on the last water consumption [Copyright certificate USSR №1548617 A1, cl. F24J 2/34, F24J 2/42, 08/12/1988 (prototype)].
Недостатком данной системы является недостаточная стабилизация температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, из-за недостаточной температурной стратификации в баке-аккумуляторе.The disadvantage of this system is the insufficient stabilization of the temperature of the coolant supplied to the consumer, due to insufficient temperature stratification in the storage tank.
Целью изобретения является стабилизация температуры теплоносителя за счет его стабильной температурной стратификации.The aim of the invention is to stabilize the temperature of the coolant due to its stable temperature stratification.
Указанная цель достигается тем, что в систему солнечного теплоснабжения, содержащую бак-аккумулятор с высоко- и низкотемпературными секциями, размещенными соответственно в верхней и нижней частях бака-аккумулятора, первый солнечный коллектор, связанный через первый водяной насос с первым теплообменником, размещенным в высокотемпературной секции бака-аккумулятора, в которой также размещены датчик температуры высокотемпературной секции, датчик верхнего и нижнего уровня воды и расположенный под ними вход первого трубопровода потребителя и сообщенный с низкотемпературной секцией подпиточный трубопровод с первым регулятором расхода теплоносителя и клапаном, связанным с датчиками уровня через первый и второй логические блоки, второй солнечный коллектор, связанный через второй водяной насос со вторым теплообменником, размещенным в низкотемпературной секции бака-аккумулятора, в которой также размещены первый датчик температуры низкотемпературной секции, второй датчик температуры низкотемпературной секции и вход второго трубопровода потребителя, второй трубопровод потребителя через клапан и датчик потребления воды соединен со вторым регулятором расхода теплоносителя в емкости потребителя, в нижней части которой размещен вход третьего трубопровода потребителя, первый логический блок через формирователь сигнала потребления воды соединен с датчиком потребления воды, второй датчик температуры низкотемпературной секции через терморегулятор соединен с клапаном, первый дифференциальный терморегулятор соединен с датчиками температуры первого солнечного коллектора и высокотемпературной секции и первым водяным насосом, второй дифференциальный терморегулятор соединен с датчиками температуры второго солнечного коллектора и низкотемпературной секции и вторым водяным насосом, дополнительно введена разделительная перегородка с односторонней проводимостью теплоносителя из низкотемпературной в высокотемпературную секцию бака-аккумулятора.This goal is achieved by the fact that in the solar heating system comprising a storage tank with high and low temperature sections located respectively in the upper and lower parts of the storage tank, the first solar collector connected through the first water pump to the first heat exchanger located in the high temperature section the storage tank, which also houses the temperature sensor of the high-temperature section, the upper and lower water level sensor and the inlet of the first pipeline located below them will consume For and connected to the low-temperature section, a make-up pipeline with a first coolant flow controller and a valve connected to level sensors through the first and second logic blocks, a second solar collector connected through a second water pump to a second heat exchanger located in the low-temperature section of the storage tank, in which also placed the first temperature sensor of the low-temperature section, the second temperature sensor of the low-temperature section and the inlet of the second consumer pipeline, the second pipeline a consumer through a valve and a water consumption sensor is connected to a second coolant flow rate regulator in the consumer’s tank, at the bottom of which the input of the third consumer pipeline is located, the first logical unit is connected to the water consumption sensor through a water consumption signal generator, the second temperature sensor of the low-temperature section is connected to the a valve, the first differential temperature controller is connected to temperature sensors of the first solar collector and the high-temperature section, and ervym water pump, a second differential temperature controller connected to the temperature sensors of the second solar collector and the low-temperature section and a second water pump additionally introduced baffle with unilateral conductivity of the coolant from the low temperature to the high temperature section of the storage tank.
Новыми признаками, обладающими существенными отличиями, являются:New features with significant differences are:
наличие в схеме системы перегородки с односторонней проводимостью теплоносителя;the presence in the circuit of a partition system with one-sided conductivity of the coolant;
новые связи между известными и новыми признаками.new connections between known and new features.
Данные признаки обладают существенными отличиями, так как в известных технических решениях не обнаружены.These signs have significant differences, as they are not found in the known technical solutions.
Применение в системе всех новых признаков позволяет повысить стабилизацию температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, за счет предотвращения перетекания теплоносителя из высокотемпературной секции бака-аккумулятора в его низкотемпературную секцию через перегородку с односторонней проводимостью теплоносителя.The use of all the new features in the system makes it possible to increase the stabilization of the temperature of the coolant supplied to the consumer by preventing the coolant from flowing from the high-temperature section of the storage tank into its low-temperature section through a partition with one-sided coolant conductivity.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема системы.In FIG. 1 shows a schematic diagram of a system.
