UA14733U

UA14733U - Two-circuit solar heating unit

Info

Publication number: UA14733U
Application number: UAU200512327U
Authority: UA
Inventors: Viktor Fedorovych Rieztsov; Tamila Volodymyrivna Surzhyk; Volodymyr Ivanovych Shevchuk; Valerii Afanasiiovych Pundiev; Valentyn Andriiovych Madamov
Original assignee: Inst Restorative Energetics Of
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2006-05-15

Abstract

Two-circuit solar heating unit to which are included solar collector with two-circuit heat-exchange unit, to this one ceramic heaters are mounted; tank-accumulators, two pumps, valves. Additionally it has pipelines with electric valves and controller of modes of operation.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Корисна модель відноситься до геліотехнікию, а саме до двоконтурних геліонагрівальних установок і може 2 знайти застосування в теплоенергетиці та комунальному господарстві.The useful model refers to solar technology, namely to two-circuit solar heating installations and can be used in thermal power engineering and utilities.

Найбільш близьким аналогом установки, що заявляється, вибраним, за прототип, є двоконтурна геліонагрівальна установка, що містить два контури. Перший контур складається з геліоколектора, з'єднаного трубопроводами з баком-акумулятором і одним з контурів теплообмінного пристрою. Теплоносій (антифриз) в першому контурі подається в колектор насосом. Теплообмінний пристрій з вмонтованими в нього керамічними нагрівачами можна вважати загальним елементом системи, бо він має два контури. Другий контур складається з теплообмінного пристрою вторинного кола, в який вмонтовано керамічний нагрівач контактного типу, насоса, бака-акумулятора та трубопроводів з вентилями, по яких за допомогою насоса циркулює теплоносій. В другому контурі теплоносієм є вода, яка подається з магістрального трубопроводу в установку хімічного водоочищення зі змінними касетами Деклараційний патент України Моб4198,16.02.2004р., бюл. Мог|. 19 Одними з найбільш вразливих елементів системи можуть бути насоси, які вийшовши з ладу, припинять циркуляцію теплоносія в контурі, в якому знаходяться, що призведе до перевантажень у системі (підвищення тиску, температури, відкладання накипу на стінках геліоколекторів та трубопроводах) та можливого розриву геліоколекторів. Це в свою чергу веде до заміни пошкоджених елементів системи і відповідно до фінансових витрат.The closest analogue of the proposed installation, selected as a prototype, is a two-circuit solar heating installation containing two circuits. The first circuit consists of a solar collector connected by pipelines to the accumulator tank and one of the circuits of the heat exchange device. The coolant (antifreeze) in the first circuit is fed into the collector by a pump. A heat exchanger with ceramic heaters built into it can be considered a common element of the system, because it has two circuits. The second circuit consists of a heat exchange device of the secondary circuit, in which a ceramic heater of the contact type is installed, a pump, a storage tank and pipelines with valves, through which the coolant circulates with the help of the pump. In the second circuit, the coolant is water, which is supplied from the main pipeline to the chemical water treatment plant with replaceable cassettes. Declaratory patent of Ukraine Mob 4198, 16.02.2004, bull. Could. 19 One of the most vulnerable elements of the system can be the pumps, which, if they fail, will stop the circulation of the coolant in the circuit in which they are located, which will lead to overloads in the system (increase in pressure, temperature, scale deposition on the walls of solar collectors and pipelines) and possible rupture of solar collectors . This, in turn, leads to the replacement of damaged system elements and corresponding financial costs.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення схеми двоконтурної геліонагрівальної установки шляхом введення додаткових трубопроводів та електричних клапанів, що забезпечить безперервність роботи системи, її ефективність, надійність і при цьому знизиться фактор аварійності.The basis of the useful model is the task of improving the scheme of a two-circuit solar heating installation by introducing additional pipelines and electric valves, which will ensure the continuity of the system, its efficiency, reliability and, at the same time, reduce the accident factor.

Поставлена задача вирішується тим, що двоконтурна геліонагрівальна установка, до складу якої входять сонячний колектор з двоконтурним теплообмінним пристроєм в який вмонтовані керамічні нагрівачі, 22 баки-акумулятори, два насоса, вентилі, згідно з винаходом, додатково містить трубопроводи з електричними -о клапанами і контролер режимів роботи.The task is solved by the fact that the double-circuit solar heating installation, which includes a solar collector with a double-circuit heat exchange device in which ceramic heaters, 22 storage tanks, two pumps, valves, according to the invention, additionally contains pipelines with electric valves and a controller operating modes.

