UA26612U

UA26612U - Heating and hot water supply system

Info

Publication number: UA26612U
Application number: UAU200706683U
Authority: UA
Inventors: Віктор Федорович Рєзцов; Таміла Володимирівна Суржик; Валерій Опанасович Пундєв; Володимир Іванович Шевчук
Original assignee: Інститут Відновлювальної Енергетики Національної Академії Наук України
Priority date: 2007-06-14
Filing date: 2007-06-14
Publication date: 2007-09-25

Abstract

Heating and hot water supply system has combined photoelectric battery on basis of solar collector, accumulator, automated control block, electric heater, water heat exchanger, system of mains equipped with circulation pumps. Additionally it is equipped with supplementary electric valves placed at inlet and outlet of heating radiators and reversing metering unit with timer.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Запропонована корисна модель належить до енергозберігаючих технологій і може знайти застосування в 2 комунальному господарстві.The proposed useful model belongs to energy-saving technologies and can be used in 2 utilities.

Відома енергосистема (Патент України Мо32697 , Е24 у 2/42, опубліковано 15.02.2001р.), що містить сонячний колектор, розміщений з тильної сторони фотоелектричної батареї, бак-акумулятор, перерозподільний прилад, виконуючий комутації енергосистеми з мережею електропостачання. Енергосистема базується на використанні комбінованого фотоелектричного колектора, і характеризується тим, що нестача теплової енергії в 70 бак-акумуляторі покривається за рахунок електричної з центральної мережі, за допомогою перерозподільного приладу.A known power system (Patent of Ukraine Mo32697, E24 in 2/42, published on February 15, 2001), which contains a solar collector placed on the back side of a photovoltaic battery, a storage tank, a redistribution device, which switches the power system with the power supply network. The energy system is based on the use of a combined photovoltaic collector, and is characterized by the fact that the lack of thermal energy in the 70-tank accumulator is covered by electricity from the central network, with the help of a redistribution device.

До недоліків можна віднести те, що система не використовує провалів навантаження в добовому графіку роботи централізованої електромережі.The disadvantages include the fact that the system does not use load drops in the daily schedule of the centralized power grid.

Найбільш близькою до запропонованої конструкції, вибраної за прототип, є система опалення (Патент 12 України Мо 63454, Е2401М00 опубл. 15.01.2004 р.) житлових та адміністративних будівель з сезонними режимами робіт, що містить систему магістралей сонячний колектор, водяний теплообмінник ,нагрівач , циркуляційні насоси, батарею фотоелектричних перетворювачів і автоматичний блок регулювання. Вищевказану систему опалення можна віднести до класу автономних комбінованих, в яких виробляється, акумулюється і використовується теплова та електрична енергії.The heating system (Patent 12 of Ukraine Mo 63454, E2401М00 publ. 15.01.2004) of residential and administrative buildings with seasonal modes of operation, which contains a system of mains, a solar collector, a water heat exchanger, a heater, is the closest to the proposed design, chosen as a prototype. circulation pumps, a battery of photoelectric converters and an automatic control unit. The above-mentioned heating system can be attributed to the class of autonomous combined, in which thermal and electrical energy is produced, accumulated and used.

Система характеризується екологічною чистотою та компактним розташуванням елементів споруди.The system is characterized by environmental cleanliness and compact arrangement of building elements.

Недоліком системи є те, що вона орієнтована виключно на сонячне надходження енергії. У неї відсутні електричні акумулятори , відсутнє резервне теплопостачання на випадок пікових навантажень, аварій і ремонтних робіт в колекторному та опалювальному контурах , що говорить про обмежене її застосування.The disadvantage of the system is that it is focused exclusively on solar energy. It does not have electric batteries, there is no backup heat supply in case of peak loads, accidents and repair work in the collector and heating circuits, which indicates its limited use.

В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення системи опалення та гарячого водопостачання, в 'якій наявність таких нових функціональних елементів, як допоміжні електричні клапани, розташовані на вході в і виході опалювальних радіаторів та реверсивний лічильник з таймером дозволяють автономно виробляти, накопичувати і споживати енергію сонця, а при пікових навантаженням системи раціонально використовувати енергію централізованих електричних і теплових мереж, підвищуючи надійність гнучкість і економічність.The useful model is based on the task of improving the heating and hot water supply system, in which the presence of such new functional elements as auxiliary electric valves located at the entrance and exit of heating radiators and a reversible counter with a timer allow autonomous production, storage and consumption of solar energy. and at peak loads of the system rationally use the energy of centralized electrical and thermal networks, increasing reliability, flexibility and economy.

