UA52287A

UA52287A - System for dwelling and office buildings heating

Info

Publication number: UA52287A
Application number: UA2002042634A
Authority: UA
Inventors: Леонтій Георгійович Чесанов; Леонтий Георгиевич Чесанов; Віктор Олегович Петренко; Виктор Олегович Петренко
Original assignee: Придніпровська Державна Академія Будівництва Та Архітектури; Приднепровская Государственная Академия Строительства И Архитектуры; Леонтій Георгійович Чесанов; Леонтий Георгиевич Чесанов; Віктор Олегович Петренко; Виктор Олегович Петренко
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2002-12-16

Abstract

System for heating dwelling and office buildings has a system of feeding and backward mains, solar collector, water heat exchanger, soil heat exchanger, heater and circulation pipes, battery of photoelements and automated control block. Soil heat exchanger has two or several sections for accumulation in one of those heat energy with high potential, and in others – heat energy with low potential.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід належить до галузі опалення житлових та адміністративних будівель і може бути використаний при 2 проектуванні та улаштуванні опалення приміщень в період початку опалювального сезону з метою економії високопотенційних енергоносіїв.The invention belongs to the field of heating residential and administrative buildings and can be used in the design and arrangement of space heating during the beginning of the heating season in order to save high-potential energy carriers.

Відома система опалення житлових та адміністративних будівель |1), що має нагрівай, циркуляційний насос, обігрівальні прилади, систему подавальних та зворотних магістралей.The heating system of residential and administrative buildings |1) is known, which has a heater, a circulation pump, heating devices, a system of supply and return mains.

Недоліком відомої системи опалення є недостатня енергоефективність за рахунок використання 70 високопотенційних енергоносіїв впродовж всього опалювального періоду.The disadvantage of the known heating system is insufficient energy efficiency due to the use of 70 high-potential energy carriers during the entire heating period.

Найбільш близькою до пропонуємої є система опалення житлових та адміністративних будівель |(|2), що містить у собі нагрівач, циркуляційні насоси, систему подавальних та зворотних магістралей, сонячний колектор, водоводяний теплообмінник, низькопотенційний водяний бак-акумулятор, грунтовий теплообмінник, сонячний абсорбер, тепловий насос. 12 Ненадійність даної системи полягає в тому, що закумульоване тепло в грунтовому теплообміннику перед подачею в систему опалення проходить через декілька пристроїв для підвищення його потенційності. Таким чином вирішується питання акумуляції тільки високопотенційної теплової, хоча можливо акумулювати і низькопотенційну, бо інтенсивність сонячного випромінювання впродовж дня весь час міняється. Окрім того, для роботи циркуляційного насоса контуру грунтового теплообмінника використовується електрична енергія електромережі, яку можна економити за рахунок отримання її від перетворення сонячної енергії в електричну.The heating system for residential and administrative buildings |(|2) is the closest to the proposed one, which includes a heater, circulation pumps, a system of supply and return mains, a solar collector, a water-water heat exchanger, a low-potential water storage tank, a soil heat exchanger, a solar absorber, heat pump. 12 The unreliability of this system lies in the fact that the accumulated heat in the soil heat exchanger passes through several devices to increase its potential before being fed into the heating system. In this way, the issue of accumulating only high-potential heat is solved, although it is possible to accumulate low-potential as well, because the intensity of solar radiation changes all the time during the day. In addition, for the operation of the circulation pump of the circuit of the soil heat exchanger, electrical energy from the power grid is used, which can be saved by obtaining it from the conversion of solar energy into electrical energy.

Основою винаходу є задача удосконалення системи опалення житлових та адміністративних будівель, в якій, наявність нових елементів та особливості конструктивного виконання вже існуючих елементів дозволяють використовувати низькопотенційну теплову енергію і тим самим розширювати функціональні можливості системи, суттєво підвищуючи її ефективність та зменшуючи забруднення навколишнього середовища в 29 опалювальний період. «The basis of the invention is the task of improving the heating system of residential and administrative buildings, in which the presence of new elements and the features of the design of already existing elements allow the use of low-potential heat energy and thereby expand the functionality of the system, significantly increasing its efficiency and reducing environmental pollution in 29 heating period. "

Означена задача вирішується тим, що в системі опалення житлових та адміністративних будівель, яка містить систему подавальних та зворотних магістралей, сонячний колектор, водоводяний теплообмінник, фунтовий теплообмінник, нагрівач та циркуляційні насоси, згідно з винаходом, вона додатково обладнана батареєю фотоелементів і автоматичним блоком регулювання, а грунтовий теплообмінник складається з двох - або декількох секцій для акумулювання в одній з них високопотенційної, а в інших - низькопотенційної теплової о енергії.The specified task is solved by the fact that in the heating system of residential and administrative buildings, which includes a system of supply and return mains, a solar collector, a water-water heat exchanger, a pound heat exchanger, a heater and circulation pumps, according to the invention, it is additionally equipped with a battery of photocells and an automatic control unit, and the soil heat exchanger consists of two or several sections for the accumulation of high-potential thermal energy in one of them, and low-potential thermal energy in the others.