Введення в двоконтурну геліонагрівальну установку додаткових трубопроводів з електричними клапанами дозволяє, у випадку пошкодження одного із насосів, функцію пошкодженого насоса перекласти на інший насос по скоригованому часовому графіку, що забезпечить безперебійне гаряче водопостачання на період заміни о насоса, який вийшов з ладу. Зменшиться ризик втрати дорогого теплоносія при розриві геліоколектора через со надлишковий тиск. Підвищиться надійність та ефективність установки.The introduction of additional pipelines with electric valves into the double-circuit solar heating installation allows, in the event of damage to one of the pumps, the function of the damaged pump to be transferred to another pump according to an adjusted time schedule, which will ensure uninterrupted hot water supply during the replacement period of the pump that failed. The risk of losing an expensive coolant in the event of a solar collector rupture due to excessive pressure will decrease. The reliability and efficiency of the installation will increase.

Суть запропонованої корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена принципова схема - двоконтурної геліоустановки. «ІThe essence of the proposed useful model is explained by a drawing showing the schematic diagram of a two-circuit solar installation. "AND

Двоконтурна геліонагрівальна установка складається з двох контурів. Перший контур (геліоколекторний) складається з геліоколектора 1, бака-акумулятора 2, теплообмінного пристрою 3, контурного насоса 6, контурних (7 клапанів 11, 12, 13, датчика руху рідини 18 при включеному насосі.A double-circuit solar heating installation consists of two circuits. The first circuit (heliocollector) consists of a solar collector 1, a storage tank 2, a heat exchange device 3, a circuit pump 6, circuit valves (7) 11, 12, 13, a fluid movement sensor 18 when the pump is turned on.

Другий контур містить бак-акумулятор 4, контурний насос 5, другий контур теплообмінного пристрою 3, контурні клапани 14, 15 і 16, датчик руху рідини при включеному насосі 19. «The second circuit contains an accumulator tank 4, a circuit pump 5, a second circuit of a heat exchange device 3, circuit valves 14, 15 and 16, a sensor for the movement of liquid when the pump is turned on 19.

Принципова схема містить загальні елементи контурів, електричні клапани 7, 8, 9, 10, розміщені на З 70 додаткових трубопроводах, а також контролер режимів роботи геліоустановки 20. с Принцип роботи двоконтурної геліонагрівальної установки. з» Система має три режими роботи: 1. Номінальний, коли насоси 5 і 6 справні і працюють у власних контурах за власними часовими графіками. 2. Аварійний /А/, коли насос 5 не працює, а насос 6 - по черзі працює то в першому контурі, то у власному (другому) за часовим графіком в залежності від стану трубопроводів. - З. Аварійний /В/, коли насос 6 не працює, а насос 5 - по черзі працює то у власному першому, то в другому «» за часовим графіком в залежності від стану трубопроводів.The schematic diagram contains general elements of circuits, electric valves 7, 8, 9, 10, located on C 70 additional pipelines, as well as the controller of operating modes of the solar installation 20. c The principle of operation of the double-circuit solar heating installation. z» The system has three modes of operation: 1. Nominal, when pumps 5 and 6 are in good condition and work in their own circuits according to their own time schedules. 2. Emergency /A/, when pump 5 does not work, and pump 6 works alternately in the first circuit, then in its own (second) according to a time schedule depending on the condition of the pipelines. - Z. Emergency /B/, when pump 6 does not work, and pump 5 works alternately in its own first, then in the second "" according to a time schedule depending on the state of the pipelines.

Режими роботи, а також часові графіки роботи насосів визначаються і задаються контролером 20. і При номінальному режимі теплоносій першого контуру нагрівається в сонячному колекторі і через відкриті со 20 клапани 12 і 13 прокачується насосом 6 через перший контур теплообмінного пристрою З і далі в бак-акумулятор 2. В цей же час, у другому контурі насосом 5 вода подається по трубопроводах у теплообмінний пристрій З через с» клапани 15 і 16, а далі в бак - акумулятор 4. В цьому режимі клапани 7, 8, 9 і 10 закриті.The operating modes, as well as the time schedules of the pumps, are determined and set by the controller 20. and In the nominal mode, the coolant of the first circuit is heated in the solar collector and through the open valves 12 and 13 of the SO 20 is pumped by the pump 6 through the first circuit of the heat exchange device C and further into the storage tank 2. At the same time, in the second circuit, water is supplied by pump 5 through pipelines to the heat exchanger C through c» valves 15 and 16, and further into the tank - accumulator 4. In this mode, valves 7, 8, 9 and 10 are closed.