Поставлена задача вирішується тим , що система опалення та гарячого водопостачання , що містить с комбіновану фотоелектричну батарею на базі сонячного колектора з акумулятором, автоматичний блок «-- регулювання електричний нагрівач, водяний теплообмінник, систему магістралей, обладнаних циркуляційними насосами, згідно з корисною моделлю додатково оснащена допоміжними електричними клапанами, які о розташовані на входах і виходах опалювальних радіаторів і реверсивним лічильником з таймером. Ге)The task is solved by the fact that the heating and hot water supply system, which includes a combined photovoltaic battery based on a solar collector with a battery, an automatic unit "-- regulation of an electric heater, a water heat exchanger, a system of mains equipped with circulation pumps, according to a useful model, is additionally equipped auxiliary electric valves, which are located at the inlets and outlets of heating radiators and a reverse counter with a timer. Gee)

Запропонована система опалення та гарячого водопостачання дозволяє за рахунок додаткового Її оснащення допоміжними електричними клапанами, розташованими на вході і виході опалювальних радіаторів та с реверсивним лічильником з таймером забезпечити автономне вироблення та накопичування сонячної енергії, а також раціонально використовувати енергію централізованих електричних і теплових мереж.The proposed system of heating and hot water supply, due to its additional equipment with auxiliary electric valves located at the entrance and exit of heating radiators and with a reversible counter with a timer, allows to ensure autonomous production and accumulation of solar energy, as well as to rationally use the energy of centralized electrical and heating networks.

Суть корисної моделі пояснюється кресленням, на якому зображена схема системи опалення та гарячого « водопостачання. Система містить комбіновану фотоелектричну батарею, що складається з фотоелектричної З дастини 1 і теплового колектора 2 електричний акумулятор З ,бак-акумулятор 4, під'єднаний до теплового с колектора 2 за допомогою колекторного контуру 5, електричний нагрівач б, циркуляційні насоси 7 і 8The essence of the useful model is explained by the drawing, which shows the scheme of the heating system and hot water supply. The system includes a combined photovoltaic battery consisting of a photovoltaic cell 1 and a heat collector 2, an electric accumulator C, a tank-accumulator 4, connected to a thermal collector 2 by means of a collector circuit 5, an electric heater b, circulation pumps 7 and 8

Із» (відповідно колекторного і опалювального контурів ) опалювальний контур 9, блок автоматичного регулювання 10, що складається з субблоків постійного і змінного струмів, інвертор 11, лічильник електричної енергії з таймером 12, централізована електромережа 13, опалювальні радіатори 14 і 15, подавальна 16 і зворотня 17 магістралі централізованої теплової мережі, вимикачі 18,19 і 20, датчики температури 21 і 22, контур гарячого о водопостачання 23, електричне навантаження 24(у вигляді ламп освітлення), електричні клапани МІ-У8.From" (according to the collector and heating circuits) heating circuit 9, automatic regulation unit 10, consisting of sub-units of direct and alternating currents, inverter 11, electric energy meter with timer 12, centralized power network 13, heating radiators 14 and 15, supply 16 and return line 17 of the mains of the centralized heating network, switches 18, 19 and 20, temperature sensors 21 and 22, hot water supply circuit 23, electrical load 24 (in the form of lighting lamps), electric valves MI-U8.

Ге») Робота системи здійснюється по сезонному графіку в трьох режимах : Літній режим. Сонячна енергія ,що падає на фотоелектричну панель 1,перетворюється на електричну і спрямовується в автоматичний блок б регулювання 10 (субблока постійних струмів) і живлячи навантаження 24,згідно графіків, передається в -к 70 централізовану електричну мережу 13 через інвертор 11 і реверсивний лічильник з таймером 12, а також в залежності від стану електричного акумулятора підзаряджує акумулятор 3. В той же час тепловий колектор 2, із розташований на тильній стороні комбінованої фотоелектричної батареї, за допомогою циркуляційного насоса 8, спрямовує нагрітий теплоносій в бак-акумулятор 4 . Насос 8 в автоматичному режимі починає працювати, коли температура теплоносія в колекторі перевищить температуру в бак-акумуляторі 4 на визначену 29 експлуатаційними службами величину. Ці температури визначають встановлені датчики температури 21 і 22, які с посилають сигнали в автоматичний блок регулювання 10, який в свою чергу вмикає насос 8. Нагріваючись у контурі гарячого водопостачання 23, розташованого в бак-акумуляторі 4, вода подається до споживача.Ge") The system works according to the seasonal schedule in three modes: Summer mode. The solar energy that falls on the photovoltaic panel 1 is converted into electric energy and is directed to the automatic regulation unit b 10 (sub-unit of constant currents) and, feeding the load 24, according to the graphs, is transmitted to the centralized electrical network 13 through the inverter 11 and the reverse counter with timer 12, and also, depending on the state of the electric battery, recharges the battery 3. At the same time, the heat collector 2, located on the back side of the combined photovoltaic battery, with the help of the circulation pump 8, directs the heated coolant into the tank-accumulator 4. Pump 8 in automatic mode starts working when the temperature of the coolant in the collector exceeds the temperature in the storage tank 4 by the value determined by the 29 operational services. These temperatures are determined by the installed temperature sensors 21 and 22, which send signals to the automatic control unit 10, which in turn turns on the pump 8. When heated in the hot water supply circuit 23 located in the storage tank 4, the water is supplied to the consumer.

