UA156334U - Комбінований теплорозподільний модуль - Google Patents

Abstract

Комбінований теплорозподільний модуль містить вхід свіжої води, що нагрівається, і вихід нагрітої води, систему управління та контур теплової системи. Модуль містить теплогенеруючий контур із буферною ємністю, а контуром теплової системи є контур підготовки гарячої води. Теплоізольована буферна ємність для акумулювання тепла містить щонайменше одну стратифікаційну перфоровану пластину, щонайменше одну трубку забору теплоносія, щонайменше одну трубку повернення теплоносія, спіралеподібний теплообмінник, тепловий електричний нагрівач. Контур підготовки гарячої води складається з двох контурів - контуру теплоносія та контуру свіжої води, які гідравлічно розділені пластинчастим теплообмінником, що виконаний з нержавіючої сталі та розміщений у теплозахисному кожусі. Контур теплоносія містить трубопровід лінії подачі від теплоакумулятора, щонайменше один трубопровід зворотної лінії до теплоакумулятора, насос первинного контуру та автоматичний повітровідвідний клапан, а контур свіжої води містить трубопровід гарячої води. Трубопровід рециркуляції гарячої води, трубопровід холодної води, щонайменше два сервісні крани розміщені на трубопроводах гарячої та холодної води. Насос лінії рециркуляції гарячого водопостачання та запобіжний клапан контуру водопостачання. Система управління містить системний контролер, щонайменше один датчик температури, комбінований датчик витрати та температури гарячої води, а матеріалом виготовлення трубопроводів є метал з тепловою ізоляцією.

Description

Корисна модель належить до побутових комбінованих систем акумулювання та виробництва тепла, спеціально пристосованих для опалення житлових приміщень та/або гарячого водопостачання.

Найближчим аналогом до корисної моделі є відома автоматична станція гарячого водопостачання |1|), що складається з системи управління та двох контурів - контуру теплоносія та контуру свіжої води, які гідравлічно розділені пластинчастим теплообмінником, що виконаний з нержавіючої сталі та розміщений у теплозахисному кожусі, при цьому контур теплоносія містить трубопровід лінії подачі від теплоакумулятора, щонайменше один трубопровід зворотної лінії до теплоакумулятора, насос первинного контуру та автоматичний повітровідвідний клапан, а контур свіжої води містить трубопровід гарячої води, трубопровід рециркуляції гарячої води, трубопровід холодної води, щонайменше два сервісні крани, розміщені на трубопроводах гарячої та холодної води, насос лінії рециркуляції гарячого водопостачання та запобіжний клапан контуру водопостачання, а система управління містить системний контролер, щонайменше один датчик температури, комбінований датчик витрати та температури гарячої води, причому матеріалом виготовлення трубопроводів є нержавіюча сталь та/або мідь.

Автоматична станція гарячого водопостачання містить триходовий стратегічний клапан та електричний привід, які розміщено в контурі теплоносія на трубопроводі зворотної лінії до теплоакумулятора.

Недоліком найближчого аналога є те, що пристрій забезпечує тільки нагрів води в проточному режимі без накопичення її обсягу в резервуарі.

В основу корисної моделі поставлена задача нагріву води в проточному режимі та забезпечення опалення шляхом використання нагрітого теплоносія, його акумулювання у резервуарі в процесі теплогенерації різними джерелами енергії, та його розподілу за температурними параметрами на потреби забезпечення опалення та гарячого водопостачання.

Поставлена задача вирішується тим, що комбінований теплорозподільний модуль, що містить вхід свіжої води, що нагрівається і вихід нагрітої води, систему управління та контур теплової системи, згідно з корисною моделлю, модуль містить теплогенеруючий контур із буферною ємністю, а контуром теплової системи є контур підготовки гарячої води, причому теплоїзольована буферна ємність для акумулювання тепла містить щонайменше одну стратифікаційну перфоровану пластину, щонайменше одну трубку забору теплоносія, щонайменше одну трубку повернення теплоносія, спіралеподібний теплообмінник, тепловий електричний нагрівач; контур підготовки гарячої води складається з двох контурів - контуру теплоносія та контуру свіжої води, які гідравлічно розділені пластинчастим теплообмінником, що виконаний з нержавіючої сталі та розміщений у теплозахисному кожусі, при цьому контур теплоносія містить трубопровід лінії подачі від теплоакумулятора, щонайменше один трубопровід зворотної лінії до теплоакумулятора, насос первинного контуру та автоматичний повітровідвідний клапан, а контур свіжої води містить трубопровід гарячої води, трубопровід рециркуляції гарячої води, трубопровід холодної води, щонайменше два сервісні крани, розміщені на трубопроводах гарячої та холодної води, насос лінії рециркуляції гарячого водопостачання та запобіжний клапан контуру водопостачання, а система управління містить системний контролер, щонайменше один датчик температури, комбінований датчик витрати та температури гарячої води, а матеріалом виготовлення трубопроводів є метал з тепловою ізоляцією.

