Способ отопления помещений многоэтажных зданий и устройство, его реализующее

 

Изобретение относится к использованию тепловой энергии для отопления зданий, в частности к насосным однотрубным системам отопления помещений многоэтажных зданий с водой в качестве теплоносителя. Способ основан на возможности измерения температур в помещениях здания и попеременного изменения направления циркуляции горячей воды в системе отопления в зависимости от разности температуры на этажах, что обеспечивает выравнивание температуры горячей воды по стоякам и нагревательным приборам и, соответственно, воздуха в помещениях многоэтажного здания. Устройство отопления помещений многоэтажных зданий содержит соединенные трубопроводом источник тепла, задвижку, параллельно соединенных стояков отопления, каждый из которых включает последовательно соединенных нагревательных приборов, установленных на n этажах здания, обратный трубопровод, который по выходу подключен к входу источника тепла через задвижку, причем r стояков по входу подключены к прямому трубопроводу через задвижку, а по выходу - к обратному трубопроводу, дополнительно включены датчик, установленный в помещении на первом этаже здания, и датчик, установленный в помещении на N-м этаже здания, последовательно соединенные контроллер, электродвигатель и клапан, первый вход которого соединен с выходом электродвигателя, а второй вход и первый выход включены между выходом и входом задвижек соответственно, а третий вход и второй выход включены между входами и выходами r стояков соответственно, при этом выходы датчиков температуры соединены с первым и вторым входами контроллера. Техническим результатом является выравнивание температуры воздуха помещений по этажам в многоэтажном здании путем попеременного изменения направления циркуляции горячей воды в системе отопления в зависимости от разности температуры воздуха на этажах. 2 ил.

Изобретение относится к области использования тепловой энергии для отопления зданий и, в частности, к насосным однотрубным системам отопления помещений многоэтажных зданий с водой в качестве теплоносителя.

Широко известны различные способы и устройства отопления многоэтажных зданий [например, 1, 2, 3, 4] с использованием однотрубных систем отопления с водой в качестве теплоносителя.

Из известных способов наиболее близким к заявляемому по большинству совпадающих признаков и достигаемому положительному эффекту является способ отопления помещений многоэтажных зданий, изложенный в [1] и который принят за прототип.

Известный способ отопления помещений многоэтажных зданий заключается в принудительной циркуляционной подаче в одном направлении горячей воды от источника тепла по прямому трубопроводу к r стоякам отопления, соединенным параллельно и каждый из которых включает n последовательно соединенных нагревательных приборов, установленных на n этажах здания, и возвращении горячей воды по обратному трубопроводу.

Известно устройство [1], реализующее способ отопления помещений многоэтажных зданий и состоящее (фиг. 1) из циркуляционного контура, включающего соединенные трубопроводом источник 1 тепла, задвижку 2, r, параллельно соединенных стояков отопления, каждый из которых включает n последовательно соединенных нагревательных приборов, установленных на n этажах здания, обратный трубопровод, который по выходу подключен к входу источника 1 тепла через задвижку 3, причем r стояков отопления по входу подключены к прямому трубопроводу через задвижку 2, а по выходу - к обратному трубопроводу.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства отопления помещений многоэтажных зданий, где введены следующие обозначения: 1 - источник тепла; 2, 3 - задвижки; - стояки отопления; - нагревательные приборы и этажи здания.

Известное устройство отопления помещений многоэтажных зданий работает следующим образом.

В источнике 1 тепла нагревается вода до заданной температуры - t0 и по прямому трубопроводу подается через открытую задвижку 2 на входы r стояков отопления, каждый из которых содержит n приборов отопления, установленных на n этажах здания. При этом если место (точка) трубопровода, откуда поступает горячая вода на стояки, находится в чердачном помещении, то систему отопления называют системой с верхней разводкой горячей магистрали, если эта точка находится в подвальном помещении, то систему отопления называют системой с нижней разводкой горячей магистрали. С выходов r стояков отопления горячая вода через открытую задвижку 3 поступает по обратному трубопроводу с температурой t1 в источник 1 тепла.

Таким образом горячая вода циркулирует в системе отопления постоянно, обогревая помещения путем теплоотдачи обогревательных приборов.

Недостатком известного способа и устройства отопления помещений многоэтажных зданий является то, что вследствии теплоотдачи последовательно соединенных приборов отопления в стояках отопления и тепловых потерь, возникающих из-за транспортировки горячей воды по трубопроводам, температура горячей воды t0 уменьшается по мере удаления от точки разводки (верхней или нижней). Поэтому эффективность теплоотдачи нагревательных приборов по этажам различна и, соответственно, различна температура воздуха в помещениях по этажам.

