Система солнечного теплоснабжения

СООЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8011 8303 А 3(я) Г 24 У 3 02;. Р 24 в 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИБ.4 Н 0 И."и А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Особое конструкторское бюро Р 1Государственного научно-исследовательского энергетического институтаим. Г.И.Кржижановского(54)(7) 1. СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ТЕПЛОФСНАБЖЕНИЯ, содержащая солнечный коллектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией соединительным трубопроводом через дополнительный и"точник тепла, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности использования тепла, низкотемпературная секция аккумулятора снабжена датчиком температуры и сообщена с высокотемпературной дополнительным трубопроводом с двухпозиционным клапаном, привод которого связан с датчиком температуры.1108303 2. Система по и. 1, о т л и ч а юш а я с я тем, что низкотемпературная секция аккумулятора сообщена с водопроводом, а последний и соединительный трубопроводы снабжены на выхо" де поплавковыми клапанами, причем клапан водопровода установлен выше Ф Изобретение относится к гелиотехнике, конкретно к системам теплоснаб" жения зданий.Известна система солнечного тепло. снабжения, содержащая солнечный кол лектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной с его высокотемпературной секцией соединительным трубопроводом через дополнительный йсточник тепла 13.Недостатком известной системы является низкая эффективность использо. вания тепла, обусловленная невозможностью использования дополнительного 5 источника тепла при повышении температуры низкотемпературной секции аккумулятора тепла.Цель изобретения - повышение эффективности использования теп- .Поставленная цель достигается тем, что в системе солнечйого теплоснабжения, содержащей солнечный коллектор, связанный с низкотемпературной секцией аккумулятора тепла, сообщенной : его высокотемпературной секцией соединительным трубопроводом через дополнительный источник тепла, низкотемпературная секция аккумулятоРа снабжена датчиком температуры и сообщена с высокотемпературной дополнительным трубопроводом с двухпозиционным клапаном, привод которого связан с датчиком температуры.Низкотемпературная секция аккумулятора может быть сообщена с водопро- З 5 водом, а последний и соединительный трубопроводы снабжены на выходе поплавковыми клапанами, причем клапан водб- провода установлен выше уровня дополнительного трубопровода. 40Низкотемпературная секция может быть снабжена установленным в ней теплообменником, сообщенным с коллектором с образованием замкнутого контура. 45На чертеже показана схема солнечного теплоснабжения.Система содержит солнечный коллек тор 4, связанный с ниэкотемпературной, секцией 2 аккумулятора тепла, сообщено ной с его высокотемпературной секцией 3 соединительным трубопроводом 4 уровня клапана дополнительного трубопровода.3. Система по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что низкотемпературная секция снабжена установленным в ней теплообменником,сообщенным с коллектоРом с образованием замкнутого контура.1 через дополнительный источник 5 тепла. Низкотемпературная секция 2 снабжена датчиком б температуры и сообщена с высокотемпературной секцией 3 дополнительным трубопроводом 7 с двухпоэиционным клапаном 8, привод 1 на чертеже не показан) которого связан с датчиком б темнературы. Низкотемпературная секция 2 аккумулятора сообщена с водопроводом 9, а последний и соединительный трубопроводы 4 снабжены на выходе поплавковыми клапанами 10 и 11 соответственно, причем клапан 10 установлен выше уровня клапана 11.Низкотемпературная секция 2 снабжена установленным в ней теплообменником 12, сообщенным с каллектором 1 с обра. зованием замкнутого контура 13. Контур 13 содержит бак 14 для слива теплоносителя, сообщенный с контуром 13 через трубопроводы с клапанами 15 и 16. Дополнительный источник 5 тепла связан с тепловьщ насосом 17, испаритель 18 которого сообщен с грунтовым теплообменником 19, сообщенным с теплообменником 20 контура 13, Конденсатор 21 теплового насоса 17, теплообменник 22, сообщенный с трубопроводом 4, и электронагреватель 23 находится в тепловом контакте с источником 5 тепла, снабженным датчиком 24 температуры и сообщенным с калорифером 25. Высокотемпературная секция 3 снабжена электронагревателем 26. Коллектор 1 и нижняя часть низкотемпературной секции 2 снабжены датчиками 27 и 28 температуры. Система содержит также связанные с датчиками б, 24, 27 и 28 температуры терморегуляторы 29, 30, 31 и 32 и управляемые ими насосы 33 и 34, а также насос 35, вентилятор 36, компрессор. 37, дроссельный вентиль 38. Все элементы системы теп. лоизолированы, Контроль температуры наружного воздуха и воздуха в помещении осуществляется при помощи датчиков температуры 1 на чертеже не пока" раны ).Система солнечного теплоснабжения работает следующим образом.