Додатково містить контур сонячної системи, який включає в себе подавальний та зворотний трубопроводи геліоустановки, циркуляційний насос з електронним керуванням, ротаметр регулювання об'ємної витрати, запобіжний клапан геліоконтуру, два запірні крани та зворотні клапани, комбінований датчик тиску та температури, щонайменше один додатковий датчик температури, щонайменше два сервісні крани.

Додатково містить контур системи опалення який включає в себе щонайменше один циркуляційний насос з електронним керуванням, щонайменше один триходовий змішуючий клапан та електричний привід, щонайменше один датчик температури, корпус ізоляції, щонайменше два запірні крани та зворотні клапани.

Додатково містить щонайменше один розширювальний компенсаційний бак для контуру теплової системи та сервісний кран.

Теплогенеруючий контур містить трубопровід лінії подачі від теплогенеруючого обладнання та трубопровід зворотної лінії до теплогенеруючого обладнання з можливістю підключення джерел енергії: тепловий насос, газовий/водневий конденсаційний котел, твердопаливний котел, сонячні теплові колектори, фотоелектричну систему, централізовану систему теплозабезпечення. 60 Матеріалом виготовлення трубопроводів є полімер, який має теплову ізоляцію.

Всі елементи модуля розміщені в корпусі.

Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено комбінований теплорозподільний модуль, на фіг. 2 буферну ємність комбінованого теплорозподільного модуля.

Комбінований теплорозподільний модуль складається: 1 - трубопровід гарячої води (13); 2 - трубопровід рециркуляції гарячої води (Т4);

З - трубопровід холодної води (В1); 4 - трубопровід лінії подачі до теплоспоживаючого обладнання (11); 5 - трубопровід зворотної лінії від теплоспоживаючого обладнання (12); 6 - трубопровід лінії подачі від сонячних теплових колекторів (Т91); 7 - трубопровід зворотної лінії до сонячних теплових колекторів (Т92); 8 - трубопровід лінії подачі від додаткового теплогенеруючого обладнання (11); 9 - трубопровід зворотної лінії до додаткового теплогенеруючого обладнання (12); 10 - теплоїзольована буферна ємність для акумулювання тепла; 11 - тепловий електронагрівач; 12 - пластинчатий теплообмінник із нержавіючої сталі; 13 - автоматичний повітровідвідний клапан; 14 - триходовий стратегічний клапан та електричний привід (термічне розшарування теплоносія) (М); 15 - циркуляційний насос з електронним керуванням; 16 - запобіжний клапан контуру сонячної теплової системи; 17 - комбінований датчик тиску та температури (Р); 18 - розширювальний бак; 19 - циркуляційний насос з електронним керуванням; 20 - циркуляційний насос; 21 - комбінований датчик витрати та температури гарячої/свіжої води; 22 - запобіжний клапан у контурі свіжої води; 23 - запобіжний клапан у контурі теплоносія; 24 - розширювальний бак; 25 - вузол заповнення системи; 26 - теплообмінник; 27 - сервісний кран; 28 - ротаметр регулювання об'ємної витрати; 1" - трубопровід теплоносія подавальної лінії до телообмінника (121; 2! - трубопровід теплоносія другої зворотної лінії від телообмінника (121;

З' - трубопровід теплоносія зворотної лінії від телообмінника (121;

Т - термометр;

Б1 - стратифікаційна перфорована пластина;

Б2 - трубка забору теплоносія (1);

БЗ - трубка повернення теплоносія (2');

Б4 - вбудований теплообмінник.

