Система солнечного теплоснабжения

Система солнечного теплоснабжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ , содержащая солнечный коллектор , связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла. сообщенный с его высокотемпературной секцией последовательно через емкость распределения тепла и запорное устройство с поплавковым приводом , причем в высокотемпературной секции размещен поплавок привода запорного устройства, a в емкости датчик температуры и нагреватель с управляюгрм устройством, связанный с резервным источником тепла, отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь тепла, датчик температуры связан с запорным устройством , a в высокотемпературной секции ниже уровня срабатьгоания по8 плавкового привода установлен датчик уровня, связанный с управляющим устройством нагревателя.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„SU„„1 285

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТ0РСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТЗЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3622140/24-06 (22) 15;07.83 (46) 30.01.85. Бюл. Ф 4 (72) А.А.Валюжинич, Ю.А.Гордеев и И.В.Рыбин (71) Особое конструкторское бюро У 1

Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского (53) 662.997(088.8) (56) 1. Патент США У 4169554, кл. Г 24 J 3/02, опублик. 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1108303, кл. Р 24 J 3/02, 1983, (54)(57) СИСТЕ1 1А СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ, содержащая солнечный коллектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, 4(51) F 24 J 2/42; F 24 D 11/00 сообщенный с его высокотемпературной секцией последовательно через емкость распределения тепла и запорное устройство с поплавковым приводом, причем в высокотемпературной секции размещен поплавок привода запорного устройства, а в емкости— датчик температуры и нагреватель с управляющим устройством, связанный с резервным источником тепла, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения потерь тепла, датчик температуры связан с запорным устройством, а в высокотемпературной секции ниже уровня срабатывания поплавкового привода установлен дат- I чик уровня, связанный с управляющим устройством нагревателя.

1137285

Изобретение относится к гелиотехнике, а более конкретно — к системам солнечного теплоснабжения, и может быть использовано для горячего водоснабжения и обогрева жилых и производственных помещений и для других. бытовых нужд.

Известна система солнечного теплоснабжения, содержащая солнечный коллектор, предназначенный для поглоще- 10 ния солнечной энергии, аккумулятор собранного тепла и дополнительный источник энергии, в качестве которого используется тепловой насос в сочетании с электронагревателем, при- 15 меняемый в тех случаях, когда солнечного тепла не хватает. для полного удовлетворения потребности в тепле j1)

Недостатком данной системы является невозможность использования 20 в подобных системах теплового насоса в качестве источника дополнительной энергии для обеспечения нагрузки горячего водоснабжения, что снижает их эффективность. 25

Известна также система солнечного теплоснабжения, содержащая солнечный коллектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной с его высокотемператур- З0 ной секцией последовательно через емкость распределения тепла и запорное устройство, причем в высокотемпературной секции размещен поплавок привода запорного устройство, а в емкости — датчик температуры и нагреватель с управляющим устройством, связанный с резервным источником тепла (2). едостатком известнои системы яв 40 ляется то, что не предусмотрено отключение дополнительного источника тепла на неотопительный период при достаточном количестве солнечной энергии, что приводит к значительным потерям тепла в системе.

Цель изобретения — снижение потерь тепла.

Поставленная цель достигается тем, что в системе солнечного тепло- 50 снабжения, содержащем солнечный коллектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией последовательно через ем- 55 кость распределения тепла и запорное устройство с поплавковым приводом, причем в высокотемпературной секции размещен поплавок привода запорного устройства, а в емкости датчик температуры и нагреватель с управляющим устройством, связанный с резервным источником тепла, датчик температуры связан с запорным устройством, а в высокотемпературной секции ниже уровня срабатыва- ния поплавкового привода установлен датчик уровня, связанный с управляющим устройством нагревателя.

На чертеже показана схема системы солнечного теплоснабжения.

