Система подачи текучей среды
Изобретение относится к системе подачи текучей среды. Система содержит трубопровод централизованной подачи горячей текучей среды, трубопровод централизованного возврата текучей среды, трубопровод централизованной подачи холодной текучей среды, по меньшей мере один локальный трубопровод горячей текучей среды, два или более теплообменника и насос горячей текучей среды, причем по меньшей мере один теплообменник содержит первичную сторону, соединенную через первичное впускное отверстие с централизованным трубопроводом подачи горячей текучей среды и через первичное выпускное отверстие с трубопроводом централизованного возврата текучей среды, при этом по меньшей мере один теплообменник содержит вторичную сторону, соединенную через вторичное впускное отверстие с трубопроводом централизованной подачи холодной текучей среды и через вторичное выпускное отверстие с локальным трубопроводом горячей текучей среды, при этом по меньшей мере один локальный трубопровод горячей текучей среды соединен с по меньшей мере одним локальным узлом отвода текучей среды для подачи нагретой текучей среды из вторичного выпускного отверстия присоединенного теплообменника, причем насос горячей текучей среды выполнен с возможностью активации при обнаружении потребности в горячей текучей среде. Каждый теплообменник соединен через свое соответствующее первичное впускное отверстие с трубопроводом централизованной подачи горячей текучей среды, через свое соответствующее первичное выпускное отверстие с трубопроводом централизованного возврата текучей среды, через свое соответствующее вторичное впускное отверстие с трубопроводом централизованной подачи холодной текучей среды и каждый через свое соответствующее вторичное выпускное отверстие с соответствующим локальным трубопроводом горячей текучей среды, при этом насос горячей текучей среды расположен в трубопроводе централизованной подачи горячей текучей среды, обеспечивающем подачу горячей текучей среды ко всем присоединенным теплообменникам, причем насос горячей текучей среды выполнен с возможностью активации при отводе текучей среды на одном из узлов отвода текучей среды, при этом система подачи текучей среды содержит два или более теплообменника, причем каждый теплообменник соединен через соответствующее вторичное выпускное отверстие с другим локальным трубопроводом горячей текучей среды, при этом в трубопроводе централизованной подачи холодной текучей среды расположен основной датчик для обнаружения отвода текучей среды на одном из узлов отвода текучей среды. Это позволяет упростить установку и техническое обслуживание. 12 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к системе подачи текучей среды, содержащей трубопровод централизованной подачи горячей текучей среды, трубопровод централизованного возврата текучей среды, трубопровод централизованной подачи холодной текучей среды, по меньшей мере один локальный трубопровод горячей текучей среды, по меньшей мере один теплообменник и насос горячей текучей среды, при этом по меньшей мере один теплообменник содержит первичную сторону, соединенную через первичное впускное отверстие с трубопроводом централизованной подачи горячей текучей среды и через первичное выпускное отверстие с трубопроводом централизованного возврата текучей среды, причем по меньшей мере один теплообменник содержит вторичную сторону, соединенную через вторичное впускное отверстие с трубопроводом централизованной подачи холодной текучей среды и через вторичное выпускное отверстие с локальным трубопроводом горячей текучей среды, при этом по меньшей мере один локальный трубопровод горячей текучей среды соединен с по меньшей мере одним локальным узлом отвода текучей среды для подачи нагретой текучей среды из вторичного выпускного отверстия присоединенного теплообменника, причем насос горячей текучей среды выполнен с возможностью активации при обнаружении потребности в горячей текучей среде.
В рамках данной заявки текучая среда может представлять собой воду, в частности в локальном трубопроводе горячей текучей среды и в централизованном трубопроводе холодной текучей среды, или во всех трубопроводах текучей среды. Для централизованного трубопровода горячей текучей среды и трубопровода централизованного возврата текучей среды, текучая среда альтернативно может представлять собой водяной пар, декальцинированную воду или подходящую альтернативу.