Принцип роботи: Комбінований теплорозподільний модуль є цілісним виробом. Усі елементи пристрою розташовані у спеціальному корпусі. Модуль містить контур підготовки гарячої води, який складається з двох контурів - контуру теплоносія системи та контуру свіжої води, які гідравлічно розділені пластинчастим теплообмінником (121, та гідравлічна обв'язка яких виконана металевими або полімерними трубопроводами. Комбінований теплорозподільний модуль може бути обладнано контуром сонячної теплової системи |б, 7, який виконує нагрів контуру теплоносія системи від сонячної енергії через вбудований теплообмінник (26| теплоіїзольованої буферної ємності (10). Цей контур Іб, 7| включає в себе металеві теплоїзольовані трубопроводи, циркуляційний насос з електронним керуванням (151, запірну та регулюючу арматуру, запобіжний клапан (|16Ї, комбінований датчик тиску та температури (17 та може включати розширювальний бак (18)|Ї. Елементи контуру сонячної теплової системи керуються загальною системою керування модуля.

Основним елементом комбінованого теплорозподільного модуля є теплоізольована буферна ємність |10), яка виконує роль хабу (НИОВ) для акумулювання та розподілу теплової енергії, що конструктивно містить систему спеціальних стратифікаційних елементів та теплообмінників (фіг. 2), яка забезпечує вертикальний розподіл температурних зон, що тим самим підвищує енергоефективність системи в цілому. Система спеціальних стратифікаційних 60 елементів (фіг. 2) складається зі щонайменше однієї стратифікаційної перфорованої пластини

ІБТІ, яка ускладнює природну конвекцію рідини, і як наслідок - рідина в буферній ємності не перемішується хаотично, краще зберігається розподіл температурних зон; щонайменше однієї трубки забору теплоносія |(Б2І1Л - форма трубки може бути різною та дозволяє забирати теплоносій з потрібної зони буферної ємності; щонайменше однієї трубки повернення теплоносія |БЗІ(3'Ї, що скеровує потік холодного теплоносія, який віддав тепло, в необхідну зону буферної ємності - це дозволяє збереги розшарування теплоносія буферної ємності; вбудованого теплообмінника (Б4Ї, який є основним елементом передачі тепла від сонячної теплової системи до контуру теплоносія, він має спіралеподібну форму що дозволяє зробити його компактнішим. Навколо корпусу та кришок самої буферної ємності є теплоізоляція, товщина якої залежить від вибраного матеріалу. Модуль забезпечує нагрів свіжої води для системи гарячого водопостачання та її рециркуляцію. Це відбувається завдяки тому, що контур теплоносія обладнано циркуляційним насосом з електронним керуванням (19), який забезпечує подачу теплоносія на пластинчастий теплообмінник (12)Ї. Пластинчастий теплообмінник із нержавіючої сталі (12) забезпечує передачу тепла від теплоносія системи до свіжої води. Контур свіжої води обладнано циркуляційним насосом |20)Ї, що відповідає нормам ОМОСМУУ та призначено для систем питного водопостачання, який виконує функцію рециркуляції гарячої води за графіком який налаштовується. Процес приготування гарячої води здійснюється загальною системою керування модуля, яка складається із: системного контролера з можливістю розширення функціоналу, який керує роботою усіх елементів пристрою; датчиків температури, які забезпечують точність вимірюваних параметрів; комбінованого датчика витрати та температури гарячої/свіжої води (21), завдяки точним показам якого забезпечується нагрів потрібної кількості води; може містити комбінований датчик тиску (17). Як захист системи від надлишкового тиску встановлено запобіжні клапани у контурах: свіжої води (221, контуру теплоносія системи (23), контуру сонячної теплової системи |16). Контур теплоносія системи та контур сонячної теплової системи можуть бути обладнані відповідними розширювальними компенсаційними баками (24, 18). Для знеповітрення контуру теплоносія системи встановлено автоматичний повітровідвідний клапан (13). Для гідравлічного підживлення системи в комбінований теплорозподільний модуль інтегровано вузол заповнення системи (251.

Комбінований теплорозподільний модуль обладнано тепловим електронагрівачем (11), який дозволяє виконувати модуля функцію самодостатнього теплогенератора без необхідності підключення додаткових теплогенераторів.

