SU1548617A1

SU1548617A1 - Система солнечного теплоснабжени

Info

Publication number: SU1548617A1
Application number: SU884377612A
Authority: SU
Inventors: Александр Александрович Валюжинич; Павел Борисович Шендерович
Priority date: 1988-02-12
Filing date: 1988-02-12
Publication date: 1990-03-07

Abstract

Изобретение относитс к гелиотехнике, конкретно к системам гор чего водоснабжени , и позвол ет стабилизировать температуру воды, подаваемой потребителю, что повышает эффективность использовани тепла при обслуживании двух сетей гор чего водоснабжени с различной рабочей температурой. Указанные потребители получают воду из высоко- и низкотемпературной секций (ВТС и НТС) 2 и 3 соответственно бака-аккумул тора (БА) 1, св занных с высокотемпературным коллектором 4 и низкотемпературным коллектором 11 соответственно. Подпиточный трубопровод 8 введен в НТС 3 БА 1. Система имеет датчики (Д) 5 и 6 уровн воды в БА 1 и Д 13 потреблени воды из НТС 3. При потреблении воды из ВТС 2 подпиточный трубопровод 8 перекрыт до тех пор, пока на его клапан 10 не поступит сигнал с Д 6 о достижении нижнего возможного уровн в БА 1. При потреблении воды из НТС 3 Д 13 открывает трубопровод 8, поддержива посто нный уровень в БА 1. Это сохран ет температурную стратификацию в нем и предотвращает смешивание воды в ВТС 2 и НТС 3. 1 ил.

Description

Изобретение относится к гелиотехнике, к системам солнечного теплоснабжения зданий.

Целью изобретения является стаби- $ лизация температуры теплоносителя, подаваемого потребителю за счет сохранения стабильной температурной стратификации в баке-аккумуляторе.>

На чертеже схематично показана jq система солнечного теплоснабжения.

Система содержит бак-аккумулятор с высоко- и низкотемпературным^ секциями 2 и 3, солнечный коллектор 4, связанный с высокотемпературной 15 секцией 2 бака-аккумулятора 1, в ко- торой размещены датчики 5 и 6 верхнего и нижнего уровня и расположенный под ними вход разборного трубопровода 7 потребителя (не показан) и сообщен- jq ный с низкотемпературной секцией 3 подпиточный трубопровод 8 с регулятором 9 расхода теплоносителя и двухпозиционным клапаном 10, связанным с датчиками 5 и 6 уровня. Секции 2 и 25 3 размещены в баке-аккумуляторе 1, в его верхней и нижней частях, а низкотемпературная секция 3 снабжена дополнительным солнечным коллектором 1 1.

и разборным трубопроводом 12 дополнительного потребителя (не показан), причем на трубопроводе 12 установлен датчик 13 потребления воды. Дополниотельный потребитель подключен к трубопроводу 12 через емкость 14 посредством клапана 15 на выходе трубопровода 12 в емкости 14.

Коллекторы 4 и 11 выполнены соответственно высоко- и низкотемпературным, причем каждый из них связан с дд баком-аккумулятором 1 посредством гидравлического контура 16, 17, включающего коллектор 4 или 11, насос 18 или 19 соответственно и теплообменники 20 и 21, связанные соответственно ^5 с высокотемпературной секцией 2 и с низкотемпературной секцией 3 бакааккумулятора 1. В последнем установлены датчики 22-24 температуры соответственно в высокотемпературной секции 2, низкотемпературной секции 3 и в точке подключения трубопровода 12. В коллекторах 4 и 11 установлены датчики 25 и 26 температуры соответственно.Перед датчиком 13 потребления воды на трубопроводе 12 установлен клапан 27. Работой насоса 18 управляет дифференциальный терморегулятор 28, связанный на входе с датчиками ¹ 22 и 25, работой насоса 19 управляет 'дифференциальный терморегулятор 29, связанный на входе с датчиками 23 и 26, работой клапана 27 управляет терморегулятор 30, связанный на входе с датчиком 24, а работой клапана 10 логический блок 31 управления, вход которого связан с датчиками 5 и 6 уров ня и формирователем 32 сигнала потребления воды, вход которого подключен к датчику 13 потребления воды.

Система солнечного теплоснабжения работает следующим образом.

В солнечном коллекторе 11 происходит преобразование солнечной радиации в тепловую энергию и повышение вследствие этого температуры поглощающей поверхности коллектора 11. Дифференциальный терморегулятор '29 анализирует разность температур поглощающей поверхности солнечного коллектора 1 (измеряется датчиком 26 температуры) и жидкой среды, в качестве которой используется вода (измеряется датчиком 23 температуры) .

Если эта разность превышает определенное значение, свидетельствующее о наличии солнечной радиации достаточно высокого уровня, то ведается сигнал на включение циркуляционного насоса 19, прокачивающего теплоноситель через коллектор 11. При выполнении. указанного условия поглощенное в солнечном коллекторе 11 тепло переносится к теплообменнику 21, где передается воде, нижней части секции 3 и аккумулируется за счет теплоемкости воды. Если указанная разность температур падает ниже заданного значения, ведается сигнал на выключение насоса 19.