Система содержит солнечный коллектор 1, связанный с низкотемпературной секцией 2 аккумулятора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией 3 последовательно через емкость 4 распределения тепла и запорное устройство в виде клапанов

5 и 6, последний из которых имеет поплавковый привод с поплавком (на чертеже не показан}, размещенным в секции 3. В емкости 4 размещен датчик 7 температуры и нагреватель 8 с управляющим. устройством 9, связанный с резервным источником 10 тепла. Датчик 7 температуры связан с клапаном 5 запорного устройства, а в высокотемпературной секции.3 ниже уровня срабатывания паплавкового привода установлен датчик 11 уровня, связанный с управляющим устройством

9 нагревателя 8. Низкотемпературная секция 2 снабжена подводящим патрубком 12 холодной среды с поплавковым клапаном 13. Секции 2 и 3 связаны трубопроводами 14 с запорным устройством 15, управляемым датчиком 16 температуры и трубопроводами 17.

В качестве резервного источника 10 тепла используется тепловой насос.

Кроме того, на чертеже показаны циркуляционные насосы 18-20, для прокачки теплоносителя, бак 21 для слива теплоносителя из солнечного коллектора 1, теплообменники 22-24, грунтовой теплообменник 25, калорифер 26, вентилятор 27, электронагреватели,28 и 29, вентили 30 с электроприводом, испаритель 31, компрессор

32 и дроссельный вентиль 33 теплового насоса, который служит резервным источником 10 тепла, датчики 34-36 температуры, терморегулятары 37-41.

Теплоизоляция всех элементов схемы, включая трубопроводы, а также, датчик температуры наружного вазду1137285 4

l0

20

ЗО

При нагреве воды в верхней части секции 2 выше заданной температуры ха на схеме не показаны. Сплошной линией на чертеже обозначена гидравлическая связь элементов схемы, а пунктиром — электрическая связь.

Система солнечного теплоснабжения работает следующим образом.

В солнечном коллекторе 1 происходит преобразование солнечной радиации в тепловую энергию и повьппение вследствие этого температуры поглощающей поверхности солнечного коллектора 1. Дифференциальный терморегулятор 38 анализирует разность температур поглощающей поверхности солнечного коллектора, измеряемой датчиком 34 температуры, и наружного воздуха. Если эта разность превышает определенное значение, свидетельствующее о наличии солнечной радиации достаточно высокого уровня, то вьдается сигнал на включение циркуляционного насоса 18, прокачивающего теплоноситель через солнечный коллектор 1. Дифференциальный терморегулятор 39 анализирует разность температур поглощающей поверхности солнечного коллектора 1 и жидкой среды,в качестве которой используется вода, измеряемых датчиком 35 температуры, расположенным в нижней части секции 2 бака-аккумулятора тепла.

Если эта разность превьппает некоторое заданное значение, то вьдается сигнал на включение теплообменника

23 путем открытия соответствующего вентиля 30. Теплообменник 22 при этом отключается. При выполнении указанных условий поглощенное в солнечном коллекторе 1 тепло переносится тепФ лоносителем к расположенному в секции аккумулятора тепло теплообменнику 23, где передается воде, поступающей в секцию 2 тепла, и аккумулируется за счет теплоемкости воды.

Если разность температур, измеряемая терморегулятором 39, падает ниже заданного значения, выдается сигнал на включение циркуляционного насоса

19 теплообменника 22 и отключение теплообменника 23 путем изменения положения вентиля 30. В этом случае поглощенное солнечное тепло передается в грунт, используемый в качестве аккумулирующей среды, при помощи теплообменника 22 и грунтового теплообменника 25 ° размещенный здесь датчик 16 температуры вьдает сигнал на терморегулятор 40, откуда поступает сигнал на открытие запорного устройства 15 и вода самотеком по трубопроводу 14 поступает в секцию 3. При понижении уровня воды в секции 2 поплавковый клапан 13 открывает патрубок 12 и холодная вода из водопровода поступает в нижнюю часть секции 2 бакааккумулятора тепла.