Вся застосована запірна та регулююча арматура сертифіковані і відповідають санітарним нормам. Запірна арматура встановлена таким чином, щоб мінімізувати гідравлічні втрати тиску, що виникають внаслідок місцевих опорів та максимально забезпечити швидкість і простоту сервісного обслуговування.

Теплогенеруючий контур: Вироблена вбудованим електронагрівачем або окремими теплогенераторами енергія накопичується у теплоізольованій буферній ємності |10| у вигляді теплоносія (води або іншої рідини) певної температури для забезпечення потреб опалення та гарячого водопостачання. До комбінованого теплорозподільного модуля є можливість підключити наступні джерела енергії: тепловий насос, газовий/водневий конденсаційний котел, твердопаливний котел, сонячні теплові колектори, фотоелектричну систему, централізовану систему теплозабезпечення. Інтеграція виконується у відповідні трубопроводи |Є, 7| для сонячних теплових колекторів, та трубопроводи |8, 9| для інших джерел тепла. Кожне з джерел тепла працює у призначеній для нього температурній зоні, що забезпечує ефективне вертикальне розшарування теплоносія в буферній ємності (191. Розширювальний бак (24) компенсує зміну тиску в системі при зміні температур. Запобіжний клапан (23) захищає систему при аварійному підвищенні тиску.

Теплоносій певної температури надходить до контурів споживання тепла, у разі наявності останніх, підвідними трубопроводами Т1 і Т2 |4, 5). Це можуть бути контури системи опалення або інші типи споживачів тепла - наприклад вентиляція, басейн. Управління контурами системи опалення може бути забезпечено загальною системою керування модуля у погодозалежному режимі з налаштуванням кривих температурної залежності.

За фіксації витрати свіжої води датчиком (21), теплоносій надходить до теплообмінника (121 трубопроводами (17, 2, З), та забезпечує нагрів свіжої води для потреб гарячого водопостачання до встановленої температури та з певною зафіксованою витратою. Циркуляція теплоносія із теплоізольованої буферної ємності І10)| до теплообмінника (|12| забезпечується насосом (19), рівень потужності якого плавно регулюється загальною системою керування, відповідно до величини зафіксованої витрати та встановленої температури гарячої води на виході |1| датчиком (21), а також температури самого теплоносія. Теплоносій, віддавши певну 60 кількість тепла, повертається по трубопроводу Т2 назад до буферної ємності. Триходовий стратегічний клапан із електричним приводом |14), що встановлено на зворотній лінії теплоносія

Т2, спрямовує його потік або вниз (ЗЛ, або в середину (2! буферної ємності за певним алгоритмом, що підвищує енергоефективність усієї системи теплогенерації.

Контур сонячної теплової системи: Вироблена сонячними колекторами теплова енергія надходить у вбудований теплообмінник (Б41(26| буферної ємності (10| та передається безпосередньо контуру теплоносія системи. Циркуляція нагрітого теплоносія контуру сонячної системи здійснюється насосом з електронним керуванням (15). Ротаметр регулювання об'ємної витрати (28| забезпечує точне налаштування необхідної об'ємної витрати теплоносія.

Запобіжний клапан |(16| захищає систему при аварійному підвищенні тиску. Розширювальний бак (18) компенсує зміну тиску в системі при зміні температур. Нагрів теплоносія в буферній ємності І19| відбувається до заданої температури, після досягнення якої циркуляційний насос

П15Ї зупиняється. Управління елементами контуру сонячної теплової системи забезпечується загальною системою керування модуля. Для заповнення та зливання теплоносія контуру сонячної теплової системи передбачено сервісні крани (271.

Контур свіжої води: При використанні гарячої води або активації функції рециркуляції датчик (21| фіксує кількісну характеристику протоку гарячої води. Завдяки магістральному тиску, холодна вода по трубопроводу (В1) проходить через пластинчатий теплообмінник (12) та отримує тепло від контуру теплоносія системи. Свіжа холодна вода нагрівається до заданої температури, та надходить до споживача по трубопроводу (13). Насос (20), забезпечує циркуляцію гарячої води по трубопроводу (14) за графіком, який налаштовується до заданої температури в усій системі трубопроводів гарячої води, що забезпечує можливість миттєвого використання гарячої води при її використанні або при активації функції дезінфекції всієї системи гарячого водопостачання. Запобіжний клапан |(22| захищає систему при аварійному підвищенні тиску. Для проведення сервісного обслуговування в контурі свіжої води передбачено сервісні крани (281І.