Система подачи воды указанного выше типа известна, например, из ЕР 1342957 А1. В известном решении насос горячей воды расположен ниже по потоку от вторичного выпускного отверстия теплообменника в локальном трубопроводе горячей воды. Датчик потока в трубопроводе горячей воды обнаруживает, распределяется ли горячая вода на локальном блоке отвода воды, соединенном с локальным трубопроводом горячей воды.
Это решение предпочтительно для одного потребителя (например, одного дома, соединенного с трубопроводом централизованной подачи горячей воды и удаленного от других присоединенных потребителей). Однако в случае, когда с трубопроводом централизованной подачи горячей воды должно быть соединено множество потребителей в непосредственной близости (например, в развивающейся зоне), вышеуказанное решение является относительно дорогостоящим и сложным.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание системы подачи текучей среды, которая упрощает установку и техническое обслуживание.
В соответствии с настоящим изобретением вышеуказанная задача решается тем, что каждый теплообменник соединен через свое соответствующее первичное впускное отверстие с трубопроводом централизованной подачи горячей текучей среды, через свое соответствующее первичное выпускное отверстие с трубопроводом централизованного возврата текучей среды, через свое соответствующее вторичное впускное отверстие с трубопроводом централизованной подачи холодной текучей среды и каждый через свое соответствующее вторичное выпускное отверстие с соответствующим локальным трубопроводом горячей текучей среды, причем насос горячей текучей среды расположен в трубопроводе централизованной подачи горячей текучей среды, обеспечивающем подачу горячей текучей среды ко всем присоединенным теплообменникам, при этом насос горячей текучей среды выполнен с возможностью активации при отводе текучей среды на одном из локальных узлов отвода текучей среды.
Согласно этому решению каждый теплообменник может, например, быть связан с квартирой в многоквартирном доме или с индивидуальным жилым домом. Для подачи в один или более теплообменников требуется лишь один насос горячей текучей среды, что упрощает установку и обслуживание и, соответственно, снижает расходы. Кроме того, упрощается добавление дополнительного потребителя к существующей системе подачи текучей среды, в частности, поскольку не требуется дополнительного насоса. Дополнительно, это решение уменьшает потери энергии вследствие рассеивания тепла, сокращает время, необходимое для достижения требуемой температуры текучей среды на локальных узлах отвода текучей среды, и снижает риск распространения бактерий (например, легионелл) в системе.
По меньшей мере один локальный узел отвода текучей среды также может быть соединен с трубопроводом централизованной подачи холодной текучей среды.
В одном из вариантов осуществления изобретения текучая среда представляет собой воду. Соответственно, система подачи текучей среды может представлять собой систему подачи воды. Трубопровод централизованной подачи горячей текучей среды может представлять собой трубопровод централизованной подачи горячей воды. Трубопровод централизованного возврата текучей среды может представлять собой трубопровод централизованного возврата воды. Трубопровод централизованной подачи холодной текучей среды может представлять собой трубопровод централизованной подачи холодной воды. По меньшей мере один локальный трубопровод горячей текучей среды может представлять собой по меньшей мере один локальный трубопровод горячей воды. Насос горячей текучей среды может представлять собой насос горячей воды.
В одном из вариантов осуществления система подачи текучей среды содержит два или более теплообменника, причем каждый теплообменник соединен через свое соответствующее вторичное выпускное отверстие с другим локальным трубопроводом горячей текучей среды.
В трубопроводе централизованной подачи холодной текучей среды может быть расположен основной датчик для обнаружения, отводится ли текучая среда на одном из локальных узлов отвода текучей среды. Если основной датчик обнаруживает, что текучая среда отводится на одном из локальных узлов отвода текучей среды, он может затем подать сигнал в блок управления. Затем блок управления может отправить сигнал активации в насос горячей текучей среды. Основной датчик также может отправить сигнал активации непосредственно насосу горячей текучей среды.