В солнечном коллекторе 1 происхо дит преобразование солнечной радиации в тепловую энергию и повышениевследствие этого температуры поглощающей поверхности солнечного коллектора 1. Дифференциальный терморегулятор 31 анализирует разность температур поглощающей поверхности солнечного коллектора 1, измеряемых датчиком 27 температуры, и наружного возду. ха. Если эта разность превышает определенное значение, свидетельствующее о наличии солнечной радиации достаточ но высокого уровня, то выдается сиг О нал на включение циркулирующего насо,са 34, прокачивающего теплоноситель через солнечный коллектор 1. Дифференциальный терморегулятор 32 анализирует разность температур поглощаю щей поверхности солнечного коллектора 1 и жидкой среды, в качестве кото- рой используется вода, измеряемых датчиком 28 температуры, расположен-ным в нижней части низкотемпературной 2 О секции 2. Если эта разность превышает некоторое заданное значение, то ьщается сигнал на включение теплообменника 12 и закрытие клапана 15. При выполнении Указанных условий пог -25 лощенное в солнечном коллекторе 1 тепло. переносится теплоносителем к расположенному в низкотемпературной секции 2 теплообменнику 12, где передается воде, поступающей в низкотемпературную секцию 2, и аккумулируется за счет теплоемкости води. Если разность температур, измеряемая терморегулятором 32, падает ниже заданного значения, выдается сигнал на выключение теплообменника 12, открытие клапана 15 и включение циркуляционного насоса 33. В этом случае поглощеяное солнечное тепло передается в грунт, используемый в качестве аккумулируюшей среды, при помощи 40 теплообменника 20 и грунтового теплообменника 19.При понижении температуры жидкой среды источника 5 тепла ниже заданного значения датчик 24 температуры вы дает сигнал на терморегулятор 30, который включает компрессор 37 теплового насоса и циркуляционный насос 33. Запасенное в грунте тепло передается в грунтовом теплообменнике 19 циркулирующему в контуре теплоносителю и затем поступает в испаритель 18 теплового насоса 17. В конденсаторе 21 теплового насоса 17 тепло поступает к жидкой среде источника 5 тепла, откуда, по мере необходимости, используется для обеспечения тепловой нагрузки отопления и горячего водоснабжения. Электронагреватель 23 в дополнительном источнике 5 тепла является резервным источником энер гии.При нагреве воды в верхней части низкотемпературной секции 2 выше заданной температуры размещенный здесь датчик 6 температуры выдает сигнал , 5 на терморегулятор 29, откуда поступа -,ет сигнал на открытие клапана 8 и вода самотеком по дополнительному трубопроводу 7 поступает в высокотемпературную секцию .3.При понижении уровня воды в низкотемпературной секции 2 поплавковый клапан 10 открывает водопровод 9и холодная вода из водопровода 9 поступает в нижнюю часть низкотемпературной секции 2,Если расход воды из высокотемпературной секции 3 на горячее ьодоснабжение превышает поступление воды через клапан 8, то уровень воды в высокотемпературной секции 3 начинаетуменьшаться, При понижении уровня воды ниже уровня, определяемого поплавковым клапаном 11, последний открывает соединительный трубопровод 4 и вода из низкотемпературной секции 2поступает в теплообменник 22, размещенный в источнике 5 тепла, где догревается до требуемой температуры,а затем поступает в высокотемпературную секцию 3. Электронагреватель 25 вбаке 3 сбора нагретой воды являетсярезервным источником тепла,Режим отопления в рассматриваемойсистеме теплоснабжения реализуетсяследующим образом.При понижении температуры воздухав помещении здания ниже требуемогозначения размещенный в помещении датчик температуры выдает сигнал навключение вентилятора 36 и циркуляционного насоса 35. Циркулирующий вконтуре теплоноситель переносит тепло иэ источника 5 тепла к калориферу 25, где оно передается прокачиваемому через калорифер 25 воздуху,поступающему затем в отапливаемоепомещение.Теплоносителем, прокачиваемым через солнечный коллектор 1, в рассматриваемой системе теплоснабжения является вода. Для обеспечения защиты отзамерзания служит подсистема, включающая датчик температуры наружного воздуха и клапан 16, установленный втрубопроводе,соЕдинящцем воздушнуюполость в верхней части бака 14 дляхранения сливаемой из солнечного коллектора 1 воды с верхней точкой контура 13. При понижении температурынаружного воздуха ниже температурызамерзания воды датчик температурынаружного воздуха выдает сигнал наоткрытие клапана 16 и останов насосов34 после чего происходит слив водыиз солнечного коллектора 1 в бак 14для хранения сливаемой воды.Система в соответствии с даннойсхемой позволяет использовать в качестве теплоснабжения один дополнительный источник тепла как для отопления, так и для горячего водоснабжения, причем дополнительное тепло вЗаказ 5846/28 Тираж 711 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул,Проектная, 4 подсистему горячего водоснабжения подводится паиболее эффективным способом, а именно, к выходу .из низко- температурной секции аккумулятора тепла.Поддержание с помощью лоплавковых 5 клапанов в секциях аккумулятора телла разных уровней воды позволяет обеспечить ее подачу через дополниельный источник тепла и высокотемпеатурную секцию за счет гидростатиче ского напора, что приводит к .экономии 1 электроэнергии на привод насоса дляпрокачки жидкой среды и тем самым повышает экономические показатели системы,Поддержание в низкотемпературнойсекции постоянно низкой температурыпозволяет использовать для теплообмена между коллектором и аккумуляторомзамкнутый контур теплоносителя,Таким образом, предложенная система в целом обеспечивает повышение эффективности использования тепла.