Целью изобретения является выравнивание температуры воздуха помещений по этажам в многоэтажном здании.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе отопления помещений многоэтажных зданий, заключающемся в принудительной циркуляционной подаче в одном направлении горячей воды от источника горячего водоснабжения по прямому трубопроводу к r стоякам отопления, соединенным параллельно и каждый из которых включает n последовательно соединенных нагревательных приборов, установленных на n-этажах здания, и возвращении горячей воды по обратному трубопроводу, дополнительно измеряется температура воздуха помещений 1-го (tв1) и n-го (tвn) этажей N этажного здания, сравнивается разница температур с пороговым значением t3 и изменяется направление циркуляционной подачи горячей воды на противоположное в случае, когда В известное устройство отопления помещений многоэтажных зданий, включающее соединенные трубопроводом источник 1 тепла, задвижку 2, r параллельно соединенных стояков отопления, каждый из которых включает n последовательно соединенных нагревательных приборов, установленных на n этажах здания, обратный трубопровод, который по выходу подключен к входу источника 1 тепла через задвижку 3, причем r стояков по входу подключены к прямому трубопроводу через задвижку 2, а по выходу - к обратному трубопроводу, дополнительно включены датчик 4, установленный в помещении на первом этаже здания, и датчик 5, установленный в помещении на N-м этаже здания, последовательно соединенные контроллер 6, электродвигатель 7 и клапан 8, первый вход которого соединен с выходом электродвигателя 7, а второй вход и первый выход включены между выходом и входом задвижек 2 и 3 соответственно, а третий вход и второй выход включены между входами и выходами r-стояков соответственно, при этом выходы датчиков температуры 4 и 5 соединены с первым и вторым входами контроллера 6.

В известных способе и устройстве отопления помещений многоэтажных зданий не имеется признаков, сходных с признаками, отличающими заявляемые способ и устройство от прототипа.

Положительный эффект заявляемых способа и устройства достигается за счет возможности измерения температуры воздуха по этажам здания и, в зависимости от разности этих температур, попеременного изменения направления циркуляции горячей воды в системе отопления, что обеспечивает выравнивание температуры горячей воды по стоякам и нагревательным приборам и соответственно, воздуха в помещениях многоэтажного здания.

На фиг. 2 приведена структурная схема заявляемого устройства, где введены следующие обозначения: 1 - источник тепла; 2, 3 - задвижки; 4, 5 - датчики; 6 - контроллер;
7 - электродвигатель;
8 - клапан.

Вновь введенные в устройство 4, 5 датчики, измеряющие температуру воздуха, контроллер 6 и электродвигатель 7 могут быть выполнены по одной из известных схем (например, см. [4] с. 3-1, 3-27, 4-16, 4-17)
Устройство отопления помещений многоэтажных зданий работает следующим образом.

В исходном состоянии с выхода источника 1 тепла нагретая до температуры t0 горячая вода по прямому трубопроводу через открытую задвижку 2 поступает на второй вход 4-ходового клапана 8 и далее со второго его выхода поступает на N-й этаж здания на входы r стояков отопления. В каждом стояке горячая вода с температурой tn последовательно поступает на n нагревательных приборов, расположенных на n этажах и соединенных последовательно в каждом r-м стояке. Далее горячая вода с выходов r стояков с температурой t1 поступает на вход 3 4-ходового клапана 8, а затем с его выхода 1 через открытую задвижку 3 на вход источника 1 тепла. При этом установленные на N-м этаже здания датчик 4 и на 1-м этаже здания датчик 5 измеряют температуру воздуха в помещениях соответствующих этажей. С выходов датчиков 4 и 5 значения температур tв1 и tвn в цифровом виде поступают соответственно на первый и второй входы контроллера 8, который производит их вычитание и сравнение по модулю с заданным пороговым значением. Если разница температур , то контроллер 6 выдает на выход сигнал "лог. 0" на включение электродвигателя 7 и подключение входов 2, 3 4-ходового клапана 8 соответственно к второму и первому выходам, и устройство отопления работает в установившемся режиме. В случае, когда , контроллер 6 вырабатывает сигнал включения "лог. 1", который с его выхода поступает на вход электродвигателя 7. Электродвигатель 7 при поступлении сигнала на его включение, переключает входы 2, 3 и выходы 1, 2 4-ходового клапана 8 таким образом, что горячая вода с входа 2 клапана 8 поступает на вход 3 и далее на 1 этаж здания на входы r стояков с температурой t0. C выходов r стояков горячая вода с температурой t1 поступает на выход 2 клапана 8 и далее с выхода 1 через открытую задвижку 3 на вход источника тепла 1. При этом устройство отопления переходит в режим работы с обратной циркуляцией горячей воды до момента времени, когда . Работая таким образом устройство отопления обеспечивает выравнивание температуры горячей воды в стояках и, соответственно, воздуха в помещениях по N этажам здания
Эффективность заявляемых способа и устройства может быть оценена на следующем примере.