Система солнечного теплоснабжения содержит бак-аккумулятор 1 с высокотемпературной 2 и низкотемпературной 3 секциями, размещенными соответственно в верхней и нижней частях бака-аккумулятора, первый солнечный коллектор 4, связанный через первый водяной насос 5 с первым теплообменником 6, размещенным в высокотемпературной секции бака-аккумулятора, в которой также размещены датчик температуры 7 высокотемпературной секции, датчик верхнего 8 и нижнего 9 уровня воды и расположенный под ними вход первого трубопровода 10 потребителя и сообщенный с низкотемпературной секцией подпиточный трубопровод 11 с первым регулятором расхода теплоносителя 12 и клапаном 13, связанным с датчиками уровня через первый 14 и второй 15 логические блоки, второй солнечный коллектор 16, связанный через второй водяной насос 17 со вторым теплообменником 18, размещенным в низкотемпературной секции бака-аккумулятора, в которой также размещены первый датчик температуры 19 низкотемпературной секции, второй датчик температуры 20 низкотемпературной секции и вход второго трубопровода потребителя 21, второй трубопровод потребителя через клапан 22 и датчик потребления воды 23 соединен со вторым регулятором расхода теплоносителя 24 в емкости потребителя 25, в нижней части которой размещен вход третьего трубопровода потребителя 26, первый логический блок 14 через формирователь сигнала потребления воды 27 соединен с датчиком потребления воды 23, второй датчик температуры 20 низкотемпературной секции через терморегулятор 28 соединен с клапаном 22, первый дифференциальный терморегулятор 29 соединен с датчиком температуры 30 первого солнечного коллектора и датчиком температуры 7 высокотемпературной секции и первым водяным насосом 5, второй дифференциальный терморегулятор 31 соединен с датчикам температуры 32 второго солнечного коллектора и датчикам температуры 19 низкотемпературной секции и вторым водяным насосом 17, высокотемпературная 2 и низкотемпературная 3 секции бака-аккумулятора 1 разделены перегородкой 33 с односторонней проводимостью теплоносителя.The solar heat supply system comprises a
На фиг. 2 изображена схема возможного варианта изготовления перегородки 33 с односторонней проводимостью теплоносителя.In FIG. 2 depicts a diagram of a possible embodiment of a
Перегородка с односторонней проводимостью теплоносителя содержит теплоизолирующую мембрану 34, отверстия 35 и клапаны 36.The partition with one-sided conductivity of the coolant contains a heat-insulating
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Во втором солнечном коллекторе 16 происходит преобразование солнечной радиации в тепловую энергию и повышение вследствие этого температуры поглощающей поверхности. Второй дифференциальный терморегулятор 31 анализирует разность температур поглощающей поверхности второго солнечного коллектора 16 и жидкой среды в низкотемпературной секции 3 бака-аккумулятора 1. В качестве жидкой среды используется вода. Температура поглощающей поверхности второго солнечного коллектора 16 измеряется датчиком температуры 32 второго солнечного коллектора. Температура жидкой среды в низкотемпературной секции 3 бака-аккумулятора 1 измеряется первым датчиком температуры 19 низкотемпературной секции.In the second
При достижении разности между показаниями датчиков заданной величины, свидетельствующей о наличии солнечной радиации достаточно высокого уровня, выдается сигнал на включение второго циркуляционного насоса 17, прокачивающего теплоноситель через второй солнечный коллектор 16. При выполнении указанного условия поглощенное во втором солнечном коллекторе 16 тепло переносится ко второму теплообменнику 18, где передается воде низкотемпературной секции 3 бака-аккумулятора 1 и аккумулируется за счет теплоемкости воды.When the difference between the readings of the sensors of a predetermined value, indicating the presence of solar radiation of a sufficiently high level, is reached, a signal is issued to turn on the
Аналогично в первом солнечном коллекторе 4 происходит преобразование солнечной радиации в тепловую энергию и повышение вследствие этого температуры поглощающей поверхности. Первый дифференциальный терморегулятор 29 анализирует разность температур поглощающей поверхности первого солнечного коллектора 4 и жидкой среды в высокотемпературной секции 2 бака-аккумулятора 1. Температура поглощающей поверхности первого солнечного коллектора 4 измеряется датчиком температуры 30 первого солнечного коллектора. Температура жидкой среды в высокотемпературной секции 2 бака-аккумулятора 1 измеряется датчиком температуры 7 высокотемпературной секции.Similarly, in the first