В аварійному режимі А (насос 6 не працює) датчик руху рідини 18 подає сигнал на контролер 20, який змінює режим роботи геліоустановки таким чином, що насос 5 по черзі прокачує рідину по другому (власному) контуру 29 через клапани 14, 15 і 16, які через деякий проміжок часу Її автоматично закриваються, відкриваються клапани с 10 ї 9, відновлюється прокачка рідини в першому контурі: антифриз з теплообмінного пристрою З першого контуру через клапан 12, клапан 10, насос 5, клапан 9 і клапан 13 знову надходить у сонячний колектор.In emergency mode A (pump 6 does not work), the liquid movement sensor 18 sends a signal to the controller 20, which changes the operating mode of the solar installation in such a way that the pump 5 alternately pumps the liquid through the second (own) circuit 29 through valves 14, 15 and 16, which are automatically closed after a certain period of time, valves 10 and 9 are opened, the pumping of liquid in the first circuit is resumed: antifreeze from the heat exchange device From the first circuit through valve 12, valve 10, pump 5, valve 9 and valve 13 again enters the solar collector .

Клапани 7 і 8 при цьому закриті. В такому режимі насос 5 також працює в контурі 2 проміжок часу Б (в залежності від температури колектора, тиску і від потужності пошкодженого насосу 6). Проміжок часу їз потрібно 60 відкласти на вимкнення насосу 5 (режим спокою).Valves 7 and 8 are closed. In this mode, pump 5 also works in circuit 2 for time B (depending on the temperature of the collector, pressure and power of the damaged pump 6). The period of time driving should be postponed 60 to turn off the pump 5 (rest mode).

В аварійному режимі В (насос 5 не працює) спрацьовує датчик руху рідини 19, подає сигнал на контролер 20, який змінює режим роботи геліоустановки: проміжок часу є насос 6 працює, прокачуючи антифриз по першому (власному) контуру через клапани 12 і 13, потім ці клапани автоматично закриваються, відкриваються клапани 7 65 і 8, відновлюючи при цьому прокачку рідини насосом 6 у другому контурі: з бака акумулятора 4 теплоносій через клапан 14 надходить у клапан 7, насос 6, клапан 8, клапан 15, вторинний контур теплообмінного пристрою 3,In emergency mode B (pump 5 does not work), the liquid movement sensor 19 is activated, sends a signal to the controller 20, which changes the operating mode of the solar installation: for a period of time, pump 6 works, pumping antifreeze through the first (own) circuit through valves 12 and 13, then these valves are automatically closed, valves 7 65 and 8 are opened, thus resuming the pumping of liquid by pump 6 in the second circuit: from the battery tank 4, the coolant flows through valve 14 into valve 7, pump 6, valve 8, valve 15, the secondary circuit of the heat exchanger 3 ,

клапан 16 та бак акумулятор 4. Клапани 9 і 10 у цьому випадку закриті. Проміжок часу ь насос 6 прокачує рідину другого контуру. Проміжок часу ь аналогічно режиму А віднесено на режим спокою насосу бvalve 16 and battery tank 4. Valves 9 and 10 are closed in this case. The time interval y pump 6 pumps the liquid of the second circuit. The period of time y, similarly to mode A, is assigned to the idle mode of pump b

Б -ї3 -ї3 -1год дпярежимулхB -і3 -і3 -1h dpyarezhimulh

Ці -ї3 -1год о дпярежимунThese are 3-1 hours at dpyarezhimun

Аналогічно режиму А проміжки часу Во ій ; ій в режимі В підбираються в залежності від потужності сонячного випромінювання, що падає на геліоколектор, стану трубопроводів і потужності ушкодженого насосу 5. 70 Слід визначити, що електричні клапани 9, 10 працюють у протифазі з клапанами 7 і 8.Analogous to mode A, the time interval Vo iy ; ii in mode B are selected depending on the power of solar radiation falling on the solar collector, the condition of the pipelines and the power of the damaged pump 5. 70 It should be determined that electric valves 9, 10 work in antiphase with valves 7 and 8.

Claims

The formula of the invention is a double-circuit solar heating installation, which includes a solar collector with a double-circuit heat exchange device, in which ceramic heaters, storage tanks, two pumps, valves are installed, which is distinguished by the fact that it additionally contains pipelines with electric valves and a controller of operating modes. - (ze) (ze) cha « h- -

with . and? - sh» -I o) 70 syu» s 60 b5