Система отопления и вентиляции помещения путем утилизации отработанных дымовых газов котельной с независимой системой регулирования температуры
Владельцы патента RU 2684678:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)
Изобретение относится к дисциплине энергосбережениия и может быть использовано для отопления и вентиляции жилых помещений, помещений с временным пребыванием людей и нежилых помещений. Технической задачей изобретения является создание системы отопления и вентиляции помещения с использованием тепла дымовых газов близстоящей котельной, удовлетворяющей условиям недопустимости сообщения внутреннего объема помещения с объемом дымохода и надежной защиты, от образующегося в полости коллекторной системы конденсата. Система отопления и вентиляции помещения содержит коллекторную систему, проложенную в конструкцию пола помещения, совмещенный с ней по меньшей мере один дымоход, подведенный к полости коллекторной системы воздуховод, с установленным в нем, по меньшей мере одним, осевым канальным вентилятором, дымосос, расположенный в дымоходе, шиберы, установленные на отдельных участках дымохода и в каждом воздуховоде, отверстия для забора воздуха, а также систему автоматики с контроллером и систему отвода конденсата. 2 ил., 1 табл.
Изобретение относится к области энергосбережение и может быть использовано для отопления и вентиляции жилых помещений и помещений с временным пребыванием людей.
Известна система отопления и вентиляции помещения с использованием тепла уходящих дымовых газов путем подачи их в размещенный в конструкции пола дымоход, поддержание комфортного температурного режима помещения и совместного отвода отработанных дымовых газов и воздуха в атмосферу. При этом, регулирование температуры помещения осуществляется по параметрам дымовых газов (Котельные установки. Том II. Под общей редакцией Э.И.Рома. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1946, с.487-497, рис.532, 541, 544).
Недостатками данной системы являются неэффективное регулирование температуры помещения и нарушение его газового режима, путем совмещения внутреннего объема помещения и объема газохода.
Наиболее близким техническим решением является система отопления и вентиляции нежилого помещения по способу (см. патент RU 2473845 С1, F24D 10/00, опубликовано 27.01.2013) с использованием традиционной системы вентиляции и отопления путем подачи в расположенный в полу дымоход уходящих дымовых газов от близстоящей котельной и последующего обогрева помещения их теплотой. При этом осуществляется регулировка температуры внутренней среды помещения путем контроля расхода газа и дополнительно подмешивания воздуха в дымоход и совместного выброса образующейся смеси в атмосферу через дымовую трубу.
Недостатком данной системы является совмещение внутреннего объема помещения с объемом дымохода и как следствие нарушение газового режима помещения, что не позволяет использовать помещения для постоянного пребывания людей.
Технической задачей изобретения является создание системы отопления и вентиляции помещения с использованием тепла дымовых газов близстоящей котельной, удовлетворяющей условиям недопустимости сообщения внутреннего объема помещения с объемом дымохода и надежной защиты, от образующегося в полости коллекторной системы конденсата.
Техническая задача достигается за счет того, что в системе, состоящей из обслуживаемого помещения и проложенной под его полом коллекторной системы дымохода близстоящей газовой котельной, для соблюдения условия недопустимости сообщения объема помещения с объемом дымохода создается система подачи наружного воздуха в полость коллекторной системы, что позволяет регулировать температуру потока газов. При этом отсутствует сообщение внутреннего объема помещения с системой дымохода, что позволяет говорить о допустимом для постоянного пребывания человека газовом режиме. А для соблюдения условия надежной защиты от образующегося конденсата создается система конденсатоотвода.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На Фиг. 1 изображен общий вид системы дымоходов и обслуживаемого помещения, на Фиг. 2 ее горизонтальный разрез А-А.
Система отопления и вентиляции помещения 1 содержит коллекторную систему 2, проложенную в конструкцию пола помещения 1, совмещенный с ней по меньшей мере один дымоход 3, подведенный к полости коллекторной системы 2 воздуховод 4, с установленным в нем, по меньшей мере одним, осевым канальным вентилятором 5, нагнетающим наружный воздух, дымосос 6, расположенный в дымоходе 3, шиберы 7, установленные на отдельных участках дымохода 3 и в каждом воздуховоде 4, отверстия для забора воздуха 8, а также систему автоматики 9 и систему отвода конденсата (на фиг. не обозначена).