Суть винаходу пояснюється кресленням, де на кресленні показана схема системи низькотемпературного с опалення. ГаThe essence of the invention is explained by the drawing, where the diagram of the low-temperature heating system is shown in the drawing. Ha

Система опалення житлових та адміністративних будівель містить у собі сонячну батарею 1, яка з'єднана 39 подавальною Т1 та зворотною Т2 магістраллю з водоводяним теплообмінником 2 і циркуляційним насосом 3, в о зворотну магістраль Т2 для компенсації температурного розширення теплоносія, циркулюючого в цій системі, приєднано закритий розширювальний бак 4, після водоводяного теплообмінника 2 по подавальній магістралі ТІ приєднано регулюючий клапан ВІ, який дистанційно регулюється, циркуляційний насос 5, клапан В2 та « триходовий клапан ВЗ, після яких приєднані трубчаті теплообмінники грунтових теплоакумуляторів 6, 7, далі З подавальною Т1 та зворотною Т2 магістралями вони з'єднані з регулюючими вентилями В4 та В5, через який с проходить процес змішування води охолодженої та нагрітої, циркуляційним насосом 8 та обігріваючою панеллю з» системи низькотемпературного опалення 9, по цим же магістралям в систему приєднані резервний нагрівач 10, регулюючий триходовий вентиль Вб, який використовується для змішування нагрітого теплоносія з охолодженим і закритий розширювальний бак 11, для компенсації температурного розширення теплоносія в системі опалення, 49 сонячна батарея фотоелементів 12, використовується для перетворення сонячної енергії в електричний струм і-й для забезпечення роботи циркуляційних насосів 3,8. Робота системи здійснюється в двох режимах таким чином: ка 1. Літній режим (режим накопичування теплової енергії).The heating system of residential and administrative buildings includes a solar battery 1, which is connected by a 39 supply line T1 and a return line T2 to a water-water heat exchanger 2 and a circulation pump 3, to the return line T2 to compensate for the temperature expansion of the heat carrier circulating in this system, it is connected closed expansion tank 4, after the water-water heat exchanger 2 on the feed line TI, a regulating valve VI is connected, which is remotely regulated, a circulation pump 5, a valve B2 and a three-way valve VZ, after which tubular heat exchangers of ground heat accumulators 6, 7 are connected, then with a feed T1 and they are connected by return T2 mains to regulating valves B4 and B5, through which the process of mixing cooled and heated water takes place, circulation pump 8 and heating panel of the low-temperature heating system 9, through the same mains, a backup heater 10, regulating three-way valve Vb, which uses is used for mixing the heated heat carrier with the cooled and closed expansion tank 11, to compensate for the temperature expansion of the heat carrier in the heating system, 49 solar battery of photocells 12, is used to convert solar energy into electric current and to ensure the operation of circulation pumps 3.8. The system works in two modes as follows: 1. Summer mode (thermal energy storage mode).

Сонячна енергія, яка попадає на сонячну батарею 1, перетворюється на теплову, нагріваючи циркулюючий в о ній теплоносій, для об'ємної компенсації якого застосовується закритий розширювальний бак 4, поступаючи по о 20 подавальній магістралі ТІ в змійовик водоводяного теплообмінника 2, і який віддає частину теплової енергії, а далі по зворотній магістралі Т2, за допомогою циркуляційного насоса З, повертається для подальшого тм догрівання в сонячну батарею 1.The solar energy, which falls on the solar battery 1, is converted into heat, heating the heat carrier circulating in it, for volume compensation of which a closed expansion tank 4 is used, entering through the 20 supply line TI into the coil of the water-water heat exchanger 2, and which gives part of heat energy, and further along the return line T2, with the help of the circulation pump Z, it returns to the solar battery 1 for further reheating.

Потім теплоносій за допомогою циркуляційного насоса 5, в контурі системи опалення, поступає в водоводяний теплообмінник 2, омиваючи його змійовик і нагрівається, при цьому його температура на виході 29 контролюється температурним датчиком Ді і по подавальній магістралі ТІ подається на триходовий в. регулювальний вентиль ВЗ, за допомогою якого здійснюється переключення подачі теплоносія, в залежності від його температури, у високопотенційний 6, або низькопотенційний 7 грунтові теплоакумулятори, де за рахунок теплопередачі від стінок змійовика грунтових теплоакумуляторів передається теплова енергія до грунту, який його акумулює, а теплоносій, віддавши частину теплової енергії по зворотній магістралі Т2, повертається до бо водоводяного теплообмінника 2 для догріву. 2. Зимовий режим (використання накопиченої теплової енергії для обігріву приміщень).Then, with the help of the circulation pump 5, in the circuit of the heating system, the coolant enters the water-water heat exchanger 2, washing its coil and heats up, while its temperature at the outlet 29 is controlled by the temperature sensor Di and is fed to the three-way circuit through the supply line TI. regulating valve VZ, which is used to switch the supply of heat carrier, depending on its temperature, to high-potential 6 or low-potential 7 ground heat accumulators, where due to heat transfer from the walls of the coil of ground heat accumulators, thermal energy is transferred to the soil, which accumulates it, and the heat carrier, after releasing part of the thermal energy through the return line T2, it returns to the water-water heat exchanger 2 for reheating. 2. Winter mode (use of accumulated thermal energy for heating the premises).