В одном из вариантов осуществления изобретения система подачи текучей среды содержит основной обратный клапан, расположенный в трубопроводе централизованной подачи холодной текучей среды, причем датчик выполнен с возможностью обнаружения открытия основного обратного клапана, при этом основной обратный клапан нормально закрыт и выполнен с возможностью открытия, если давление текучей среды ниже по потоку от основного обратного клапана падает вследствие отвода текучей среды на одном из присоединенных локальных узлов отвода текучей среды. Это решение является относительно простым, так как основной обратный клапан может быть полностью управляемым давлением без необходимости в приводе. В этом варианте осуществления основной датчик может быть соединен с основным обратным клапаном для обнаружения, находится ли основной обратный клапан в открытом положении. Если основной датчик обнаруживает изменение положения открытия основного обратного клапана, он передает это блоку управления, который, в свою очередь, может запустить насос горячей текучей среды. Альтернативно основной датчик может отправить сигнал непосредственно в насос горячей текучей среды для активации.
На вторичной стороне каждого теплообменника может быть расположен локальный обратный клапан, при этом локальный обратный клапан нормально закрыт и выполнен с возможностью открытия при падении давления текучей среды на соответствующем вторичном выпускном отверстии вследствие отвода текучей среды на по меньшей мере одном присоединенном локальном узле отвода текучей среды. Локальный обратный клапан может полностью управляться давлением. Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что в принципе не обязательно соединение локального обратного клапана с блоком управления.
В варианте осуществления по меньшей мере один локальный обратный клапан расположен на вторичном впускном отверстии.
В одном из вариантов осуществления локальный обратный клапан выполнен с возможностью открытия только вследствие выведения текучей среды из локального трубопровода горячей текучей среды. В этом варианте осуществления локальный трубопровод горячей текучей среды, ведущий к присоединенным локальным узлам отвода текучей среды находится отдельно от соединения локального узла отвода текучей среды с трубопроводом централизованной подачи холодной текучей среды, чтобы предотвратить падение давления на вторичной стороне, что может привести к открытию локального обратного клапана.
В варианте осуществления на первичной стороне каждого теплообменника расположен ограничительный клапан для пропускания или ограничения потока горячей текучей среды через первичную сторону теплообменника. Таким образом гарантируется, что первичная сторона неактивного теплообменника не нагревается, если активируется другой теплообменник системы подачи текучей среды.
В варианте осуществления по меньшей мере один ограничительный клапан расположен на первичном выпускном отверстии.
В варианте осуществления по меньшей мере один локальный обратный клапан механически соединен с ограничительным клапаном, расположенным на том же самом теплообменнике. Механическое соединение может получено с помощью стержня, преобразующим изменение положения клапана локального обратного клапана в изменение положения клапана ограничительного клапана в том же самом теплообменнике. Этот стержень может быть соединен с обоими клапанными элементами локального обратного клапана и ограничительного клапана. Этот вариант осуществления имеет преимущество, в том, что как локальный обратный клапан, так и ограничительный клапан могут полностью управляться давлением, что снижает расходы на отдельный блок теплообменника.
В варианте осуществления ограничительный клапан выполнен с возможностью автоматического открытия, если открывается соединенный локальный обратный клапан. Простым способом обеспечения этой функции является механическое соединение ограничительного клапана с по меньшей мере одним локальным обратным клапаном в том же самом теплообменнике. Альтернативно, ограничительный клапан может приводиться в действие приводом для открытия, когда обнаружено, что локальный обратный клапан был открыт.
В варианте осуществления по меньшей мере один ограничительный клапан представляет собой термостатический клапан, содержащий термостатический привод для управления потоком горячей текучей среды через первичную сторону теплообменника. Этот вариант осуществления имеет преимущество, заключающееся в том, что можно более точно регулировать поток горячей текучей среды через первичную сторону теплообменника. Это предпочтительно, например, если теплообменник осуществляет подачу на множество присоединенных локальных узлов отвода текучей среды. В этом случае величина потока горячей текучей среды через теплообменник может быть ограничена, например, если горячая текучая среда требуется только для одного из множества присоединенных локальных узлов отвода текучей среды. Термостатический клапан в этом случае может управляться блоком управления. Блок управления может быть в этом случае локальным блоком управления, связанным с теплообменником (то есть с присоединенным потребителем).
