SU1137285A1 - Система солнечного теплоснабжени - Google Patents

Abstract

СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ , содержаща  солнечный коллектор , св занный с низкотемпературной секцией аккумул тора тепла. сообщенный с его высокотемпературной секцией последовательно через емкость распределени  тепла и запорное устройство с поплавковым приводом , причем в высокотемпературной секции размещен поплавок привода запорного устройства, a в емкости датчик температуры и нагреватель с управл югрм устройством, св занный с резервным источником тепла, отличающа с  тем, что, с целью снижени  потерь тепла, датчик температуры св зан с запорным устройством , a в высокотемпературной секции ниже уровн  срабатьгоани  по8 плавкового привода установлен датчик уровн , св занный с управл ющим устройством нагревател .

Description

СО

tc

00 СП 1 Изобретение относитс  к гелиотехнике , а более конкретно - к системам солнечного теплоснабжени , и может бь1ть использовано дл  гор чего водоснабжени  и обогрева жилых и производственных помещений и дл  других бытовых нужд. Известна система солнечного тепло снабжени , содержаща  солнечньй коллектор , предназначенный дл  поглощени  солнечной энергии, аккумул тор собранного тепла и дополнительный источник энергии, в качестве которого используетс  тепловой насос в сочетании с электронагревателем, примен емый в тех случа х, когда солнечного тепла не хватает дл  полного удовлетворени  потребности в тепле Недостатком данной системы  вл етс  невозможность использовани  в подобных системах теплового насоса в качестве источника дополнитель ной энергии дл  обеспечени  нагрузк гор чего водоснабжени , что снижает их эффективность. Известна также система солнечног теплоснабжени , содержаща  солнечньй коллектор, св занный с низкотемпера турной секцией аккумул тора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией последовательно через емкость распределени  тепла и запор ное устройство, причем в высокотемпературной секции размещен поплавок привода запорного устройство, а в емкости - датчик температуры и нагреватель с управл ющим устройством св занный с резервным источником те ла 2. Недостатком известной системы  в л етс  то, что не предусмотрено отключение дополнительного источника тепла на неотопительный период при достаточном количестве солнечной энергии, что приводит к значительны потер м тепла в системе. Цель изобретени  - снижение потерь тепла. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в системе солнечного тепло снабжени , содержащем солнечный кол лектор, св занный с низкотемператур ной секцией аккумул тора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией последовательно через емкость распределени  тепла и запорное устройство с поплавковым приводом , причем в высокотемпературной 52 секции размещен поплавок привода запорного устройства, а в емкости датчик температуры и нагреватель с управл ющим устройством, св занный с резервным источником тепла, датчик температуры св зан с запорным устройством, а в высокотемпературной секции ниже уровн  срабатывани  поплавкового привода установлен датчик уровн , св занньй с управл ющим устройством нагревател . , На чертеже показана схема системы солнечного теплоснабжени . Система содержит солнечный коллектор 1, св занный с низкотемпературной секцией 2 аккумул тора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией 3 последовательно через емкость 4 распределени  тепла и запорное устройство в виде клапанов 5 и 6, последний из которых имеет поплавковый привод с поплавком (на чертеже не показан), размещенньгм в секции 3. В емкости А размещен датчик 7 температуры и нагреватель 8 с управл ющим устройством 9, св занный с резервным источником 10 тепла . Датчик 7 температуры св зан с клапаном 5 запорного устройства, а в высокотемпературной секции 3 ниже уровн  срабатывани  поплавкового привода установлен датчик 11 уровн , св занный с управл ющим устройством 9 нагревател  8. Низкотемпературна  секци  2 снабжена подвод щим патрубком 12 холодной среды с поплавковым клапаном 13. Секции 2 и 3 св заны трубопроводами 14 с запорным устройством 15, управл емым датчиком 16 температуры и трубопроводами 17. В качестве резервного источника 10 тепла используетс  тепловой насос. Кроме того, на чертеже показаны циркул ционные насосы 18-20, дл  прокачки теплоносител , бак 21 дл  слива теплоносител  из солнечного коллектора 1, теплообменники 22-24, грунтовой теплообменник 25, калорифер 26, вентил тор 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, терморегул торы 37-41. Теплоизол ци  всех элементов схемы , включа  трубопроводы, а также, датчик температуры наружного воздуJ

xa на схеме не показаны. Сплошной линией на чертеже обозначена гидравлическа  св зь элементов схемы, а пунктиром - электрическа  св зь.

Система солнечного теплоснабжени  работает следующим образом.

В солнечном коллекторе 1 происходит преобразование солнечной радиации в тепловую энергию и повьшение вследствие этого температуры поглощающей поверхности солнечного коллек тора 1. Дифференциальный терморегул тор 38 анализирует разность температ5Ф поглощающей поверхйости солнечного коллектора, измер емой датчиком 34 температуры, и наружного воздуха. Если эта разность превышает определенное значение, свидетельствующее о наличии солнечной радиации достаточно высокого уровн , то вьщаетс  сигнал на включение циркул ционного насоса 18, прокачивающего теплоноситель через солнечный коллектор 1. Дифференциальньй терморегул тор 39 анализирует разность температур поглощающей поверхности солнечного коллектора 1 и жидкой среды,в качестве которой используетс  вода, измер емых датчиком 35 температуры , расположенным в нижней части секции 2 бака-аккумул тора тепла Если эта разность превьш1ает некоторое заданное значение, то вьщаетс  сигнал на включение теплообменника 23 путем открыти  соответствующего вентил  30.Теплообменник 22 при этом отключаетс . При выполнении указанных условий поглощенное в солнечном коллекторе 1 тепло переноситс  теплоносителем к раЬположенному в секции аккумул тора тепло теплообменнику 23, где передаетс  воде, поступающей в секцию 2 тепла, и аккумулируетс  за счет теплоемкости воды. Если разность температур, измер ема  терморегул тором 39, падает ниже заданного значени , вьщаетс  сигнал на включение циркул ционного насоса 19 теплообменника 22 и отключение теплообменника 23 путем изменени  положени  вентил  30. В этом случае поглощенное солнечное тепло передаетс  в грунт, используемый в качестве аккумулирующей среды, при помощи теплообменника 22 и грунтового теплообменника 25. .