В зимовий період робота системи здійснюється таким чином:In winter, the system works as follows:

Теплоносій, який циркулює в системі опалення, по зворотній магістралі Т2 поступає в грунтовий теплоакумулятор 7, де відбирає закумульовану низькопотенційну теплову енергію і по подавальній магістралі ТІ бо направляється до триходового регулюючого вентиля В5, на якому відбувається процес змішування нагрітої і охолодженої води до температури теплоносія прийнятої для низькотемпературного опалення, яка контролюється температурним датчиком Д2. Після розрядки низькотемпературного грунтового теплоакумулятора 7, триходовий регулюючий вентиль В4 переключає подачу теплоносія у високотемпературний Трунтовий теплоакумулятор 6, після розрядки якого для нагрівання теплоносія використовується резервний нагрівач 10, де температура контролюється температурним датчиком ДЗ, а її зниження відбувається за рахунок підмішування охолодженого теплоносія з зворотної магістралі Т2 у триходовому регулюючому вентилі Вб.The heat carrier that circulates in the heating system, through the return line T2, enters the ground heat accumulator 7, where it collects the accumulated low-potential thermal energy, and through the supply line TI, it is sent to the three-way control valve B5, where the process of mixing heated and cooled water takes place until the temperature of the heat carrier received for low-temperature heating, which is controlled by temperature sensor D2. After the discharge of the low-temperature ground heat accumulator 7, the three-way control valve B4 switches the coolant supply to the high-temperature Trunt heat accumulator 6, after discharge of which the reserve heater 10 is used to heat the coolant, where the temperature is controlled by the temperature sensor DZ, and its reduction occurs due to the mixing of the cooled coolant from the return line T2 in the three-way regulating valve Vb.

Циркуляція теплоносія в системі опалення і грунтових теплоакумуляторах здійснюється за допомогою циркуляційного насоса 5, а компенсація його об'ємною розширення компенсується в розширювальному баці 11. 70 Робота керуючих клапанів ВІ, В2, ВЗ, 84, В5, Вб здійснюється блоком керування 22 по відповідних електричних лініях 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21.The circulation of the coolant in the heating system and ground heat accumulators is carried out using the circulation pump 5, and its volume expansion is compensated in the expansion tank 11. 70 The operation of the control valves ВИ, В2, ВЗ, 84, В5, Вб is carried out by the control unit 22 according to the corresponding electric lines 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21.

Таким чином за рахунок акумуляції теплової енергії в грунтових теплообмінниках в теплий період року, яка потім використовується в зимовий період року зміщується період використання високопотенційних енергоносіїв, зменшуючи при цьому екологічне навантаження на довколишнє середовище.Thus, due to the accumulation of heat energy in soil heat exchangers in the warm period of the year, which is then used in the winter period of the year, the period of use of high-potential energy carriers is shifted, while reducing the ecological load on the environment.

Література: 1. Дроздов В.Ф. Отопление и вентиляция. Отопление. Учебник для строит. вузов. - М.: Вьісшая школа, 1976. -280 с., ил. 2. Плешка М.С., Вьірлан П.М., Стратан Ф.ЙИ., Булкин С.Г. Теплонасоснье гелиосистемь! отпления и горячего водоснабжения зданий. Под общ. Ред. К.т.н. Ф.И.Стратагана. - Кишинев.: Штиинца. -1990. - 124с.Literature: 1. Drozdov V.F. Heating and ventilation. Heating Textbook for construction. universities - M.: Vyissaya Shkola, 1976. -280 p., illustrations. 2. Pleshka M.S., Vierlan P.M., Stratan F.YI., Bulkin S.G. Heat pump solar system! otplenia and hot water supply completed. Under the municipality Ed. Ph.D. F.I. Stratagan. - Chisinau.: Shtiintsa. -1990. - 124 p.

Claims

The formula of the invention is a heating system for residential and administrative buildings, which includes a system of supply and return mains, a solar collector, a water heat exchanger, a ground heat exchanger, a heater and circulation pumps, which is distinguished by the fact that it is additionally equipped with a battery of photocells and an automatic control unit, and a ground heat exchanger consists of two or more sections for the accumulation of high-potential thermal energy in one of them, and low-potential thermal energy in the others.

Fig. u (ee) c c I c)

- and? 1 ime) ime) (ee) that 60 b5