Осінньо-весняний режим. Робота фотоелектричної частини аналогічна експлуатації вищевказаного обладнання в літній період, хоча генеровані показники дещо знижені. бо Робота теплової частини відрізняється тим, що нагріваючись в колекторі 2, а потім, накопичившись в бак-акумуляторі 4, теплоносій, живлячи контур гарячого водопостачання 23, за допомогою циркуляційного насоса 7, подається через електричні клапани М1 ,М2 до опалювальних радіаторів 14 і 15, а за допомогою електричних клапанів М5, Мб і зворотньої магістралі повертається назад у контур 9 . Нагрівач 6 і електричний акумулятор З підключаються до центральної електричної мережі 13 за умов необхідності (тривалий час без бо сонця) і підчас провалу навантаження в електричній мережі і виконують роль добових накопичувачів електричної і теплової енергії. Зимовий режим характеризується незначним надходженням сонячної енергії. В цей період електрична енергія спрямовується більшою частиною на зарядку акумулятора 3, але генерованої сонячним колектором енергії в бак-акумулятор 4 недостатньо для опалення , тому нагрівач 6 використовується з метою підігріву теплоносія в бак-акумуляторі підчас провалу навантаження в центральній електромережі 13.Autumn-spring mode. The operation of the photovoltaic part is similar to the operation of the above-mentioned equipment in the summer, although the generated indicators are slightly reduced. because the operation of the thermal part differs in that, after heating in the collector 2, and then, accumulating in the accumulator tank 4, the coolant, feeding the hot water supply circuit 23, with the help of the circulation pump 7, is fed through the electric valves M1, M2 to the heating radiators 14 and 15 , and with the help of electric valves M5, Mb and the return line, it returns back to circuit 9. The heater 6 and the electric battery Z are connected to the central electric network 13 if necessary (long time without the sun) and during a load failure in the electric network and perform the role of daily accumulators of electric and thermal energy. The winter mode is characterized by a small amount of solar energy. During this period, most of the electrical energy is directed to charging the battery 3, but the energy generated by the solar collector in the battery tank 4 is not enough for heating, so the heater 6 is used to heat the coolant in the battery tank during a load failure in the central power grid 13.

Споживання електроенергії через реверсивний лічильник 12 і автоматичний блок регулювання 10 за зниженими тарифами є економічно виправданим. При пікових навантаженнях, коли потужності бак-акумулятора 4 не вистачає, до опалювальних радіаторів 14 і 15 підключається централізована опалювальна мережа 16 через електричні клапани МЗ і М4, а по зворотній магістралі 17 за допомогою електричних клапанівМ7 і У8 7/0 повертається. Клапани М11, М2, М5, Мб в таких випадках закриті. Таким чином, в зимовий період електричний і тепловий акумулятори виконують роль добових накопичувачів енергії від централізованих мереж, процес зарядки яких здійснюється підчас провалу навантаження в системі.Electricity consumption through the reversible counter 12 and the automatic regulation unit 10 at reduced tariffs is economically justified. At peak loads, when the capacity of the storage tank 4 is not enough, the centralized heating network 16 is connected to the heating radiators 14 and 15 through the electric valves МЗ and М4, and 7/0 is returned through the return line 17 with the help of the electric valves М7 and У8. Valves M11, M2, M5, Mb are closed in such cases. Thus, in the winter period, electric and thermal accumulators perform the role of daily energy accumulators from centralized networks, the charging process of which is carried out during a load failure in the system.

Claims

Formula of the invention Heating and hot water supply system containing a combined photovoltaic battery based on a solar collector, a battery, an automatic control unit, an electric heater, a water heat exchanger, a system of mains equipped with circulation pumps, which is distinguished by the fact that 2r is additionally equipped with auxiliary electric valves located at the entrance and exit of heating radiators, and a reverse counter with a timer. that 2 s "- (Se) (Se) s

- and? name) (o) (o) - 70 Ko) 60 b5