При достижении разности между показаниями датчиков заданной величины, свидетельствующей о наличии солнечной радиации достаточно высокого уровня, выдается сигнал на включение первого циркуляционного насоса 5, прокачивающего теплоноситель через первый солнечный коллектор 4. При выполнении указанного условия поглощенное в первом солнечном коллекторе 4 тепло переносится к первому теплообменнику 6, где передается воде высокотемпературной секции 2 бака-аккумулятора 1 и аккумулируется за счет теплоемкости воды.When the difference between the readings of the sensors of a predetermined value, indicating the presence of solar radiation of a sufficiently high level, is reached, a signal is issued to turn on the
Разделение бака-аккумулятора 1 на высокотемпературную 2 и низкотемпературную 3 секции и предотвращение перемешивания теплоносителя обеспечивает перегородка 33 с односторонней проводимостью теплоносителя. Перегородка 33 конструктивно выполнена таким образом, что обеспечивает прохождение теплоносителя только из низкотемпературной секции 3 в высокотемпературную секцию 2 и только при наличии избыточного давления. Возможный вариант конструктивного изготовления перегородки 33 с односторонней проводимостью теплоносителя представлен на фиг. 2. Основу перегородки 33 составляет теплоизолирующая мембрана 34. Теплоизолирующая мембрана 33 изготавливается из эластичного материала, обеспечивающего возможность ограниченного перемещения в вертикальной плоскости вдоль бака-аккумулятора 1. В качестве такого материала может выступать силиконовая резина. Перетекание воды из низкотемпературной секции 3 в высокотемпературную секцию 2 осуществляется через отверстия 35. При этом отверстия 35 прикрыты клапанами 36 и открываются при наличии определенного избыточного давления теплоносителя на клапаны 36 со стороны низкотемпературной секции.The separation of the
При нагреве воды в низкотемпературной секции 3 выше уровня заданного по условиям горячего водоснабжения второй датчик температуры 20 низкотемпературной секции выдает сигнал на терморегулятор 29, который открывает клапан 22. Если вода заполняет емкость потребителя 25 ниже уровня, определяемого вторым регулятором расхода теплоносителя 24, последний открывает второй трубопровод потребителя 21 и вода из низкотемпературной секции 3 через клапан 22 самотеком поступает в емкость потребителя 25. При этом с датчика потребления воды 23 поступает сигнал на формирователь сигнала потребления воды 27 и последний выдает сигнал на вход первого логического блока 14, который открывает клапан 13.When the water in the low-
При понижении уровня воды в баке-аккумуляторе 1 первый регулятор расхода теплоносителя 12 открывает подпиточный трубопровод 11 и холодная вода из центральной водопроводной сети поступает в нижнюю часть низкотемпературной секции 3 бака-аккумулятора 1. Если расход подпиточной воды превышает расход воды, отбираемой через клапан 22 в емкость потребителя 25, то уровень воды в баке-аккумуляторе 1 повышается и первый регулятор расхода теплоносителя 12 закрывает подпиточный трубопровод 11. При этом наличие перегородки 33 с односторонней проводимостью теплоносителя предотвращает перемешивание теплоносителя между секциями 2 и 3 бака-аккумулятора 1.When the water level in the
Если температура воды в низкотемпературной секции 3 опускается ниже заданного по условиям горячего водоснабжения значения, второй датчик температуры 20 низкотемпературной секции выдает сигнал на терморегулятор 28, закрывающий клапан 22. При этом датчик потребления воды 23 через формирователь сигнала потребления воды 27 и первый логический блок 14 закрывает клапан 13, вследствие чего прекращается подпитка бака-аккумулятора 1 водой из центральной водопроводной сети.If the temperature of the water in the low-
При отборе воды повышенного уровня температуры из высокотемпературной секции 2 уровень воды в баке-аккумуляторе 1 также начинает понижаться. При этом наличие перегородки 33 предотвращает перемешивание воды в высокотемпературной 2 и низкотемпературной 3 секциях. Если этот уровень уменьшается до установленного нижнего предела, датчик 9 нижнего уровня воды выдает сигнал на первый логический блок 14, открывающий клапан 13. Поскольку первый регулятор 12 расхода теплоносителя к этому моменту открывает подпиточный трубопровод 11, холодная вода из центральной водопроводной сети поступает в низкотемпературную секцию 3 бака-аккумулятора 1. При превышении расхода подпиточной воды над расходом воды, отбираемой по первому трубопроводу 10 потребителя, уровень воды в баке-аккумуляторе 1 повышается до установленного верхнего предела, что вызывает закрытие клапана 13 по сигналу датчика 8 верхнего уровня воды.When taking water of an elevated temperature level from the high-
Необходимым условием высокой эффективности рассмотренной системы является наличие стратификации температуры в баке-аккумуляторе 1, что достигается:A necessary condition for the high efficiency of the considered system is the presence of temperature stratification in the
введением холодной воды из подпиточного водопровода 11 в нижнюю часть бака-аккумулятора 1;the introduction of cold water from the make-
обеспечением постоянного уровня воды в баке-аккумуляторе 1 при заборе воды из низкотемпературной секции 3;providing a constant water level in the
