RU60187U1

RU60187U1 - HEAT GENERATING INSTALLATION

Info

Publication number: RU60187U1
Application number: RU2006114571/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Кузин; Михаил Иванович Демин; Игорь Леонидович Филатов; Алексей Иванович Чаиский
Original assignee: Александр Иванович Кузин
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2007-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в системах автономного отопления зданий, жилых помещений, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд, сушки сельхозпродуктов и т.д. Задачей полезной модели является создание компактной конструкции теплогенераторной установки и уменьшение ее габаритов за счет изменения схемы циркуляции теплоносителя и отбора тепла к внешним отопительным элементам. Теплогенераторная установка, содержит замкнутый жидкостный контур циркуляции теплоносителя с подающим и обратным трубопроводами 1, 2, насос 3, электропривод 4, сепаратор 5, арматуру управления, регулирования и заправки, жидкостно-газовый теплогенератор 5 выполнен в виде блока теплогенераторных элементов, состоящих из удлиненных камер смешения 6 и жидкостно-газового смесителя 7, причем удлиненные камеры смешения 6 соединены одной стороной с жидкостной и газовой частями 9, 10 соответственно смесителя 7, а другой помещены в газовую полость сепаратора 8 с перфорированным цилиндрическим стаканом, при этом вход жидкостной части 9 смесителя 7 соединен подающим трубопроводом с выходной полостью насоса и внешними отопительными элементами 11, обратный трубопровод которых соединен с газовой полостью сепаратора 5, выход жидкостной полости сепаратора 8 соединен с заправочной и сливной емкостями и входом в насос 3, а вход газовой части 10 смесителя 7 соединен внешней с заправочной воздушной емкостью и выходной газовой полостью сепаратора 5, образуя замкнутый воздушный контур, совмещенный по трактам удлинительных камер смешения теплогенератора с жидкостным контуром насоса. Использование предлагаемой полезной модели позволит сократить габариты и вес теплогенераторной установки, делает ее компактной, что позволит применять ее для отопления жилых помещений, транспортных средств, нагрева воды для производственных и бытовых нужд, 4 З.П Ф-ЛЫ.The utility model relates to the field of heat engineering and can be used in autonomous heating systems of buildings, residential premises, vehicles, heating water for industrial and domestic needs, drying agricultural products, etc. The objective of the utility model is to create a compact design of the heat-generating installation and to reduce its size by changing the circulation scheme of the coolant and the selection of heat to external heating elements. The heat generating installation contains a closed liquid coolant circulation circuit with supply and return pipelines 1, 2, pump 3, electric actuator 4, separator 5, control valves, control and refueling, liquid-gas heat generator 5 is made in the form of a block of heat-generating elements, consisting of elongated chambers mixing 6 and a liquid-gas mixer 7, and the elongated mixing chambers 6 are connected on one side to the liquid and gas parts 9, 10, respectively, of the mixer 7, and the other is placed in a gas cavity an atomizer 8 with a perforated cylindrical glass, wherein the inlet of the liquid part 9 of the mixer 7 is connected by a supply pipe to the pump outlet cavity and external heating elements 11, the return pipe of which is connected to the gas cavity of the separator 5, the outlet of the liquid cavity of the separator 8 is connected to the filling and drain tanks and the inlet to the pump 3, and the inlet of the gas part 10 of the mixer 7 is connected to an external air tank and an outlet gas cavity of the separator 5, forming a closed air circuit, combined at to the fluids of the mixing chambers of the heat generator with the liquid circuit of the pump. Using the proposed utility model will reduce the size and weight of the heat generator, making it compact, which will allow it to be used for heating residential premises, vehicles, heating water for industrial and domestic needs, 4 З.П Ф-ЛЫ.

Description

Полезная модель относится к области теплотехники и может быть использована в системах автономного отопления зданий, жилых помещений, транспортных средств, подогрева воды для производственных и бытовых нужд, выпечки хлеба, сушки сельхозпродуктов и пр.The utility model relates to the field of heat engineering and can be used in autonomous heating systems for buildings, residential premises, vehicles, heating water for industrial and domestic needs, baking bread, drying agricultural products, etc.