Система отвода конденсата содержит место слива 10 и дренаж 11.
Система автоматики 9 подключена к контроллеру 12 и содержит следующие элементы:
- датчик температуры 13 внутри помещения;
- датчик температуры 14 снаружи помещения.
Система работает следующим образом:
Датчики температуры 13 и 14 анализируют состояние внутренней и внешней сред, передают информацию на контроллер 12 системы автоматики 9, которая по заданному режиму работы, относительно полученных данных, регулирует степень открытия шиберов 7, скорость вращения рабочих колес вентилятора 5 и дымососа 6. В результате чего реализуется контроль расхода газов, поступающих в коллекторную систему 2, и воздуха, подающегося в воздуховод 4, через отверстие для забора воздуха 8, что позволяет регулировать температуру потока газов и соответственно температуру внутри помещения 1.
Процесс отопления осуществляется следующим образом: по газоходу от котлов подаются отработанные дымовые газы, при этом шиберы 7, в зависимости от местонахождения на дымоходе 3 и заданного системой автоматики 9 режима работы, частично или полностью открыты или закрыты. Дымовые газы попадают в коллекторную систему 2, где происходит теплопередача внутреннему воздуху помещения 1.
Дымосос 6 устанавливается ввиду большой протяженности системы и как следствие необходимости принятия мер по компенсации потерь давления, что может быть осуществлено естественным способом – увеличением высоты дымовой трубы 15 или механическим – с помощью дымососа 6, если первый вариант нецелесообразен.
Также в коллекторной системе 2 предусматриваться система отвода конденсата, который неизбежно будет образовываться на стенках воздуховода 4 в месте соединения потока воздуха и газов. Что обусловлено высокой относительной влажности холодного наружного воздуха и дополнительно из-за содержащихся в дымовых газах водяных паров, образующихся в результате соединения водорода (H2) и диоксида углерода (CO2). Отвод конденсата осуществляется при помощи образованных основанием коллекторной системы 2 и воздуховода 4 уклонов в направлении места слива 10, под которым располагается дренаж 11.
Таблица 1 – Угол наклона воздуховода и дымохода
| Класс герметичности | Обоснование |
| 1 | 2 |
| ≤0,001 | Плохой угол наклона. Удаление конденсата затруднено. |
| 0,002-0,006 | Оптимальный угол для быстрого и качественного удаления конденсата. |
| >0,006 | Нерекомендуемый угол наклона, ввиду повышения материалоемкости конструкции и трудоемкости монтажа. |
Дренаж 11 под местом слива 10 состоит из небольшого слоя щебня, что является наиболее выгодным с точки зрения технико-экономического обоснования решением.
Система вентиляции помещения 1 предусматривается в соответствии с нормами проектирования. Для повышения надежности системы необходим учет зоны аэродинамического следа и проникновения отработанных газов в помещение 1 из атмосферы.
Воздуховод 4 предусматривается любой формы сечения из листовой оцинкованной стали, для защиты от коррозии, что обусловлено повышенным содержанием водяных паров в образующейся газовоздушной смеси.
Таким образом, в представленной системе реализуется способ отопления и вентиляции помещения с эффективным способом регуляции температуры и соблюдением условия недопустимости совмещения внутреннего объема помещения с объемом дымохода 3, путем оптимизации системы с помощью забора воздуха на охлаждение потока дымовых газов непосредственно из атмосферы. А также, вследствие предусмотренной системы отвода конденсата, значительно повышаются долговечность и эффективность работы представленной системы отопления и вентиляции.
Система отопления и вентиляции помещения содержит коллекторную систему, проложенную в конструкцию пола помещения, совмещенный с ней по меньшей мере один дымоход, подведенный к полости коллекторной системы воздуховод, с установленным в нем, по меньшей мере одним, осевым канальным вентилятором, дымосос, расположенный в дымоходе, шиберы, установленные на отдельных участках дымохода и в каждом воздуховоде, отверстия для забора воздуха, а также систему автоматики с контроллером и систему отвода конденсата.