разделением низкотемпературной 3 и высокотемпературной 2 секций бака-аккумулятора 1 перегородкой 33 с односторонней проводимостью теплоносителя, предотвращающей перемешивание теплоносителя в разных секциях.separation of the low-
Использование предлагаемой системы теплоснабжения позволит дополнительно стабилизировать температуру воды, подаваемой потребителю, сохранить высокий КПД преобразования солнечной энергии в тепло при наличии нескольких разнородных потребителей, что расширяет диапазон использования системы.Using the proposed heat supply system will further stabilize the temperature of the water supplied to the consumer, maintain a high efficiency of converting solar energy into heat in the presence of several heterogeneous consumers, which extends the range of use of the system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116040/06A RU2594830C1 (en) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | System of solar heat supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015116040/06A RU2594830C1 (en) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | System of solar heat supply system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2594830C1 true RU2594830C1 (en) | 2016-08-20 |
Family
ID=56697515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015116040/06A RU2594830C1 (en) | 2015-04-27 | 2015-04-27 | System of solar heat supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2594830C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1092333A1 (en) * | 1982-12-03 | 1984-05-15 | Предприятие П/Я В-2616 | Accumulating tank |
US4779610A (en) * | 1984-03-14 | 1988-10-25 | Hultmark Goeran | Plane solar heat collector |
SU1548617A1 (en) * | 1988-02-12 | 1990-03-07 | Особое Конструкторское Бюро N1 Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Solar-energy heat sypply system |
RU9937U1 (en) * | 1998-09-01 | 1999-05-16 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | GEL-WATER HEATER |
-
2015
- 2015-04-27 RU RU2015116040/06A patent/RU2594830C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1092333A1 (en) * | 1982-12-03 | 1984-05-15 | Предприятие П/Я В-2616 | Accumulating tank |
US4779610A (en) * | 1984-03-14 | 1988-10-25 | Hultmark Goeran | Plane solar heat collector |
SU1548617A1 (en) * | 1988-02-12 | 1990-03-07 | Особое Конструкторское Бюро N1 Государственного Научно-Исследовательского Энергетического Института Им.Г.М.Кржижановского | Solar-energy heat sypply system |
RU9937U1 (en) * | 1998-09-01 | 1999-05-16 | Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН | GEL-WATER HEATER |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN204285773U (en) | Variable-frequency constant warm type storage-type electric water heater | |
CN109945528B (en) | Solar energy system of intelligence communication control | |
KR20160035904A (en) | Accumulated type boiler | |
JP5464195B2 (en) | Solar-powered heat pump hot water supply system | |
KR101527391B1 (en) | Variable flow rate control solar heat system with coil contained heat storage tank | |
RU2594830C1 (en) | System of solar heat supply system | |
KR101168538B1 (en) | Apartment house solar thermal energy hot water system equipped communal heat storage tank and control method thereof | |
CN209084897U (en) | Force the regenerative apparatus of layering | |
US20130291857A1 (en) | Solar power system and heat exchanger | |
RU2527270C2 (en) | Solar water heater | |
KR101168539B1 (en) | Method for supplying heat and preventing over heat in the apartment house solar thermal energy hot water system equipped communal heat storage tank | |
CN110173906B (en) | Solar system for controlling circulating pump according to temperature communication | |
CN110398076B (en) | Solar system capable of intelligently controlling opening of valve according to outlet water temperature of heat collector | |
CN103185406B (en) | Heat storage water tank applied to electrically auxiliary heating indirect type hot water system | |
CN108332438B (en) | A kind of method and apparatus that the self-loopa of salt gradient solar pond proposes heat | |
CN206321087U (en) | Heat exchanger and phase-change heat-storage water heater | |
CN105042842A (en) | Water circulation heater | |
CN110285592A (en) | The solar energy system of intelligent control valve aperture | |
RU2455572C1 (en) | Self-contained heating system of water to be used in consumption system, mainly of heating and/or hot water supply | |
DK201770799A1 (en) | PCM-based heating system | |
CN206670030U (en) | A kind of water heater | |
CN110068163B (en) | Solar system of intelligent communication control circulating pump | |
CN104142028B (en) | A kind of indirect type natural circulation solar energy hydrophone | |
CN203163315U (en) | Heat exchange thermal insulation water tank | |
Krafčík et al. | Experimental Measurements of Hot Water Stratification in a Heat Storage Tank in Laboratory Conditions |