Известны устройства, в которых тепловая энергия вырабатывается за счет изменения давления, скорости и объема рабочей среды, в качестве которой используется жидкостно-газовая смесь.Known devices in which thermal energy is generated by changing the pressure, speed and volume of the working medium, which is used as a liquid-gas mixture.

Известно устройство для нагрева жидкости, содержащее вихревой теплогенератор, подающие и обратные трубопроводы с запорными вентилями, рабочий сетевой насос с электроприводом, соединенный с корпусом теплогенератора посредством инжекционного патрубка, соединенного с ускорителем движения жидкости (патент РФ №2045715, МПК F 25 В 29/00, 1993 г.).A device for heating a liquid is known, containing a vortex heat generator, supply and return pipelines with shut-off valves, a working network pump with an electric drive connected to the body of the heat generator through an injection pipe connected to an accelerator for moving fluid (RF patent No. 2045715, IPC F 25 V 29/00 , 1993).

В таком устройстве тепловой энергии вырабатывается на 30-50% больше, чем энергии, потребляемой от электросети двигателем насоса, нагнетающего воду в вихревую трубу. И тем не менее в известном вихревом теплогенераторе тепловой энергии вырабатывается меньше, чем может быть получено при тех же затратах другими способами.In such a device, thermal energy is generated 30-50% more than the energy consumed from the mains by the motor of the pump that pumps water into the vortex tube. Nevertheless, less energy is generated in the well-known vortex heat generator than can be obtained at the same cost by other methods.

Обеспечение нагрева жидкости со значительной экономией электроэнергии осуществляется в устройстве, содержащем замкнутый контур циркуляции теплоносителя, насос, жидкостно-газовый теплогенератор, соединенные с теплообменными устройствами. Теплогенератор выполнен в виде последовательно установленных в замкнутом контуре жидкостно-газового смесителя, теплогенерирующей трубы в виде прямоточного одноканального эжектора с удлиненной камерой смешения и сепаратора, жидкостная часть сепаратора соединена с теплообменными устройствами, а газовая часть сепаратора соединена с входом газа в жидкостно-газовый смеситель и с аккумулятором высокого давления (патент №2232356, МПК F 25 В 29/00, 2002 г. - прототип).Ensuring the heating of the liquid with significant energy savings is carried out in a device containing a closed circuit for the circulation of a coolant, a pump, a liquid-gas heat generator connected to heat exchangers. The heat generator is made in the form of a liquid-gas mixer sequentially installed in a closed circuit, a heat-generating pipe in the form of a straight-through single-channel ejector with an elongated mixing chamber and separator, the liquid part of the separator is connected to heat exchangers, and the gas part of the separator is connected to the gas inlet to the liquid-gas mixer and with a high-pressure accumulator (patent No. 2232356, IPC F 25 V 29/00, 2002 - prototype).

Недостатком известного устройства являются сложность конструкции сепаратора, большие габариты и металлоемкость всей установки.A disadvantage of the known device is the complexity of the design of the separator, the large size and metal consumption of the entire installation.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание компактной конструкции установки и уменьшение ее габаритов за счет изменения схемы циркуляции теплоносителя и отбора тепла к внешним отопительным элементам.The objective of the proposed utility model is to create a compact design of the installation and reduce its size by changing the circulation scheme of the coolant and the selection of heat to external heating elements.

Поставленная задача достигается за счет использования вместо внешнего регенеративного теплообменника смесительный теплообменник (жидкостный тракт сепаратора), введением жидкостно-газового многоканального теплогенератора вместо теплогенерирующей трубы в виде прямоточного одноканального эжектора с удлиненной камерой смешения и исключением аккумулятора воздуха высокого давления.The task is achieved by using a mixing heat exchanger (liquid path of the separator) instead of an external regenerative heat exchanger, by introducing a liquid-gas multi-channel heat generator instead of a heat-generating pipe in the form of a direct-flow single-channel ejector with an elongated mixing chamber and excluding a high-pressure air accumulator.