В варианте осуществления на вторичной стороне по меньшей мере одного теплообменника расположен по меньшей мере один вторичный датчик для обнаружения потока текучей среды по направлению к локальному трубопроводу горячей текучей среды. Величина потока, обнаруженного вторичным датчиком, может быть затем подана в блок управления. С учетом потока, обнаруженного вторичным датчиком, блок управления может затем отправить управляющий сигнал в ограничительный клапан. Предпочтительно вторичный датчик расположен на вторичном выпускном отверстии.
В варианте осуществления блок управления ограничивает степень открытия ограничительного клапана в соответствии с величиной потока, обнаруженного вторичным датчиком в том же самом теплообменнике.
Ниже описывается предпочтительный вариант осуществления изобретения со ссылками на чертеж, на котором:
на фиг. 1 показана система подачи текучей среды в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения.
На фиг. 1 показана система 1 подачи текучей среды, содержащая трубопровод 2 централизованной подачи горячей текучей среды, трубопровод 3 централизованного возврата текучей среды и трубопровод 4 централизованной подачи холодной текучей среды. Кроме того, система 1 подачи текучей среды содержит в этом случае два теплообменника 5, 6. Каждый теплообменник 5, 6 может соответствовать, например, квартире в многоквартирном доме или индивидуальному жилому дому. Система 1 подачи текучей среды может также содержать множество теплообменников 5, 6.
Каждый теплообменник 5, 6 обеспечивает по меньшей мере один локальный узел 7, 8 отвода текучей среды. Каждый теплообменник 5, 6, однако, может осуществлять подачу на множество локальных узлов 7, 8 отвода текучей среды. Локальные узлы 7, 8 отвода текучей среды соединены со своим соответствующим теплообменником 5, 6 через локальный трубопровод 9, 10 горячей текучей среды. Каждый теплообменник 5, 6 содержит первичную сторону 11 и вторичную сторону 12. Первичная сторона 11 соединена с трубопроводом 2 централизованной подачи горячей текучей среды через первичное впускное отверстие 13. Горячая текучая среда из трубопровода 2 централизованной подачи горячей горячей протекает через первичную сторону 11 до ее выхода из первичного выпускного отверстия 14. Кроме того, на первичной стороне 11 теплообменник 5 содержит ограничительный клапан 15, который в этом варианте осуществления расположен ниже по потоку от первичного выпускного отверстия 14.
На вторичной стороне 12 теплообменника 5, 6 холодная текучая среда из трубопровода 4 централизованной подачи холодной текучей среды входит через вторичное впускное отверстие 16. Когда теплообменник 5, 6 активен, холодная текучая среда, протекающая через вторичную сторону 12, нагревается горячей текучей средой, протекающей через первичную сторону 11. Нагретая текучая среда на вторичной стороне 12 выходит затем на вторичном выпускном отверстии 17. Вторичное выпускное отверстие 17 соединено с локальным трубопроводом 9, 10 горячей текучей среды.
На вторичной стороне 12 теплообменника 5 расположен, кроме того, локальный обратный клапан 18. Локальный обратный клапан 18 нормально закрыт и открывается, если давление текучей среды на вторичном выпускном отверстии 17 падает вследствие отвода текучей среды на присоединенном локальном узле 7 отвода текучей среды. Локальный обратный клапан 18 может быть механически соединен с ограничительным клапаном 15 так, что если локальный обратный клапан 18 открывается, ограничительный клапан также будет открыт.
Альтернативно ограничительный клапан 15 может представлять собой термостатический клапан, содержащий термостатический привод для управления потоком горячей текучей среды через первичную сторону 11 теплообменника 5. В этом случае система 1 подачи текучей среды предпочтительно содержит вторичный датчик 19 для обнаружения величины потока через вторичную сторону 12. Вторичный датчик 19 здесь изображен расположенным на вторичном выпускном отверстии 17. Затем сигнал от вторичного датчика 19 может быть подан в термостатический привод 20 для того, чтобы изменить степень открытия ограничительного клапана 15 для управления величиной потока горячей текучей среды через первичную сторону 11. Сигнал также может быть подан в локальный или центральный блок управления, который может управлять ограничительным клапаном (клапанами) 15 и/или насосом горячей текучей среды, описанным ниже.