В высокотемпературном солнечном ' коллекторе 4 поглощение солнечной радиации приводит- к повышению температуры .его поглощающей поверхности. Дифференциальный терморегулятор 28 анализирует разность температур поглощающей поверхности коллектора 4 (измеряется датчиком 25 температуры) и воды в секции 2 (измеряется датчиком 22 температуры).. Если эта разность превышает некоторое заданное значение, свидетельствующее о наличии солнечной' радиации достаточно высокого уровня, то ведается сигнал на включение циркуляционного насоса 18, прокачивающего теплоноситель через коллектор 4. При выполнении указанного условия поглощенное в солнечном коллекторе 4 тепло переносится к теплообменнику 20, где передается воде, в секции 2, и аккумулируется за счет теплоемкости воды. Если указанная разность температур падает ниже заданного значения, вьщается сигнал на выключение на- . coca 18.

При нагреве воды в секции 3 выше заданного по условиям горячего водо- ю снабжения уровня датчик 24 температуры выдает сигнал на терморегулятор 30, который открывает клапан 27. Если вода заполняет емкость 14 ниже уровня, определяемого клапаном 15, последний 15 открывает трубопровод 12 и вода из секции 3 через клапан 27 самотеком поступает в емкость 14.

Одновременно с датчиком 13 поступает сигнал на формирователь 32 и 20 последний выдает сигнал на вход логического блока 31 управления, который открывает двухпозиционный клапан 10. Датчики (не показаны), аналогичные описанному датчику 13, установлены на 25 всех трубопроводах (не показаны), через которые осуществляется отбор воды из секции 3.

При понижении уровня воды в бакеаккумуляторе 1 регулятор 9 расхода открывает трубопровод 8 и холодная вода из центральной водопроводной сети поступает в нижнюю часть бакааккумулятора 1 тепла. Если расход подпиточной воды превышает расход 35 воды, отбираемой через клапан 27 по трубопроводу 12 в емкость 14, то уровень воды в баке-аккумуляторе 1 повышается и регулятор 9 закрывает трубопровод 8. Регулятор 9 расхода 40 может быть выполнен в виде датчика уровня, электрически соединенного с логическим блоком 31. Однако при любом конструктивном исполнении регулятора 9 расхода основным его назначе- 45 нием является поддержание в баке-аккумуляторе 1 постоянного уровня воды, что предотвращает перемешивание воды между секциями 2 и 3.

Если температура воды в секции 3 опускается ниже заданного по условиям горячего водоснабжения значения, датчик 24 выдает сигнал на терморегулятор 30, закрывающий клапан 27. Прц этом датчик 13 через формирователь'32 и логический блок 31 закрывает двухпозиционный клапан 10, вследствие чего прекращается подпитка бака-аккуму лятора 1 водой из центральной водопроводной сети.

При отборе воды повышенного уровня температуры из секции 2 уровень воды в баке-аккумуляторе 1 также начинает понижаться. Если этот уровень уменьшается до установленного нижнего предела, датчик 6 выдает сигнал На логический блок 31, открывающий двухпозиционный клапан 10. Поскольку регулятор 9 расхода к этому моменту открывает трубопровод 8, холодная вода из центральной водопроводной сети поступает в секцию 3 бака-аккумулятора 1 тепла. В зависимости от соотношения расходов подпиточной воды и воды, отбираемой по трубопроводу 7, уровень воды в баке-аккумуляторе 1 может повыситься до установленного верхнего предела, что вызывает закрытие клапана 10 по сигналу датчика 5.

Возможна ситуация, при которой потребление воды из части секции 3 осуществляется одновременно с отбором воды из секции 2. Для обеспечения нормальной работы системы теплоснабжения необходимо отрегулировать расходы так, чтобы в первую очередь в трубопровод 7 поступала вода более высокой температуры из вышерасположенного по отношению к точке его подключения слоя воды.

Необходимым условием высокой эффективности работы рассмотренной системы является наличие стратификации температуры в первичном баке-аккумуляторе 1 тепла, что достигается также соответствующим сочетанием размеров. Так при использовании в качестве бака-аккумулятора 1 горизонтально расположенной цистерны небольшого диаметра возможно нарушение стратификации по высоте секции. Сохранение стратификации в этом случае достигается использованием теплоизолирующей перегородки с отверстием, разделяющей секции 2 и 3 (не показано). При этом система теплоснабжения может быть выполнена без теплообменников 20 и 21 .

Использование предлагаемой системы теплоснабжения позволит стабилизиро- ·< вать температуру воды, подаваемой потребителю, сохранить высокий КПД преобразования солнечной энергии в тепло при наличии нескольких разнородных потребителей, что расширяет диапазон работы.

Уменьшается металлоемкость системы и повышается ее компактность. Повышается степень автоматизации системы и ее эксплуатационная надежность. $

Claims

Формула изобретения

Система солнечного теплоснабжения, Содержащая бак-аккумулятор с высоко- jq Л низкотемпературными секциями, солнечный коллектор, связанный с высокотемпературной секцией бака-аккумулятора, в которой размещены датчики верхнего и нижнего уровня и располо- 15 Ленный под ними вход разборного трубопровода потребителя и сообщенный с низкотемпературной секцией подпиточный трубопровод с регулятором расхода теплоносителя и клапаном, связанным с датчиками уровня, отличающаяся тем, что, с целью стабилизации температуры теплоносителя, подаваемого потребителю, 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.