Это достигается тем, что в теплогенераторной установке, содержащей замкнутый жидкостный контур циркуляции теплоносителя с подающим и обратными трубопроводами, насос с электроприводом, сепаратор, жидкостно-газовый теплогенератор, арматура управления, регулирования и заправки, согласно полезной модели, жидкостно-газовый теплогенератор выполнен в виде блока теплогенераторных элементов, состоящих из отдельных удлиненных камер смешения теплогенератора и This is achieved by the fact that in a heat generating installation containing a closed liquid coolant circulation circuit with supply and return pipelines, an electric pump, a separator, a liquid-gas heat generator, control, regulation and filling valves, according to a utility model, a liquid-gas heat generator is made in the form a block of heat generating elements consisting of separate elongated mixing chambers of the heat generator and

жидкостно-газового смесителя, причем удлиненные камеры смешения соединены одной стороной с жидкостной и газовой частями смесителя, а другой помещены в газовую полость сепаратора с перфорированным цилиндрическим стаканом, при этом вход жидкостной части смесителя соединен подающим трубопроводом с выходной полостью насоса и внешними отопительными элементами, обратный трубопровод которых соединен с газовой полостью сепаратора, выход жидкостной полости сепаратора соединен с заправочной и сливной емкостями и входом насоса, а вход газовой части смесителя соединен с внешней заправочной воздушной емкостью и выходной газовой полостью сепаратора, образуя замкнутый воздушный контур, совмещенный по трактам удлиненных камер смешения теплогенератора с жидкостным контуром насоса.a liquid-gas mixer, the elongated mixing chambers being connected on one side to the liquid and gas parts of the mixer and the other placed in the gas cavity of the separator with a perforated cylindrical cup, while the inlet of the liquid part of the mixer is connected by a supply pipe to the pump outlet cavity and external heating elements, the pipeline is connected to the gas cavity of the separator, the output of the liquid cavity of the separator is connected to the filling and drain tanks and the pump inlet, and the gas inlet the mixer is connected to the outer container and filling the air cavity of the separator gas outlet, thus forming a closed air circuit, combined over paths elongated mixing chambers with a liquid heat source circuit pump.

Удлиненные камеры смешения могут быть выполнены в виде отдельных труб, расположенных по концентрическим окружностям.The elongated mixing chambers can be made in the form of separate pipes arranged in concentric circles.

Для более полного восстановления давления, то есть для увеличения степени сжатия газа, на выходе удлиненных камер смешения могут быть установлены диффузоры.For a more complete restoration of pressure, that is, to increase the degree of gas compression, diffusers can be installed at the outlet of the elongated mixing chambers.

Для подпитки водяного тракта на магистрали подпитки установлен нормально закрытый электромагнитный клапан, соединенный трубопроводом с линией подачи воды и электрической связью с датчиком уровня.To make up the water path, a normally closed solenoid valve is installed on the make-up line, connected by a pipeline to the water supply line and electrically connected to the level sensor.

Принципиальная схема теплогенераторной установки изображена на чертеже, гдеA schematic diagram of a heat generating installation is shown in the drawing, where

1. Подающий трубопровод;1. The giving pipeline;

2. Обратный трубопровод;2. Return pipe;

3. Насос;3. The pump;

4. Электропривод;4. Electric drive;

5. Жидкостно-газовый теплогенератор;5. Liquid-gas heat generator;

6. Удлиненные камеры смешения теплогенератора;6. Elongated mixing chamber of the heat generator;

7. Жидкостно-газовый смеситель;7. Liquid-gas mixer;

8. Сепаратор;8. The separator;

9. Жидкостная часть смесителя;9. The liquid part of the mixer;

10. Газовая часть смесителя;10. The gas part of the mixer;

11. Внешние отопительные элементы;11. External heating elements;

12. Кран подающего трубопровода;12. The crane of the giving pipeline;

13. Кран-дроссель;13. Crane throttle;

14. Датчик температуры;14. The temperature sensor;

15. Дроссель расхода воздуха;15. Air flow restrictor;

16. Кран заправки и подпитки воздухом;16. Crane refueling and recharge air;

17. Кран подпитки водой;17. Water filling tap;

18. Электромагнитный клапан;18. The electromagnetic valve;

19. Кран слива воды;19. The crane of discharge of water;

20. Датчик уровня жидкости;20. Liquid level sensor;

21. Кран заправки водой;21. Water filling tap;

22. Клапан обратный;22. Check valve;

23. Магистраль подпитки сепаратора водой.23. The line for feeding the separator with water.