I

При нагреве воды в верхней части

секции 2 вьщ1е заданной температуры

372854

размещенный здесь датчик 16 температуры вьщает сигнал на терморегул тор 40, откуда поступает сигнал на открытие запорного устройства 15 и 5 вода самотеком по трубопроводу 14 поступает в секцию 3. При понижении уровн  воды в секции 2 поплавковый клапан 13 открывает патрубок 12 и холодна  вода из водопровода поступает в нижнюю часть секции 2 бакааккумул тора тепла.

Если расход воды из секции 3 на нагрузку гор чего водоснабжени  превышает поступление воды через запорное устройство 15, то уровень воды в секции 3 начинает уменьшатьс . При понижении уровн  воды ниже уровн , определ емого датчиком 11, последний вьщает сигнал на управл ющее устройство 9, которое включает компрессор 32 теплового насоса и циркул ционный насос 19. Запасенное в грунте тепло передаетс  в грунтовом теплообменнике 25 циркулирующему в

25 контуре теплоносителю и затем поступает в испаритель 31 теплового насоса, В нагревателе 8 тепло поступает к воде емкости 4 распределени  тепла. При нагреве воды в емкости 4 зо распределени  тепла свьщ1е требуемой температуры размещенный здесь датчик 7 температуры вьщает сигнал на терморегул тор 41, откуда поступает сигнал на открытие клапана 5 и вода за счет гидростатического напора по трубопроводу 17 поступает в секцию 3. При повьштении уровни воды в секции до уровн , определ емого датчиком 11, вьщаетс  сигнал на отключение компрессора 32 теплового наcoca и циркул ционного насоса 19.

Режим отоплени  в рассматриваемой системе теплоснабжени  реализуетс  следующим образом.

-При понижении температуры воздуха в помещении здани  ниже требуемого значени  размещенный в помещении датчик 36 температуры вьщает сигнал на терморегул тор 37, откуда

поступает сигнал на управл ющее устройство 9, на включение вентил тора 27 и циркул ционного насоса 20. Управл ющее устройство 9 вьщает сигнал на включение компрессора 32 теплового насоса и циркул ционного coca 19. Циркулирующий в контуре теплоноситель переносит тепло из емкости 4 распределени  тепла к каS1

лориферу 26, где оно передаетс  прокачиваемому через калорифер 26 воздуху , поступающему затем в отапливаемое помещение.

При работе системы теплоснабжени  может сложитьс  ситуаци , когда по услови м обеспечени  нагрузки отоплени  вьщаетс  сигнал на включение теплового насоса (резервный источник 10 тепла), а поступлени  воды в секцию 3 из емкости 4 распределени  тепла дл  обеспечени  нагрузки гор чего водоснабжени  при этом не требуетс . В этом случае при включении теплового насоса нагреваетс  вода в емкости 4 распределени  тепла и в соответствии с рассмотренным ранее режимом вода через клапаны 5 и 6 поступает в секцию 3 до уровн  срабатывани  поплавкового привода клапана 6, Можно также предусмотреть блокировку открыти  клапана 5 по сигналу датчика 11 уровн . Электронагреватель 28 в емкости 4 распределени  тепла и электронагреватель 29 в секции 3  вл ютс  резервными источниками тепла.

Теплоносителем, прокачиваемым через солнечный коллектор 1 в рассматриваемой системе теплоснабжени ,  вл етс  вода. Дл  обеспечени  за56

щиты от замерзани  служит подсистема , включающа  датчик температуры наружного воздуха и -вентиль 30, установленный в трубопроводе, соедин ющем воздушную полость в верхней

части бака 21 дл  хранени  сливаемой из солнечного коллектора 1 воды с верхней точкой (контура солнечного коллектора 1. При понижении температуры нарзжного воздуха ниже температуры замерзани  воды датчик температуры наружного воздуха, вьщает сигнал на открытие вентил  30 и остановку циркул ционного насоса 18, после чего происходит слив воды из солнечного коллектора 1 в бак 21.дл  хранени  сливаемой воды.

Уменьшение потерь тепла в емкости распределени  тепла при обеспечении резервным -подогревателем нагрузки гор чего водоснабжени  в течение Неотопительного периода св зано с тем, что размещенный в баке сбора нагретой жидкой среды датчик уровн  вьщает сигнал на включение дополнительного источника тепла только в случае недостаточного поступлени  нагретой жидкой среды непосредственно из бака-аккумул тора тепла в бак сбора нагретой жидкой среды.

Claims (1)

1. 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, а в емкости датчик температуры и нагреватель с управляющим устройством, связанный с резервным источником тепла, отличающаяся тем, что, с целью снижения потерь тепла, датчик температуры связан с запорным устройством, а в высокотемпературной секции ниже уровня срабатывания поплавкового привода установлен датчик уровня, связанный с управляющим устройством нагревателя.

   GO М ю 00

   СЛ

   113