Если расход воды из секции 3 на нагрузку горячего водоснабжения превышает поступление воды через запорное устройство 15, то уровень воды в секции 3 начинает уменьшаться.

При понижении уровня воды ниже уровня, определяемого датчиком 11, последний вьдает сигнал на управляющее устройство 9, которое включает компрессор 32 теплового насоса и циркуляционный насос 19. Запасенное в грунте тепло передается в грунтовом теплообменнике 25 циркулирующему в контуре теплоносителю и затем поступает в нспаритель 31 теплового насоса. В нагревателе 8 тепло поступает к воде емкости 4 распределения тепла. При нагреве воды в емкости 4 распределения тепла свыше требуемой температуры размещенный здесь датчик

7 температуры вьдает сигнал на терморегулятор 41, откуда поступает сигнал на открытие клапана 5 и вода за счет гидростатического напора по трубопроводу 17 поступает в секцию 3. При повьппении уровнй воды в секции до уровня, определяемого датчиком 11, вьдается сигнал на отключение компрессора 32 теплового насоса и циркуляционного насоса 19.

Режим отопления в рассматриваемой системе теплоснабжения реализуется следующим образом. .При понижении температуры воздуха в помешении здания ниже требуемого значения размещенный в помещении датчик 36 температуры вьдает сигнал на терморегулятор 37, откуда поступает сигнал на управляющее устройство 9, на включение вентилятора

27 и циркуляционного насоса 20.

Управляющее устройство 9 вьдает сигнал на включение компрессора 32 теплового насоса и циркуляционного насоса 19. циркулирующий в контуре теплоноситель переносит тепло из емкости 4 распределения тепла к ка37285

Э 11 лориферу 26, где оно передается про-: качиваемому через калорифер 26 воздуху, поступающему затем в отапливаемое помещение.

При работе системы теплоснабжения может сложиться ситуация, когда по условиям обеспечения нагрузки отопления выдается сигнал на включение теплового насоса (резервный источник 10 тепла), а поступления воды в секцию 3 из емкости 4 распределения тепла для обеспечения нагрузки горячего водоснабжения при этом не требуется. В этом случае при включении теплового насоса нагревается вода в емкости 4 распределения теп-. ла и в соответствии с рассмотренным ранее режимом вода через клапаны 5 и 6 поступает в секцию 3 до уровня срабатывания поплавкового привода клапана 6, Можно также предусмотреть блокировку открытия клапана 5 по сигналу датчика 11 уровня. Электроиагреватель 28 в емкости 4 распределения тепла и электронагреватель

29 в секции 3 являются резервными источниками тепла, Теплоносителем, прокачиваемым через солнечный коллектор 1 в рассматриваемой системе теплоснабжения, является вода. Для обеспечения за—

В щиты от замерзания служит подсистема, включающая датчик температуры

1 наружного воздуха и вентиль 30, установленный в трубопроводе, соединя5 ющем воздушную полость в верхней части бака 21 для хранения сливаемой из солнечного коллектора 1 воды с верхней точкой1контура солнечногб коллектора 1. При понижении темпера10 туры наружного воздуха ниже .температуры замерзания воды датчик температуры наружного воздуха, выдает сигнал на открытие вентиля 30 и остановку циркуляционного насоса 18, после че15 ro происходит слив воды из солнечного коллектора 1 в бак 21 для хранения сливаемой воды. уменьшение потерь тепла в емкос20 ти распределения тепла при обеспечении резервным подогревателем нагрузки горячего водоснабжения в течение

Неотопительного периода связано с тем, что размещенный в баке сбора на25 гретой жидкой среды датчик уровня выдает сигнал на включение дополни— тельного источника тепла только в случае недостаточного поступления на-гретой жидкой среды непосредственно

gg из бака-аккумулятора тепла в бак сбора нагретой жидкой среды.

° г.Узтород, ул.Проектная, 4

ВКИИПИ - Заказ 10503/27 Тираж 661

По писыое