Джерела інформації: 1 - Патент на корисну модель Мо150856від 27.04.2022 року, МПК Е24Н 1/10.

Claims (7)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Комбінований теплорозподільний модуль, що містить вхід свіжої води, що нагрівається, і вихід нагрітої води, систему управління та контур теплової системи, який відрізняється тим, що модуль містить теплогенеруючий контур із буферною ємністю, а контуром теплової системи є контур підготовки гарячої води, причому теплоізольована буферна ємність для акумулювання тепла містить щонайменше одну стратифікаційну перфоровану пластину, щонайменше одну трубку забору теплоносія, щонайменше одну трубку повернення теплоносія, спіралеподібний теплообмінник, тепловий електричний нагрівач; контур підготовки гарячої води складається з двох контурів - контуру теплоносія та контуру свіжої води, які гідравлічно розділені пластинчастим теплообмінником, що виконаний з нержавіючої сталі та розміщений у теплозахисному кожусі, при цьому контур теплоносія містить трубопровід лінії подачі від теплоакумулятора, щонайменше один трубопровід зворотної лінії до теплоакумулятора, насос первинного контуру та автоматичний повітровідвідний клапан, а контур свіжої води містить трубопровід гарячої води, трубопровід рециркуляції гарячої води, трубопровід холодної води, щонайменше два сервісні крани, розміщені на трубопроводах гарячої та холодної води, насос лінії рециркуляції гарячого водопостачання та запобіжний клапан контуру водопостачання, а система управління містить системний контролер, щонайменше один датчик температури, комбінований датчик витрати та температури гарячої води, а матеріалом виготовлення трубопроводів є метал з тепловою ізоляцією.

2. Комбінований теплорозподільний модуль за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить контур сонячної системи, який включає в себе подавальний та зворотний трубопроводи геліоустановки, циркуляційний насос з електронним керуванням, ротаметр регулювання об'ємної витрати, запобіжний клапан геліоконтуру, два запірні крани та зворотні клапани, комбінований датчик тиску та температури, щонайменше один додатковий датчик температури, щонайменше два сервісні крани.

3. Комбінований теплорозподільний модуль за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить контур системи опалення, який включає в себе щонайменше один циркуляційний насос з електронним керуванням, щонайменше один триходовий змішуючий клапан та електричний привід, щонайменше один датчик температури, корпус ізоляції, щонайменше два запірні крани та зворотні клапани. 60

4. Комбінований теплорозподільний модуль за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один розширювальний компенсаційний бак для контуру теплової системи та сервісний кран.

5. Комбінований теплорозподільний модуль за п. 1, який відрізняється тим, що теплогенеруючий контур містить трубопровід лінії подачі від теплогенеруючого обладнання та трубопровід зворотної лінії до теплогенеруючого обладнання з можливістю підключення джерел енергії: тепловий насос, газовий/водневий конденсаційний котел, твердопаливний котел, сонячні теплові колектори, фотоелектричну систему, централізовану систему теплозабезпечення.

6. Комбінований теплорозподільний модуль за п. 1, який відрізняється тим, що матеріалом виготовлення трубопроводів є полімер, який має теплову ізоляцію.

7. Комбінований теплорозподільний модуль за п. 1, який відрізняється тим, що всі елементи модуля розміщені в корпусі. Фо У Ів тя : Сг | | | пра 3 КЕ" «її Фр ке з , в пав. ш і т. В :О) ре бюгвів зохо ПВ ши - п я х , у Я боса ВІ. пннаюююннннй У) | ІВ й і рт 4 Х де | пл т т и в С Кі 7 ре га Нар хни охолевяя І І ак 2 (5У- з 72 нававваававвани т Кок вх І2 р - ин а 4, гія ; ї2; ) - й г, т Х с тт ст. , кт -. ов; -- сек | У й Ід з. г" се--Н- о Е- | вена Я ВІ нення панно панно те ще й СА з То с й Бонн В: те дв 12 Фін

Фіг. 1