Система 1 подачи текучей среды содержит насос 21 горячей текучей среды, расположенный в трубопроводе 2 централизованной подачи горячей горячей текучей среды. Если текучая среда не отводится от локальных узлов 7, 8 отвода текучей среды, насос 21 горячей текучей среды будет неактивным. В трубопроводе 4 централизованной подачи холодной текучей среды расположен основной обратный клапан 22. Основной обратный клапан 22 открывается вследствие падения давления ниже по потоку от основного обратного клапана 22 вследствие выведения текучей среды из одного из присоединенных локальных узлов 7, 8 отвода текучей среды.
Кроме того, система 1 подачи текучей среды содержит датчик 23, обнаруживающий изменение положения клапана основного обратного клапана 22. Когда такое изменение к открытому положению клапана основного обратного клапана 22 обнаруживается датчиком 23, к насосу 21 горячей текучей среды отправляется сигнал активации. Этот сигнал активации может быть отправлен центральным блоком управления. В то же время в теплообменнике 5, 6, соединенном с локальным узлом 7, 8 отвода текучей среды, который был активирован, локальный обратный клапан 18 также изменяет положение клапана, как и ограничительный клапан 15 в том же самом теплообменнике 5, 6. Таким образом, нагрев холодной текучей среды, протекающей через вторичную сторону 12, за счет горячей текучей среды, протекающей через первичную сторону 11, может быть обеспечен так, что горячая текучая среда может подаваться через локальный трубопровод 9, 10 горячей текучей среды, соединенный с активным локальным узлом 7, 8 отвода текучей среды.
Текучая среда в описанном выше варианте осуществления может представлять собой воду, декальцинированную воду, водяной пар, или подходящую альтернативную текучую среду. Трубопровод централизованной подачи горячей текучей среды и трубопровод централизованного возврата текучей среды могут использовать текучую среду, отличную от текучей среды в других трубопроводах текучей среды, поскольку трубопровод централизованной подачи горячей текучей среды и трубопровод централизованного возврата текучей среды могут образовывать замкнутый контур.
1. Система (1) подачи текучей среды, содержащая трубопровод (2) централизованной подачи горячей текучей среды, трубопровод (3) централизованного возврата текучей среды, трубопровод (4) централизованной подачи холодной текучей среды, по меньшей мере один локальный трубопровод (9, 10) горячей текучей среды, два или более теплообменника (5, 6) и насос (21) горячей текучей среды, причем по меньшей мере один теплообменник (5, 6) содержит первичную сторону (11), соединенную через первичное впускное отверстие (13) с централизованным трубопроводом (2) подачи горячей текучей среды и через первичное выпускное отверстие с трубопроводом (3) централизованного возврата текучей среды, при этом по меньшей мере один теплообменник (5, 6) содержит вторичную сторону (12), соединенную через вторичное впускное отверстие (16) с трубопроводом (4) централизованной подачи холодной текучей среды и через вторичное выпускное отверстие (17) с локальным трубопроводом (9, 10) горячей текучей среды, при этом по меньшей мере один локальный трубопровод (9, 10) горячей текучей среды соединен с по меньшей мере одним локальным узлом (7, 8) отвода текучей среды для подачи нагретой текучей среды из вторичного выпускного отверстия (17) присоединенного теплообменника (5, 6), причем насос (21) горячей текучей среды выполнен с возможностью активации при обнаружении потребности в горячей текучей среде, отличающаяся тем, что каждый теплообменник (5, 6) соединен через свое соответствующее первичное впускное отверстие (13) с трубопроводом (2) централизованной подачи горячей текучей среды, через свое соответствующее первичное выпускное отверстие (14) с трубопроводом (3) централизованного возврата текучей среды, через свое соответствующее вторичное впускное отверстие (16) с трубопроводом (4) централизованной подачи холодной текучей среды и каждый через свое соответствующее вторичное выпускное отверстие (17) с соответствующим локальным трубопроводом (9, 10) горячей текучей среды, при этом насос (21) горячей текучей среды расположен в трубопроводе (2) централизованной подачи горячей текучей среды, обеспечивающем подачу горячей текучей среды ко всем присоединенным теплообменникам (5, 6), причем насос (21) горячей текучей среды выполнен с возможностью активации при отводе текучей среды на одном из узлов (7, 8) отвода текучей среды, причем каждый теплообменник (5, 6) соединен через соответствующее вторичное выпускное отверстие с другим локальным трубопроводом (9, 10) горячей текучей среды, при этом в трубопроводе (4) централизованной подачи холодной текучей среды расположен основной датчик (23) для обнаружения отвода текучей среды на одном из узлов (7, 8) отвода текучей среды.