Теплогенераторная установка (ТГУ) содержит жидкостный контур насоса, который представляет собой замкнутый тракт с подающим и обратным трубопроводами 1 и 2 соответственно, насос 3 с электроприводом 4, сепаратор 8, жидкостно-газовый теплогенератор 5, представляющий собой блок отдельных удлиненных камер смешения 6 в виде труб, объединенных с жидкостно-газовым смесителем 7, сепаратор 8. Удлиненные камеры смешения 6 соединены одной стороной с жидкостной и газовой частями 9, 10 соответственно смесителя 7, а другой помещены в газовую полость сепаратора 8 с перфорированным цилиндрическим стаканом.The heat-generating installation (TSU) contains a liquid circuit of the pump, which is a closed path with supply and return pipes 1 and 2, respectively, a pump 3 with electric drive 4, a separator 8, a liquid-gas heat generator 5, which is a block of separate elongated mixing chambers 6 in the form pipes combined with a liquid-gas mixer 7, a separator 8. The elongated mixing chambers 6 are connected on one side to the liquid and gas parts 9, 10, respectively, of the mixer 7, and the other is placed in the gas cavity of the separator and 8 with a perforated cylindrical glass.

Жидкостная часть 9 смесителя своим входом соединена с внешними отопительными элементами 11 через кран 12 и кран-дроссель 13 и с выходом жидкостной полости сепаратора 8. Кран-дроссель 13 установлен на магистрали теплоснабжения (внешние отопительные элементы 11) для регулирования расхода теплоносителя.The liquid part 9 of the mixer with its input is connected to external heating elements 11 through a faucet 12 and a choke 13 and with the outlet of the liquid cavity of the separator 8. A faucet choke 13 is installed on the heat supply line (external heating elements 11) to control the flow rate of the coolant.

Для контроля температуры теплоносителя в подающем трубопроводе установлен датчик температуры 14.To control the temperature of the coolant in the supply pipe, a temperature sensor 14 is installed.

Замкнутый газовый контур теплогенератора с краном 16 заправки и подпитки воздухом и дросселем расхода воздуха 15 предназначен для заправки и дозированной подачи газа (воздуха) из полости сепаратора 8 в водо-воздушный теплогенерирующий тракт удлиненных камер смешения 6 и далее в сепаратор 8.The closed gas circuit of the heat generator with a valve 16 for charging and replenishing air and an air flow restrictor 15 is designed to charge and dosed gas (air) from the cavity of the separator 8 into the water-air heat-generating path of the elongated mixing chambers 6 and further to the separator 8.

Для подпитки водяного тракта теплогенераторной установки на магистрали 23 подпитки сепаратора водой установлен кран 17 подпитки водой и электромагнитный клапан 18, срабатывающий по сигналу от датчика 20 уровня жидкости, а для слива воды из жидкостной полости сепаратора используется кран 19.To feed the water path of the heat generating installation, a water make-up valve 17 and a solenoid valve 18 are installed on the separator water supply line 23 and a solenoid valve 18 is activated by a signal from the liquid level sensor 20, and a valve 19 is used to drain water from the liquid cavity of the separator.

Контроль уровня жидкости в сепараторе осуществляется датчиком 20 уровня жидкости, электрически связанного с нормально закрытым электромагнитным клапаном 18.The control of the liquid level in the separator is carried out by the sensor 20 of the liquid level, electrically connected to a normally closed solenoid valve 18.

На магистрали подачи воды установлен кран 21 заправки водой и обратный клапан 22, предотвращающий несанкционированный переток жидкости в заправляемую емкость.A water filling valve 21 and a check valve 22 are installed on the water supply line to prevent unauthorized liquid flow into the refueling tank.