Пусть исходные температуры tвn = 21o, tв1 = 18o и tз = 3o. Вследствие теплоотдачи приборов отопления, установленных последовательно в каждом r стояке отопления, горячая вода по мере поступления с N этажа на первый этаж (равно как и при обратной циркуляции с первого этажа на N этаж) остывает так, что температура tвn постепенно уменьшается и достигает значения tв1. Тогда и устройство отопления переходит в режим с обратным направлением циркуляции горячей воды, до тех пор пока . Полагая, что нагрев и остывание приборов отопления происходит одинаково по времени, то средняя температура воздуха по этажам будет составлять 19,5o.

Источники информации
1. Н.Ф. Федоров, В.М. Гусев. Санитарно-техническое оборудование зданий и сооружений, Л., Издательство литературы по строительству, 1969, с. 319 - 321 (прототип).

2. Правила учета тепловой энергии и теплоносителя. М., 1995, рег. N 954.

3. СП-41-101-95 "Проектирование тепловых пунктов", М., Минстрой России, 1997, с. 71.

4. Системы автоматики для домов и зданий 1997/98, прайс фирмы Хоневелл, 1997.


Формула изобретения

1. Способ отопления помещений многоэтажных зданий, заключающийся в принудительной циркуляционной подаче в одном направлении горячей воды от источника горячего водоснабжения по прямому трубопроводу к r стоякам отопления, соединенным параллельно и каждый из которых включает n последовательно соединенных нагревательных приборов, установленных на n этажах здания, и возвращении горячей воды по обратному трубопроводу, отличающийся тем, что измеряется температура воздуха помещений первого (tB1) и n-го (tBn) этажей N этажного здания, сравнивается разница температур с пороговым значением t3 и изменяется направление циркуляционной подачи горячей воды на противоположное в случае, когда .

2. Устройство отопления помещений многоэтажных зданий, включающее соединенные трубопроводом источник 1 тепла, задвижку 2, r параллельно соединенных стояков отопления, каждый из которых включает n последовательно соединенных нагревательных приборов, установленных на n этажах здания, обратный трубопровод, который по выходу подключен к входу источника 1 тепла через задвижку 3, причем r стояков по входу подключены к прямому трубопроводу через задвижку 2, а по выходу - к обратному трубопроводу, отличающееся тем, что в него включены датчик 4, установленный в помещении на первом этаже здания, и датчик 5, установленный в помещении на N-м этаже здания, последовательно соединенные контроллер 6, электродвигатель 7 и клапан 8, первый вход которого соединен с выходом электродвигателя 7, а второй вход и первый выход включены между выходом и входом задвижек 2 и 3 соответственно, а третий вход и второй выход включены между входами и выходами r стояков соответственно, при этом выходы датчиков температуры 4 и 5 соединены с первым и вторым входами контроллера 6.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева жидкостей, и может быть использовано в системах отопления зданий и сооружений, для нагрева воды, для производственных и бытовых нужд

Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов в том числе железобактерий в локальных системах водяного отопления зданий и сооружений

Изобретение относится к технике дезинтеграции микроорганизмов, в том числе железобактерий, и может быть использовано в системах локального отопления зданий и сооружений потоком циркулирующей через теплообменники воды напором нагнетателя

Изобретение относится к оборудованию для обеспечения дезинтеграции микроорганизмов, а также комфортных температурных условий в помещениях при локальном теплоснабжении зданий и сооружений

Изобретение относится к теплоснабжению, а точнее к технике отопления многоэтажных зданий, подключенной к тепловым сетям или котельным, и может быть использовано для отопления зданий любого назначения

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах отопления и подогрева жидкостей, а также для смешивания жидкостей при различных технологических процессах

Изобретение относится к области теплоснабжения и может быть использовано в котельных установках открытых систем теплоснабжения с использованием для подпитки этих систем исходной воды непитьевого качества

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в схемах отопительных котельных

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано для получения тепловой энергии и для отопления зданий и сооружений

Изобретение относится к устройствам, обеспечивающим температурный режим различных отопительных систем, преимущественно с резистивным нагревом текущей среды

Изобретение относится к области теплоснабжения городов и промышленных объектов и может быть использовано для измерения и учета расхода теплоносителя и тепла с целью регулирования системами теплоснабжения

Изобретение относится к клапану радиатора

Изобретение относится к клапану радиатора

Изобретение относится к технике теплоснабжения, в частности к способам сохранения суммарных перепадов давлений в сетях зарытых систем централизованного теплоснабжения

Изобретение относится к терморегуляторам для отопительной системы теплоснабжения, в частности к терморегуляторам сильфонного типа, устанавливаемым на радиаторы водяного отопления

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначается для использования в закрытых централизованных системах отопления и горячего водоснабжения городов
Наверх