2. Система (1) подачи текучей среды по п. 1, отличающаяся тем, что текучая среда представляет собой воду.
3. Система (1) подачи текучей среды по п. 1, отличающаяся тем, что система (1) подачи текучей среды содержит основной обратный клапан (22), расположенный в трубопроводе (4) централизованной подачи холодной текучей среды, причем основной датчик (23) выполнен с возможностью обнаружения открытия основного обратного клапана (22), при этом основной обратный клапан (22) нормально закрыт и выполнен с возможностью открытия при падении давления текучей среды ниже по потоку от основного обратного клапана (22) вследствие отвода текучей среды на одном из присоединенных локальных узлов (7, 8) отвода текучей среды.
4. Система (1) подачи текучей среды по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что на вторичной стороне (12) каждого теплообменника (5, 6) расположен локальный обратный клапан (18), при этом локальный обратный клапан (18) нормально закрыт и выполнен с возможностью открытия при падении давления текучей среды на соответствующем вторичном выпускном отверстии (12) вследствие отвода воды на по меньшей мере одном присоединенном локальном узле (7, 8) отвода текучей среды.
5. Система (1) подачи текучей среды по п. 4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один локальный обратный клапан (18) расположен на вторичном впускном отверстии (16).
6. Система (1) подачи текучей среды по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что локальный обратный клапан (18) выполнен с возможностью открытия только вследствие выведения текучей среды из присоединенного локального трубопровода (9, 10) горячей текучей среды.
7. Система (1) подачи текучей среды по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что на первичной стороне (11) каждого теплообменника (5, 6) расположен ограничительный клапан (15) для пропускания или ограничения потока горячей текучей среды через первичную сторону (11) теплообменника (5, 6).
8. Система (1) подачи текучей среды по п. 7, отличающаяся тем, что по меньшей мере один ограничительный клапан (15) расположен на первичном выпускном отверстии (14).
9. Система (1) подачи текучей среды по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что с ограничительным клапаном (15), расположенным на том же самом теплообменнике (5, 6), механически соединен по меньшей мере один локальный обратный клапан (18).
10. Система (1) подачи текучей среды по любому из пп. 7-9, отличающаяся тем, что ограничительный клапан (15) выполнен с возможностью автоматического открытия в случае открытия присоединенного локального обратного клапана (18).
11. Система (1) подачи текучей среды по любому из пп. 7-10, отличающаяся тем, что по меньшей мере один ограничительный клапан (15) представляет собой термостатический клапан, содержащий термостатический привод (20) для управления потоком горячей текучей среды через первичную сторону (11) теплообменника (5, 6).
12. Система (1) подачи текучей среды по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что на вторичной стороне (12) по меньшей мере одного теплообменника (5, 6) расположен по меньшей мере один вторичный датчик (19) для обнаружения потока текучей среды по направлению к локальному трубопроводу (9, 10) горячей текучей среды.
13. Система (1) подачи текучей среды по п. 12, отличающаяся тем, что степень открытия ограничительного клапана (15) ограничена в соответствии с величиной потока, обнаруженного вторичным датчиком (19) в том же самом теплообменнике (5, 6).
