Система солнечного теплоснабжения

 

Изобретение относится к гелиотехнике, конкретно к системам горячего водоснабжения, и позволяет стабилизировать температуру воды, подаваемой потребителю, что повышает эффективность использования тепла при обслуживании двух сетей горячего водоснабжения с различной рабочей температурой. Указанные потребители получают воду из высокои низкотемпературной секций (ВТС и НТС) 2 и 3 соответственно бака-аккумулятора (БА) 1, связанных 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 уровня воды в БА 1 и Д 13 потребления 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 уровня в БА 1. При потреблении воды из НТС 3 Д 13 открывает трубопровод 8, поддерживая постоянный уровень в БА 1. Это сохраняет температурную стратификацию в нем и предотвращает смешивание воды в ВТС 2 и НТС 3. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУЬЛИН (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4377612/24-06 (22) 12.02.88 (46) 07.03.90. Бюп. Р 9 (71) Особое конструкторское бюро

Р 1 Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.И.Кржижановского (72) А.А.Валюжинич.и П.Б.Шендерович (53) 662.99(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1092333, кл. F 24 J 2/42, 1982. (54) СИСТЕИА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к гелиотехнике, конкретно к системам горячего водоснабжения, и позволяет стабилизировать температуру воды, подаваемой потребителю, что повьндает эффективность использования тепла при обслуживании двух сетей горячего водоснаб(51)5 Г 24 J 2/34 F 24 J 2/42 жения с различной рабочей температурой. Указанные потребители получают воду из высоко- и низкотемпературной секции (ВТС и НТС) 2 и 3 соответственно бака-аккумулятора (БА) 1, связанных с высокотемператрным коллектором 4 и низкотемпературным коллектором 11 соответственно. Подпиточный трубопровод 8 введен в НТС 3 БА 1 °

Система имеет датчики (Д) 5 и 6 уровня воды в БА 1 и Д 13 потребления воды из НТС 3. При потреблении воды из

ВТС 2 подпиточный трубопровод 8 перекрыт до тех пор, нока на его клапан

10 не поступит сигнал с Д 6 о достижении нижнего возможного уровня в БА 1. Я

При, потреблении воды нз НТС 3 Д 13 открывает трубопровод 8, поддерживая постоянный уровень В БА 1. Это сохраняет температурную стратификацию в нем и предотвращает смешивание воды в ВТС 2 и НТС 3. 1 ил.

Мп

1548617

Лзобретение относится к гелиотехнике, к систмам солнечного теплоснаб— жения зданий.

Целью изобретения является стаби5 лизация температуры теплоносителя, подаваемого потребителю эа счет сохранения стабильной температурной стратификации в баке-аккумуляторе. °

На чертеже схематично показана 10 система солнечного теплоснабжения.

Система содержит бак-аккумулятор

1 с высоко- и низкотемпературными секциями 2 и 3, солнечный коллектор

4, связанный с высокотемпературной секцией 2 бака-аккумулятора 1, в которой размещены датчики 5 и 6 верхнего и нижнего уровня и расположенный под ними вход разборного трубопровода

7 потребителя (не показан) и сообщен- 20 ный с низкотемпературной секцией 3 подпиточный трубопровод 8 с регулятором 9 расхода теплоносителя и двухпОзиЦКОнным клапа нОм 1 0 9 свя3 аннь м 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 11. и разборным трубопроводом 12 дополнительного потребителя (Hp показан), причем на трубопроводе 12 установлен датчик 13 потребления воды. Дополни-. тельный 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 иэ них связан с 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 с высокотемпературной секцией 2 и с низкотемпературной секцией 3 бакааккумулятора 1. В последнем установлены датчики 22-24 температуры соответственно в высокотемпературной секции 2, низкотемпературнай секции 3 и в точке подключения трубопровода

12. В коллекторах 4 и 11 установлены датчики 25 и 26 температуры соответcòâåííî.Ïåðåä датчиком 13 потребления

R5 воды на трубопроводе 12 установлен клапан 27. Работой насоса 18 управЛяет дифференциальный терморегулятор

28, связанный на входе с датчиками

22 и 25, работой насоса 19 управляет дифференциальный терморегулятор 29, связанный па входе с датчиками 23 и

26, работой клапана 27 управляет терморегулятор 30, связанный на входе с датчиком 24, а работой клапана 10логический блок 31 управления, вход которого связан с датчиками 5 и 6 уровня 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 воца (измеряется датчиком

23 температуры).

Если эта разность превышает определенное значение, свидетельствующее о наличии солнечной радиации достаточно высокого уровня, то выдается 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, выдается сигнал на выключение насоса 19.

В высокотемпературном солнечном коллекторе 4 поглощение солнечной радиации прчводит- 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 выдает<я сигнал на включение циркуляционного насоса 18, прокачивающего теплоноситель через коллектор 4.

При выполнении указанного условия поглощенное в солнечном коллекторе 4

5 . 15486 тепло переносится к теплообменнику

20, где передается воде, в секции 2, и аккумулируется за счет теплоемкости воды. Если указанная разность тем5 ператур падает ниже заданного значения, выдается сигнал на выключение насоса 18.

При нагреве воды в секции 3 выше заданного по условиям горячего водоснабжения уровня датчик 24 температуры вьщает 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 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 подцержание 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. При

55 этом датчик 13 через формирователь 32 и логический блок 31 закрывает двухпозиционный клапан 10, вследствие чего прекращается подпитка бака-аккуму17 6 лятора 1 водой иэ 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 вьщает 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 воцы 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 трубогровод 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 теплое на бжения позволит стабилизировать температуру воды, подаваемой потребителю, сохранить высокий КПД преобразования солнечной энергии в тепло при наличии нескольких разнородных потребителей, что расширяет диапазон работы.

1548617

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

Со< тавитель К.Заграничная

Редактор М.Бланар Техред М.Ходанич Корректор В.Кабаций

Заказ 133 Тираж 581 Подписное б

1 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Система солнечного теплоснабжения, содержащая бак-аккумулятор с высокои низкотемпературными секциями, солвечный коллектор, связанный с высокотемпературной секцией бака-аккумулятора, в которой размещены датчики

Верхнего и нижнего уровня и расположенный под ними вход разборного трубопровода потребителя и сообщенный с низкотемпературной секцией подпиточный трубопровод с регулятором расхода теплоносителя и клапаном, связанным с датчиками уровня, о т л ичающая с я тем, что, с целью

t 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.