Работа теплогенераторной установки с предварительно заполненным водяным и воздушным трактами начинается с запуска электропривода 4 насоса 3. В результате циркуляции воды по замкнутому контуру последняя смешивается в жидкостно-газовом смесителе 7 теплогенератора 5 с воздухом, поступающим из газовой полости сепаратора 8.The operation of the heat generator with pre-filled water and air ducts begins with the start of the electric drive 4 of the pump 3. As a result of the circulation of water in a closed circuit, the latter is mixed in the liquid-gas mixer 7 of the heat generator 5 with air coming from the gas cavity of the separator 8.

Образованная водо-воздушная смесь поступает в удлиненные камеры смешения 6 и далее в газовую полость сепаратора 8, где разделяется на жидкую и газообразную фазы. Вода через подающий трубопровод 2 поступает на вход в насос, а воздух по трубопроводу с дросселем 15 расхода воздуха - на вход газовой части смесителя 10 теплогенератора 5.The formed air-water mixture enters the elongated mixing chambers 6 and then into the gas cavity of the separator 8, where it is divided into liquid and gaseous phases. Water through the supply pipe 2 enters the inlet to the pump, and the air through the pipeline with the throttle 15 air flow to the inlet of the gas part of the mixer 10 of the heat generator 5.

В процессе неравновесного изотермического сжатия воздуха в удлиненных камерах смешения 6 за насосом, а также в результате трения при циркуляции воды по замкнутому контуру происходит разогрев теплоносителя до требуемой температуры и подача его к внешним отопительным элементам 11 (потребителю).In the process of non-equilibrium isothermal compression of air in the elongated mixing chambers 6 behind the pump, as well as as a result of friction during water circulation in a closed circuit, the coolant is heated to the required temperature and supplied to external heating elements 11 (consumer).

Выход на оптимальный режим работы теплогенераторной установки по производительности осуществляется дросселем расхода воздуха 15 по воздушному тракту и краном подающего трубопровода 12 по водяному тракту.The optimal mode of operation of the heat generating installation in terms of performance is achieved by an air flow restrictor 15 through the air path and a tap of the supply pipe 12 through the water path.

Использование предлагаемой полезной модели позволит сократить габариты и вес теплогенераторной установки, делает ее компактной, что позволит применять ее для отопления жилых помещений, транспортных средств, нагрева воды для производственных и бытовых нужд.Using the proposed utility model will reduce the size and weight of the heat generator, making it compact, which will allow it to be used for heating residential premises, vehicles, heating water for industrial and domestic needs.

Claims

1. Heat generating installation, containing a closed circuit for circulating the coolant with the supply and return pipelines, a pump with an electric drive, a separator, a liquid-gas heat generator, control valves, regulation and refueling, characterized in that the liquid-gas heat generator is made in the form of a block of heat-generating elements consisting of from separate elongated mixing chambers and a liquid-gas mixer, the elongated mixing chambers being connected on one side to the liquid and gas parts of the mixer and the other placed in the gas cavity of the separator with a perforated cylindrical cup, while the inlet of the liquid part of the mixer is connected by a supply pipe to the outlet cavity of the pump and external heating elements, the return pipe of which is connected to the gas cavity of the separator, the outlet of the liquid cavity of the separator is connected to the filling and drain tanks and the pump inlet and the inlet of the gas part of the mixer is connected to an external filling air tank and the outlet gas cavity of the separator, forming a closed air con a tour combined along the paths of elongated mixing chambers with the liquid circuit of the pump.

2. The heat generating installation according to claim 1, characterized in that the elongated mixing chambers of the multichannel heat generator are made in the form of pipes arranged in concentric circles.

3. The heat generating installation according to claims 1 and 2, characterized in that diffusers are installed at the output of the elongated mixing chambers.

4. The heat generating installation according to claim 1, characterized in that in the liquid circuit of the pump there is provided a line for feeding the separator with water.

5. The heat generating installation according to claims 1 and 4, characterized in that a normally closed solenoid valve is installed on the separator feed line with water, connected by a pipeline to the water supply line and electrically connected to the liquid level sensor.